brocade_session.pptx

Microsoft Virtualization Summit

Windows Hyper-Vによるデータセンター

仮想化のためのネットワーク要件

ブロケード コミュニケーションズ システムズ

小宮崇博

2010/3

Agenda

• ブロケード コミュニケーションズ システムズご紹介

• サーバ仮想化とデータセンターネットワーク

• ブロケードのソリューション

• Microsoft SystemCenter と Brocade Datacenter Fabric Manager の連携

• まとめ

ブロケード コミュニケーションズ システムズ

市場でのポジション

総合ネットワークカンパニーとしてのブロケード

Storage Area Network 製品の

出荷ポート数シェア

Source: IDC Japan Aug 2009

Ethernet市場におけるポジション

(Nov 2004) チャレンジャー リーダー ビジョナリー ニッチプレーヤー 市場の創造性 実 行 力 (Oct 2006)

BROCADE 87.0%

CISCO 5.5% QLogic 7.3%

サーバ仮想化と

Gartner Datacenter Conference 2009

2009/12/2

Data Center Cost Portfolio

People, 29%

Software, 22%

Energy/Facilities

, 12%

Servers, 11%

Networking,

10%

Storage, 7%

Disaster

Recovery, 7%

Overhead, 2%

ネットワークよりも

サーバ台数削減

の方が効果が大きい

電力コストは既にサーバ

購入費用よりも大きい。

また増加傾向にある

同じ人件費で多くのシステムを

管理するための“自動化”が鍵

より効率のよいサーバ仮想化

環境を構築することが重要

ブロケードの目指す

データセンターネットワーク

• ビジネス環境の変化に対する追従できる柔軟性

• コスト低減を可能にする性能、機能

• 事業継続を可能にする製品、知識、経験

• 温暖化対策等の企業の社会的責任に対する貢献

そのゴール : Datacenter-as-a-Computer

キーワード

•高性能による高集約

•低消費電力

•自動管理

サーバ仮想化技術と課題

• 仮想マシンが共有する物理構成

要素

•

CPU/メモリ

•

ストレージ

•

NIC/HBA

•

ネットワーク

• 仮想マシンと物理マシンの構成

要素には、相違点はない

•

CPU > メモリ > ストレージ

-> ネットワーク の順番で性能の

ネックになる可能性がある

サーバ仮想化技術と性能ボトルネック

物理サーバ 仮想マシン ペアレント パーティション 仮想マシン Microkernel Hypervisor 仮想HBA 物理HBA （冗長） 物理NIC （冗長） Ethernet スイッチ FC スイッチ 仮想スイッチ

サーバ仮想化技術の性能ボトルネック

• 仮想サーバの性能ボトルネック

の発生箇所

•

I/O処理一般

• 割り込み処理一般

•

ディスクI/O

• CIFS/NFS のようなオフロードできない プロトコルを使用した場合 • I/Oの重要度の異なるシステムを共存さ せている場合

•

ネットワークI/O

• TCP/IPネットワーク処理をソフトウェ アスタックで処理する場合 • Hypervisor で完全仮想化処理を使用し た場合 • 仮想マシン間通信が通信量の大半 (5Gbps以上)を占める場合

CPU/メモリの次に重要なもの

CIFS(4Gbps) 0 100 200 300 400 500 512b ytes 1K 8K 16K 24K 32K 64K _{96K 12}8K ₂₅6K Size T ra ff ic (M B) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 C P U U sa ge (%) Traffic (MB) CPU usage(%) 4GFCストレージによる CIFSアクセス性能とCPU使用率 各プロトコルでのCPU使用率 IO仮想サーバでのCPU使用率 完全仮想化 仮想化なし

