2015年11月Power Systemsテクニカル・セミナー 「進化するPower Systems仮想化機能」

AIX Web Seminar

日本アイ・ビー・エム株式会社

Power Systems

テクニカルセールス

システムズ・ハードウェア

エバンジェリスト

伊東 成倫

2015年 12月10日

ここまできたか！ 最新 AIX はこんなにすごい！

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お客様の基幹システムの安定稼動/連続稼動を支える AIX

AIX V7.2 の発表

1) AIX Live Update for Interim Fixes

重要パッチを、OS の停止を伴わずに適用可能です。

2) SR-IOV を PowerVM 環境でサポート

SR-IOV による Ethernet の仮想化を PowerVM (VIOS) 環境でサポートします。

SR-IOV が提供する QoS (Quality of Service)、ネットワークの帯域幅の制御が VIOS 下で可能になります。

3) Flash キャッシュ

お客様環境にて Read I/O がボトルネックになっている環境、参照系のワークロードに おいては、高速なストレージ、Flash や SSD をキャッシュとして使用することにより、 AIX (OS) の機能で、パフォーマンスを改善します。

© 2015 IBM Corporation 3

AIX ロードマップ

￭ お客様の基幹システムの 安定稼動/連続稼動 を支える

AIX V7.2 を発表

★ 次世代 AIX も開発中

通常サポート 通常サポート (10年) IBM の今後の方針に関するあらゆる情報は、 告知無く変更ないし取り止めとなる可能性があります 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 TL/SP ・・・ ・・・ ・・・・・・ ・・・ AIX next TL/SP ・・ ・・ ・・ ・・ ・・・ ・・・ ・・・ ・・・・・・ AIX V5.3 TL/SP ・・ ・・ ・・ ・・ ・・ ・・・ AIX V5.3 2012.04 サービス終了 AIX V6.1 2017.04 サービス終了 AIX V5.3 2004年08月(GA) POWER6 サポート POWER6+ サポート POWER7 サポート POWER7+ サポート 延長サポート POWER8 サポート 延長サポート 通常サポート (8年) TL: テクノロジー・レベル SP: サービス・パック AIX V6.1 2007年11月(GA) AIX V7.1 2010年09月(GA) 2015 2020 TL/SP ・・・ ・・・ 延長サポート 2021 ・・・

AIX V7.2

2015年10月 発表 New ・・・

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目次

￭ AIX Live Update

￭ PowerVM 環境における SR-IOV のサポート

￭ Flash キャッシュ

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AIX Live Update

￭ AIX 稼働中にカーネルの更新が可能

• OS 再起動やアプリケーションの停止を伴わずに Fix を適用 • AIX V7.2 の新機能

− 今回のリリースでは Interim fixes (iFix) に対応

OS メンテナンスに伴うサービス停止時間を短縮

外部ストレージ VIOS 元のOS領域 (rootvg) iFix 適用済みOS 領域 (rootvg) LPAR1 LPAR1’ クローン ワーク ロード ワークロード 移行 Power Systems ent ent

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AIX Live Update 処理フロー 概要

-￭ Step1 : iFix 適用 用のクローン環境の作成

• alt_disk_copy で オリジナル環境(rootvg)のクローンを作成 − コピー先の環境に iFix を適用 • iFix 適用済み の環境となる “サロゲート LPAR” を作成 − “サロゲート” とは “代理の” という意味

￭ Step2 : ワークロードのチェックポイントを取得して移行

• WPAR Live Application Mobility 機能を使用してサロゲート LPAR への 引越し

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Live Update 処理 (1)

Power Systems

VIOS

元LPAR[lpar01_lku0] ID:25

ent0 NPIV SEA ent1 fcs0 hdisk0 rootvg hdisk1 altinst_ro otvg+iFix hdisk2 (未使用) fcs1 HMC ￭ 仮想イーサネットを作成 • 元LPAR⇔サロゲートLPAR間のプ ライベートLANとして使用 ￭ 元LPARのLPAR名を変更 • lpar01_lku0 ￭ alt_disk_copyの実施 • hdisk1に対してiFix適用 • iFix 適用後は exportvg を実施 ブートrootvgとして使用されているdisk 対象LPAR側で操作されているdisk 対象LPAR側には使用されていないdisk Step 1 : クローン環境の作成 (元 LPAR 側の設定変更)

