オープンソースで実現する、
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仮想化技術最新情報！！
アジェンダ
オープンソースのトレンド
KVMのモデル&バックエンド KVM & QEMU
Xen vs KVM パフォーマンス比較
KVM
Kernel-based Virtual Machine
● 2006 年 10 月から開発がスタート ●2 ヶ月後にはアップストリームにマージ ● イスラエルの Qumranet が開発 ●2008 年 12 月に Red Hat が買収 CPU の仮想化支援機構を前提に設計 ● Intel VT / AMD-V ● その他の CPU にも同等の機能があれば可能 特徴 ● 非常に軽量:デバイスのエミュレーションは QEMU ● カーネルモジュール: Linux カーネルの様々な機能を利用可能
KVMのゲストOSサポート
サポート
● RHEL3 x86、RHEL4 x86(x86_64) 、 RHEL5 x86(x86_64) ● Windows Server 2003 R2 32/64 bit
● Windows Server 2008 SP2 32/64 bit ● Windows XP SP2 32 bit
para-virt ドライバの提供
● RHEL4.8 x86(x86_64) 、 RHEL5.4 x86(x86_64) ● Windows Server 2003 R2 32/64 bit
● Windows Server 2008 32/64 bit ● Windows XP 32 bit
Hypervisor
dom0
Device Driver
Back End driver
domU
Frontend driver
domU
Frontend driver
Virtual CPU & Memory
QEMU QEMU
KVM模式図
KVM QEMU VM ふつうの プロセス Linux kernel VM VM仮想ディスクのモデル
guestからどう見えるかを選択可能 ide ● IDE接続のディスク 最大4台まで(CD/DVDが有効だと3台まで) virtio ● virtioで通信する。専用ドライバで高速化仮想ディスクのバックエンド
host側で対応するものを選択可能 デバイス（LUN、パーティション、LVM）を直接割り当てる rawファイル ● ファイルをデバイスとして見せる ● 最初に全部確保すると速い←フラグメントしない ● sparceファイル(必要に応じて確保)にすると遅い qcow2形式のファイル ● スナップショット機能、差分機能を提供 ●差分ファイルの作成はvirt-mangerで未対応なのでqemu-img で作成 ● ディスクサイズ＜ファイルサイズになりうる ●qcow-imgによる作り直しで無駄な領域を捨てる ● RHEL5.4ではTechnology Preview仮想ネットワークのモデル
実際にあるデバイスのエミュレーション ● e1000 -- virtioドライバがない場合e1000が最も軽い ● ne2k_pci ● pcnet ● rtl8139 -- デフォルトのNICはRTL8139 低オーバーヘッドでのネットワーク ● virtio -- virtioドライバが必要、最も速いKVM & QEMU
KVM
Kernel-based Virtual Machine
● CPUの仮想化支援機能を利用するた めのカーネルモジュール ● Intel VT / AMD-V ゲストの制限 ● CPUが直接実行できるアーキテク チャのみ対応 実行を管理するのはLinuxカーネル 制御はユーザプロセスから行う /dev/kvmを実装（後述） ゲストモードを追加（後述） 仮想マシン 割り当て用 メモリ ハードウェア QEMU 仮想マシン Linux KVM
QEMU
KVM以前から開発・利用 多種のOSで動作 ● 命令を動的に変換することで 多種の環境をエミュレーション ● x86、x86_64、ia64、ARM、 SPARC、PPC、MIPS 各種H/Wのエミュレーションを提供 ユーザプロセスとして動作 ハードウェア QEMU 仮想マシンKVMによるQEMUの高速化
QEMUの戦略 ● 従来のQEMUでは、実行前に命令をチェック ●特権命令 or センシティブ命令か？ ●→対応するルーチンで処理 ●通常の命令か？ ●→直接実行 ● 「対応するルーチン」？ ●I/O操作 → 対応するデバイスのエミュレータに渡す ●一部のレジスタ操作など → CPUをエミュレートする KVMの戦略 ● Intel VT-x/AMD-Vでセンシティブ命令をフックするVMX non-rootオペレーションモード VMX rootオペレーションモード
VT-x / AMD-Vとリングプロテクション
従来のリングプロテクションとVMXによる保護は直交する リング3 リング3 リング2 リング2 リング1 リング1 リング0 リング0 プロセス プロセス プロセスプロセス プロセスプロセス プロセスプロセス プロセスプロセス プロセスプロセス ゲストOS ゲストOS システム・コール システム・コール Linuxカーネル Linuxカーネル センシティブ命令 の実行KVMのメモリ・イメージ
ユーザプロセスで確保したメモリを仮想マシンのメモリとして利用 カーネル ユーザアドレス空間 確保したメモリ ゲストの物理アドレス空間 QEMUプロセス 仮想マシンXen vs KVM
KVM Performance EPT/NPT vs Xen
40000.00 60000.00 80000.00 100000.00 120000.00 140000.00RHEL5.4 KVM Oracle OLTP Perf
Intel Nehalem 8-cpu, 24 GB mem, 2FC
Base 8 CPU RHEL54 KVM RHEL54 XenPV RHEL5.4 Xen FV-PV tp m
KVM Performance – CPU/Disk Effects