仮想サーバのワークロード管理の困難

• 仮想サーバの性能(ワークロー

ド)を管理するベストプラクティス

がない

•

データベース、メールサーバなどの

I/O負荷の高いシステムは、運用

設計で従来のパターンが使用でき

ない

仮想サーバのワークロード管理

共有 ボリューム バンド幅 を消費 高I/O性能要求 しかし、 バンド幅がない 管理 サーバ •ISL Trunkingは？ •パスの縮退？ •RAID5 の問題？ •カーネルリソース？ •切り分け手順が必要 •必要なイベントはたくさん のイベントに埋もれて発掘 できない ベストプラクティスがあっても 自動化されていない運用 ベストプラクティスがあっても 自動化されていない運用 サーバ仮想化環境で、DBのバッチ処理、 メールサーババックアップ処理のジョブが いつ終わるのか予測できますか？

仮想マシンを意識した

I/Oネットワークの最適化

• 仮想マシン単位に優先制御を行な

い、

I/O性能要件

を満たせるようにす

る

•

仮想マシンのI/Oは優先制御が必要

• ブロケードのソリューション

•

FC QoS (Server Application

Optimization)

• FCのVirtual Channelを使用し、I/Oの優先制御 を実現 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Average Response Time 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Average Response Time FC QoS の効果 VM VM VM Hyper-visor 帯域を占有できないので 各VM単位でQoSが必要 High Performance Mid Performance Low Performance VM VM VM QoS_High QoS_Mid QoS_Low

サーバ仮想化を意識した

ネットワーク最適化

• 仮想マシン単位に優先制御を行

ない、ネットワーク性能要件を

満たせるようにする

•

仮想マシンでもトラフィックの

重要性には差があるため、優先

制御を行えるようにする

• ブロケードのソリューション

•

VM Optimized Port

• アダプタあたり128個のネットワーク キューを仮想マシン単位に構成し、優 先制御を実現 VM1 vNIC

Layer2 Software Switch

Layer2 Classiifier/Sorter MAC/PHY Rx1 Rx1 Rx1 Rx1 Tx1 VM2 vNIC VM3 vNIC Rx2 Rx2 Rx2 Rx1 Tx2 Tx2 Rx3 Rx1 Rx1 Rx1 Tx3 Tx3 Tx3 Rx1 Rx2 Rx1 Rx3 Tx3 Tx3 Tx1 Tx2 Rx2 Rx1 Tx3 Tx2 CNA with VMOP VMOP の仕組み

アダプタの仮想化

• I/Oアダプタ(NIC,HBA)を仮想化

することで、ハイパーバイザの

オーバヘッドを削減する

•

仮想マシンごとに仮想/物理アダ

プタ機能を用意し、直接アクセ

スさせることでハイパーバイザ

の負荷を軽減

• ブロケードのソリューション

•

Single Root I/O

Virtualization 対応アダプタ

• PCI Express の標準技術 • 実CPU使用率で 10% 程度の負荷軽減を 実現 • 仮想マシン1台以上の負荷を軽減 I/O 仮想化 Virtual

Machine A Machine BVirtual vNIC

vHBA vHBAvNIC

PCI-E Device NIC HBA I/O 仮想化なし Hypervisor Virtual

Machine A Machine BVirtual vNIC

vHBA vHBAvNIC

SR-IOV PCI-E Device Hypervisor VF VF PF PF NIC HBA 完全仮想化 TOE搭載 仮想化なし NIC SR-IOV対応 NIC

エッジスイッチの仮想化

• なぜ、エッジスイッチの仮想化

が必要なのか？

•

多くの仮想マシンが集約される

と、仮想マシン間の通信の大半

は物理サーバ内に閉じるので、

ソフトウェアスイッチだとCPU負

荷が重くなる

• ブロケードのソリューション

•

エッジスイッチの仮想化

• 仮想マシン間通信をオフロードする仕 組み(Edge Virtual Bridging)

• NIC によるフレーム転送により、ソフト ウェアスイッチの処理をオフロード(VEB) • 外部スイッチでのフレーム転送し、処理 をオフロード(VEPA) NIC/CNA VF VF VF VF 外部/エッジスイッチ NIC NIC NIC NIC