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Live Update 処理 (2)

Power Systems

元LPAR[lpar01_lku0] ID:25

VIOS サロゲートLPAR[lpar01] ID:125 ent0 NPIV SEA ent1 fcs0 HMC ent1 fcs1 hdisk0 rootvg hdisk1 (altinst_ro otvg+iFix) hdisk2 rootvg ミラー ￭ サロゲートLPARを作成 • 元LPARからHMCへ指示 • 仮想イーサネットを作成 ￭ ディスク・パスの変更 • 元LPARから仮想FC(片側)を削除後、 サロゲートLPARに仮想FCを作成 ￭ サロゲートLPARを起動 • ブートディスクは hdisk1 を使用 ￭ 元LPARでrootvgのミラー • hdisk2 を使用 fcs1 ent0 hdisk0 (rootvg) hdisk1 altinst_ro otvg+iFix hdisk2 (rootvg ミラー) ブートrootvgとして使用されているdisk 対象LPAR側で操作されているdisk 対象LPAR側には使用されていないdisk Step 1 : クローン環境の作成 (サロゲート LPAR の起動)

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Live Update 処理 (3)

Power Systems

元LPAR[lpar01_lku0] ID:25

VIOS サロゲートLPAR[lpar01] ID:125 ent0 NPIV SEA ent1 fcs0 HMC ent1 fcs1 hdisk0 (rootvg) SPLIT hdisk1 (altinst_ro otvg+iFix) hdisk2 rootvg ￭ 元 LPAR でチェックポイントを取得 ￭ rootvg ミラー状態の解除 • 元LPAR は hdisk2 で稼動 • サロゲートLPARで、rootvg(hdisk0) をchroot環境内にインポート ￭ サロゲートLPARで IP アドレス、お よびワークロードを引継ぐ • rootvg(hdisk0)をchroot環境で稼動 • RSCT など一部のプロセスは再起動 ￭ chroot 環境で iFix を適用し、 ブートディスクを hdisk0 に変更 ent0 hdisk0 rootvg chroot hdisk1 altinst_ro otvg+iFix hdisk2 (rootvg) ブートrootvgとして使用されているdisk 対象LPAR側で操作されているdisk 対象LPAR側には使用されていないdisk Step 2 : ワークロードの移行

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Live Update 処理 (4)

Power Systems 元LPAR[lpar01_lku0] ID:25 サロゲートLPAR[lpar01] ID:125 VIOS ent0 NPIV SEA ent1 fcs0 HMC ent1 fcs1 hdisk0 (rootvg +iFix) hdisk1 (altinst_ro otvg+iFix) hdisk2 rootvg ￭ 元LPARの停止 ￭ 元LPARで使用していた仮想FCを サロゲートLPARへ切替え ￭ プライベート用仮想Ethを削除 • 元LPAR、サロゲートLPAR両方 ￭ 元LPARを削除 • 使用していたリソースを解放 ￭ /etc /inittabの変更 • hdisk1が lvup_rootvg として認 識されるため、削除設定を追加 ent0 hdisk0 rootvg +iFix hdisk1 lvup_root vg hdisk2 (rootvg) fcs0 ブートrootvgとして使用されているdisk 対象LPAR側で操作されているdisk 対象LPAR側には使用されていないdisk Step 3 : クリーンアップ

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AIX Live Update SMIT メニュー

-Install Software

Type or select values in entry fields.

Press Enter AFTER making all desired changes.

[TOP] [Entry Fields]

* INPUT device / directory for software .

* SOFTWARE to install [_all_latest] + PREVIEW only? (install operation will NOT occur) yes +

COMMIT software updates? no + SAVE replaced files? no + AUTOMATICALLY install requisite software? yes + EXTEND file systems if space needed? yes + OVERWRITE same or newer versions? no + VERIFY install and check file sizes? no + Include corresponding LANGUAGE filesets? yes + DETAILED output? no + Process multiple volumes? yes + ACCEPT new license agreements? yes + PREVIEW new LICENSE agreements? no +

INVOKE live update? yes + Requires /var/adm/ras/liveupdate/lvupdate.data.