B are Metal KVM(tu ned) NoDe adline NoEPT NoVirt IO 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 0.0% 10.0% 20.0% 30.0% 40.0% 50.0% 60.0% 9.0% 12.9% 38.3% 56.3%RHEL5.4 KVM Oralce OLTP Comparison
Intel Nehalem 8cpu, 24GB mem, 2 FC
Oracle OLTP
%diff vs Bare Metal
O L T P (k )
Virtualization Efficiency: Consolidation
50,000 100,000 150,000 200,000 250,000Virtualization Efficiency: Consolidation
Oracle OLTP Load - 160 Users
T ra n s a c ti o n / M in u te
Virtualization Efficiency: Consolidation
Bare Metal 8 x 2-vCPUs 4 x 4-vCPUs 2 x 8-vCPUs 0 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 140,000 160,000 180,000
Virtualiztionation Efficiency: Consolidation
SAP SLCS Workload Configuration u m u la ti v e M e m o ry T h ro u g h p u t / S e c (L a rg e r is b e tt e r)
Red Hat Enterprise Virtualization
Red Hat Enterprise Virtualization
Manager for Servers
信頼性と柔軟性の高いクラウド基盤
仮想化製品ポートフォリオ
Red Hat Enterprise Virtualization for Servers Red Hat Enterprise Virtualization
Manager for Servers（管理ソフトウェア） Red Hat Enterprise Virtualization
Hypervisor（スタンドアローンハイパーバイザ）
NEW!
Red Hat Enterprise Linux 5.4 (with KVM)
９月発表
Red Hat Enterprise VirtualizationRed Hat Enterprise Virtualization Hypervisor
スケーラビリティ ● 高いコンソリデーション率 ●ホスト: 96コア、1TBメモリ ●ゲスト: 16VCPU、64GBメモリ 業界標準 ● 信頼性の高いRHELのカーネルと KVMの組み合わせ ●高性能なvirtioドライバ ●libvirt / CIM管理インターフェース ●カーネルとKVMはRHEL5.4と同一 小さいフットプリント(128MB)とRed Hat Enterprise Virtualization
Manager for Servers
仮想化環境の全てのオブジェクトを集中管理 サーチ指向のインターフェースによる高いスケーラビリティ 高度な管理機能 ● イメージ管理 ● 高可用性 ● ライブマイグレーション ● システムスケジューラ ● パワーセイバー ● アップデート/ ブートマネージャ ● システムモニタリング ● 監査
高可用性
エンタープライズの高可用なインフラを構築 ● ホストと仮想マシンを継続的にモニタ ● 問題発生時に自動再起動 ● クラスタの他のノードで仮想マシン を再起動 ● 優先度付きポリシーによる再起動 ユーザの介入は不要 ● 復旧時に仮想マシンを元のノードに戻 すためにライブ・マイグレーションを利用ライブ・マイグレーション
ホスト間で動的に仮想マシンを移動 ● サービス中断は非常に短い アプリケーションは継続実行 ● データベースのようなI/Oの重た い処理ですら移動可能 ● サービスを中断せずにハードウェ アをメンテナンス ● ホストシステム間で動的に負荷 分散システム・スケジューラ
データセンタの負荷を自動的に平均化
● リソースに基づいて仮想マシンを自動的にマイグレーション
パワー・セイバー
非ピーク時に少ないサーバで負荷を最適化するポリシーを定義
非ピーク時にデータセンタ全体の消費電力を節約するするため、
購入ガイドライン
管理対象とするCPUソケット単位での購入 仮想化基盤は以下より選択 ● RHEL 5.4 ●ゲストOSの利用ポリシーは従来通り ● RHEV Hypervisor（RHEV-Sに付属） ●別途ゲストOSのサブスクリプションを必要数購入 製品 期間 価格（税別）RHEV for Servers, standard 1 year 68,000
RHEV for Servers, Premium 1 year 98,000
RHEV for Servers, standard 3 year 198,000
サブスクリプション 数 単価 計
RHEV for Servers, Standard 6 68,000 408,000 RHEL AP, Standard 3 195,000 585,000
Internet Internet クラウド型サービスとして、お客さまはロケーションを意識することなく、 サーバーリソースをネットワーク経由で利用可能 VPN VPN 社内LAN ■オンデマンド ・必要な時に必要な量の サーバーリソースを利用可 ・柔軟なリソース変更も可能 ■ディザスターリカバリー （オプションサービス） ・災害時のBCP対策も可能 ■複数ロケーションによるクラウド型サービス提供 ・NWバックボーンに直結したクラウド基盤 KVM KVM KVMKVM KVM KVM