VM VM VM VM

Blade Blade Blade Blade

NIC/CNA ソフトウェアスイッチ VM VM VM VM

VM

VM

外部スイッチ 外部スイッチ 通常の 仮想化環境

Virtual Ethernet Bridge

Virtual Ethernet Port Aggregator

①

アダプタ で転送 外部スイッチ で転送 10Gbpsの帯域あたり 1コア以上を消費し、 負荷が高い

Microsoft System Center/Brocade DCFM

連携とは

仮想マシンワークロード管理/自動運用を実現

System Center Operations Manager System Center

Virtual Machine Manager

Windows PowerShell セルフサービス Web ポータル コンソール 管理インタフェース SAN Storage

Brocade

Data Center

Fabric Manager

VMM Library

Server

VM Template ISO VHD Script コンソール Web GUI Windows PowerShell VM VM VM VM VM VM Switch Adapter Switch Adapter プラグイン Plug-in WMI 性能情報 統計情報 性能情報 統計情報 仮想マシンマイグレーション の発行 PRO-Tips (コネクタ) アダプタ ワークロード情報を収集し 問題を判別するプラグイン アダプタ/スイッチから ワークロード情報を収集し 問題を判別するプラグイン

Microsoft SystemCenter との連携イメー

ジ

SAN を使用した VM Migration

サーバB

サーバA

LUN 1

LUN 2

LUN 3

LUN 4

LUN 5

LUN 6

LUN 1 LUN 2 LUN 3 LUN 3 LUN 5 LUN 6

仮想マシン 仮想マシン

移動 移動

プロダクトポートフォリオ

Vision update FY2010

FastIron SX FastIron LS _{FastIron GS} FastIron SuperX FastIron Edge X BigIron RX NetIron MLX FastIron Workgroup NetIron CES CER 300 Switch 5100 Switch 5300 Switch 7800 Extension DCX Backbone 48000 Director 815/825 HBA 415/425 HBA iSCSI Gateway FC4-16IP FC8-16, -32, -48 Switch Blade 7600 App. Switch Encryptio n Switch FA4-18 FS8 -18 FastIron WS ServerIron ADX FastIron CX TurboIron 24X エン タープライズキ ャ ンパス LAN デー タセンター (LA N) デー タセンター (SA N) メトロ / SP 1010/1020 CNA 8000 Switch CEE/FCoE ファイバチャネル IronView ネットワークマネージ データセンター ファブリックマネージャー AP300/ 5000/ 7000 Mobility Controllers L 2 -3 L 4 -7 Ethernet/IP L2 – 3 ( ワイ ヤード + ワイヤ レス ) Blade Server Switches FastIron EdgeXE NetIron XMR ServerIron/ADX_Series

FX8-24 Extension

FCoE10-24 FCoE

ブロケードの価値

CIO にとっての価値 IT管理者にとっての価値 ユーザにとっての価値 オープンな技術の採用 囲い込みを行わず、いつ でも最適なコストのソ リューションを選択し、 移行可能 特殊な技術ではなく、か つ、覚えるとどこでも使 える 高性能な製品 コストダウンによるビジ ネスリスクを軽減 単一の装置でより多くの サーバ、デバイスを接続 でき、コストダウン可能 作業能率が変わらない、 もしくは向上する 低消費電力/低発熱 企業の社会的責任に対す る説明責任 運用コスト低減 各種パートナとの連携に よるソリューション開発 ベンダにより囲い込まれ ないことによるリスク軽 減 投資コスト低減 最適ソリューションの選 択 ベストプラクティスを実 装したソリューション IT投資リスクの軽減 運用コストの低減 作業効率が悪化しない 多くのパートナによるサ ポート体制 IT投資リスクの軽減 最適ソリューションパー トナの選択 高付加価値なプロフェッ 導入リスクの軽減 複雑な技術案件における