・・・(後略)・・・

SMIT メニュー # smitty install

→Install and Update Software →Install Software

PREVIEW only？ • プレビュー時はyes • Live Update実行時はno

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AIX Live Update 構成上の考慮点

-￭ Live Update の前提

• AIX V7.2

− AIX V7.2 は POWER7/7+ および POWER8 をサポート • Live Update 可能な iFix

− # emgr –d –v[2|3] –e [iFix名(epkg.Z)] で確認可能  “LU CAPABLE” が yes

￭ 構成上の考慮点

• VIOS 環境 − マルチ・パス構成  1 パスずつサロゲート LPAR に付け替えるため • サロゲート LPAR 用 CPU / メモリー、および クローン / ミラーリング用 ストレージが追加で必要

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PowerVM 環境に於ける

SR-IOV のサポート

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PowerVM の進化

• VIOS のバージョンごとの新機能の例

− VIOS 1.5 - Live Partition Mobility サポート

− VIOS 2.1.2 - NPIV サポート

− VIOS 2.2.0.11 - Shared Storage Pool サポート

PowerVM

※

は常に進化を続けています

Power Systems Hardware

POWER Hypervisor

VIOS AIX Linux IBM i

PowerVM

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SR-IOV を PowerVM 環境でサポート

• SR-IOV の帯域制御によりパフォーマンスを必要とする区画に帯域を保証 − 広帯域を必要とするファイル・サーバーやバッチ処理時の

大量のデータ転送 など

• SR-IOV vNIC による VIO クライアントの帯域制御と PowerVM による Live Partition Mobility の両立を実現

• SR-IOV vNIC により、従来 SEA で使用してた VIOS の CPU 使用量を ゼロに削減

ネットワークの帯域制御を実現

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(*) 出典: ITpro “SR-IOV とは”, 2010/01/18

http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Keyword/20100115/343227/

SR-IOV とは

￭ SR-IOV : Single Root I/O Virtualization

• PCI デバイス側で仮想化をサポートする規格 (*)

− PCI バス規格を管理している「PCI-SIG」(PCI Special Interest

Group) により2007年10月に策定 (*) • 物理ポートを複数の パーティション / VM で 共有する機能を ハードウェアにて提供 PCIe3 4 ポート 10 GbE SR アダプター 10 Gbps - 16 Virtual Functions 10 Gbps - 16 Virtual Functions 10 Gbps - 16 Virtual Functions 10 Gbps - 16 Virtual Functions 論理 ポート 論理 ポート パーティション / VM #01 論理 ポート 論理 ポート パーティション / VM #02 論理 ポート 論理 ポート パーティション / VM #03 各論理ポートに割り当てる ネットワーク帯域の最小値 をパーセント[%]で指定

19 Virtual Ether LPAR#1-4 Virtual Ether LPAR#1-3 Power Hypervisor

Power Systems におけるSR-IOV サポートの拡張

￭ PowerVM 環境にて vNIC をサポート

• vNIC は新たなデバイス

− 従来、論理ポートを SEA (Shared Ethernet Adapter) 経由で SR-IOV 論理ポート を共有することは可能

 VIOC では Virtual Ethernet を構成

• LPAR の vNIC 構成時に VIOS 上の必要な構成を自動で定義 − VIOS 上の論理ポート と vNIC server device を構成

Virtual Ether 論理 ポート VIOS SEA 論理 ポート LPAR#1-1 vNIC LPAR#2-1 vNIC LPAR#2-2 VF VIOS vNIC Server vNIC Server 論理 ポート 従来の構成 SR-IOV 対応 アダプター Virtual Ether LPAR#1-2 20 % 15 % SR-IOV vNIC 構成

© 2015 IBM Corporation 20

SR-IOV vNIC 活用のメリット (1)

• 割り当てたい最小の帯域を % で指定 − 帯域制御の例  LPAR1 を 2 ～ 98 % で割当を変更  LPAR2 は 2% 割当で固定 使用帯域 [Gbps ] LPAR1 の割当帯域 [%] LPAR2 LPAR1 2 30 50 60 70 80 98

ネットワークの帯域制御を実現

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SR-IOV vNIC 活用のメリット (2)

• vNIC は VIOS の CPU を消費せずに通信可能 − ネットワーク転送時の CPU 使用量の合算

 送信側 VIOS 0.85 PU → 0 PU

 受信側 VIOS 1.0 PU → 0 PU

ネットワーク転送に要する CPU 負荷を低減

SEA + Virtual Ethernet

(largesend オプション あり) SR-IOV vNIC

(例) 5 Gbps 転送時の CPU 使用量 PE VE 送信側 VIOS SEA VE Client (送信) PE VE 受信側 VIOS SEA VE Server (受信) 送信側 VIOS 0.85 受信側 VIOS 1.0 Server 0.59 Client 0.37 VF vNIC_Serv 送信側 VIOS vNIC Client (送信) VF vNIC_Serv 受信側 VIOS vNIC Server (受信) Server 0.43 Client 0.40 SR-IOV vNIC 構成 SEA 構成

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(参考) SR-IOV vNIC の構成と前提条件

￭ SR-IOV vNIC の構成

• HMC (Hardware Management Console) から構成 − QoS (帯域制御) も HMC から設定

￭ 前提条件

• HMC : V8 R8.4.0 以降 • Firmware : 840 以降 • VIOS : V2.2.4 以降 • AIX : AIX 7.1 TL4 以降 AIX 7.2 以降 • IBM i : IBM i 7.1 TR11 以降 IBM i 7.2 TR3 以降 • Linux : サポート予定

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SR-IOV vNIC デモ

￭ 簡単に vNIC が構成できることをご覧ください

実機でのデモを

ご覧ください。

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サーバー・ベース Flash キャッシング

￭ SAN のワークロードをサーバーに

オフロードすることにより、

パフォーマンス向上

• より多くのトランザクションを処理 • 応答時間の短縮

￭ キャッシュは透過的に行われるため、

アプリケーションの変更は不要

￭ Power Systems に構成した Flash を

SAN ストレージ上のデータの

キャッシュとして使用

• 内蔵 SSD

• 拡張 I/O drawer (EXP24S) 搭載 SSD • Ultra SSD I/O drawer (EXP30), 等

Flash との組み合わせで I/O パフォーマンスを向上

Flash Cache Engine ワークロード

Flash / SSD

Server

SAN LUN LUN LUN

I/O APIs

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サーバー・ベース Flash キャッシュ の構成

 LPAR に割り当てるケース

– LPAR に割り当てた SSD を Flash キャッシュとして使用 – Live Partition Mobility (LPM) は

実行できない SAN Disks VIOS LPAR PowerVM FC adapter SSD adapter SSD VFC DD CM SSD Cache DD VSCSI Client DD VSCSI Server FC DD Cache engine hdisk vcache Cache mgt hdisk LVM cmpart cmpool SAN Disks LPAR FC adapter SSD adapter SSD FC DD CM SSD Cache DD Cache engine hdisk vcache PowerVM  仮想I/O(VIOS) 環境のケース – SSD キャッシュ管理プールを VIOS 内に保持 – クライアント LPAR は vSCSI インターフェース を使用

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(参考) Flash キャッシュの効果 read perf.

-￭ read パフォーマンスを測定

• Flash キャッシュ あり と 無し で比較

− 内蔵ディスク / DS5000 / V7000 環境で比較 − ブロック・サイズを変えて測定

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￭ AIX Live Update

￭ PowerVM 環境における SR-IOV のサポート

￭ Flash キャッシュ

￭ +α

• 止めない仕組み

PowerHA Non-Disruptive Upgrade のサポート • PowerVM の進化

Live Partition Mobility の高速化 • Flash の活用

Flash の活用による LVM mirroring Read の高速化

 AIX Live Update

 PowerVM 環境における SR-IOV のサポート

 Flash キャッシュ

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PowerHA Non-Disruptive Upgrade サポート

• ノード引継ぎを伴わずに PowerHA ソフトウェアをアップグレード可能 − アップグレード・プロセス中で AIX のリブートが不要な場合に可能  現時点では AIX の TL レベルのアップグレードではリブートが必要 • AIX 7.1 TL03 / 6.1 TL09 上の PowerHA 7.2 をサポート − PowerHA 7.2 の新機能である 自動リポジトリー・ディスク・リプレ ース, 等は AIX 7.1 TL04 / AIX 7.2 でサポート

PowerHA 7.1.3 Non Disruptive _Upgrade PowerHA 7.2

AIX 7.1.3 AIX 714 72 (2015) AIX 713 * 619 * (2013) PowerHA 72 (2015)

ダウンタイムなしで PowerHA をマイグレーション

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Live Partition Mobility 処理の高速化

• LPM のネットワーク転送・処理スピードを高速化 − 筐体間ネットワークの広帯域化への対応

 40 Gb Ethernet や Link Aggregation 環境への対応 • LPM 処理のマルチスレッド化 − 1 LPM につき 1 スレッドだった処理を最大 4 スレッドで対応

計画停止時間 / 新筐体への移行時間 を短縮

サーバー A サーバー B LPAR 1 LPAR 2 LPAR 3 LPAR 1 LPAR 2 LPAR 3 LPAR 4 VIOS VIOS LPAR のメモリー情報の転送 (LPM 処理, VIOS 間)の速度 を向上

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(参考) LPM パフォーマンス検証

￭ 検証環境

• VIOS は 10 Gb Ethernet x2 で EtherChannel を構成

− 特別な tuning 無し (window size, MTU, large_send, 等) • VIOC は 160 GB メモリーを割り当て

￭ 検証結果

VIOS version スレッド 数 LPM 処理時間 メモリー転送 時間 (概算) メモリー転送 総量 [GB] 平均通信速度 [Mbps] case 1 V2.2.2.3 1 18m 49s 13m 15s 170 1,752 case 2 V2.2.3.2 1 12m 04s 08m 05s 169 2,845 case 3-1 V2.2.4 1 04m 28s 03m 30s 162 6,465 case 3-2 V2.2.4 2 03m 30s 02m 40s 167 8,146 case 3-3 V2.2.4 4 03m 13s 02m 25s 167 9,299

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Flash ベース・ストレージ への LVM ミラーリング

• 全ての read を特定のミラーに誘導する 新しい LVM ミラーリング・ポリシー • Read パフォーマンス向上のために LVM ミラーを Fast コピーとして 利用可能 • プライマリー・ストレージ・リソースを オフロード • ストレージ環境の全体的な パフォーマンスを向上 − AIX 7.1 TL 3 SP4 以降でサポート Application File System AIX LVM LVM Mirror (lv1)

Flash Based Storage

(SAN or direct attached)

Primary Storage (lv1) Preferred Read Path Writes LVM Mirroring

LVM ミラー先を Flash にすることにより

ディスクの総合的なパフォーマンスが向上

コマンド例 ： • mklv –y lv1 –c 2 –R 2 vg1 100 • chlv –R 1 lv1

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ついに ここまできました !!

お客様の基幹システムの安定稼動/連続稼動を支える AIX

AIX V7.2

1) AIX Live Update for Interim Fixes

重要パッチを、OS の停止を伴わずに適用可能です。

2) SR-IOV を PowerVM 環境でサポート

SR-IOV による Ethernet の仮想化を PowerVM (VIOS) 環境でサポートします。

SR-IOV が提供する QoS (Quality of Service)、ネットワークの帯域幅の制御が VIOS 下で可能になります。

3) Flash キャッシュ

お客様環境にて Read I/O がボトルネックになっている環境、参照系のワークロードに おいては、高速なストレージ、Flash や SSD をキャッシュとして使用することにより、 AIX (OS) の機能で、パフォーマンスを改善します。

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