Consolidamento e virtualizzazione dei server: l esperienza di UniBo

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Gaetana Repetto
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Consolidamento e virtualizzazione dei server: l esperienza di UniBo Simone Balboni CeSIA Università di Bologna Seminario corso Sistemi Operativi Bologna,

1 Consolidamento e virtualizzazione dei server: l esperienza di UniBo Simone Balboni CeSIA Università di Bologna Seminario corso Sistemi Operativi Bologna, 6 marzo 2007 Agenda: il progetto di consolidamento dei server UniBo focus sulla virtualizzazione sicurezza e continuità dei servizi scenari di utilizzo -2-1

il progetto di consolidamento dei server UniBo -3- UniBo in cifre: 120.

2 il progetto di consolidamento dei server UniBo -3- UniBo in cifre: studenti 23 facoltà / 235 C.d.L. 5 province dipendenti postazioni in rete -4-2

3 informatizzazione Amm.Centrale database: personale, studenti Ce.S.I.A. servizi per l Ateneo: posta, dns, autenticazione, contact center, supporto applicazioni: sviluppo e hosting ALMAnet e sicurezza informatica -5- Censimento dei server al 31/12/04: 199 server dedicati a singole applicazioni/servizi -6-3

4 Inizio dei lavori: (aggiornati al 31/12/04) server sistemisti referente servizio è anche sistemista % -7- Distribuzione sistemi operativi nei server (84% campione, al 31/12/04) 17% 10% 8% 2k3 2k 28% 37% -8-4

5 Servizi rilevati: (aggiornati al 31/12/04) business continuity/dr assistenze scadute backup antivirus patch monitoraggio RAID, redundant power, remotizzazione dati 21% 18% 24% manuali 7% -9- Distribuzione server per applicativi (85% campione, al 31/12/04) Application server Domain controller Database File server Posta Servizi di rete Backup Portale Servizi vari Test Web -10-5

6 Uso CPU rilevato Uso RAM rilevato <10% 10%<x<30% 30%<x<50% 50%<x<80% (78% campione, al 31/12/04) -11- molte macchine molto scariche molte sovrapposizioni molti amministratori molti costi proliferazione esigenza di consolidamento applicativo e hardware -12-6

Consolidamento hardware -13- Elementi di una architettura consolidata: HARDWARE calcolatori multiprocessore scalabili sistemi disco scalabili

7 Consolidamento hardware -13- Elementi di una architettura consolidata: HARDWARE calcolatori multiprocessore scalabili sistemi disco scalabili Storage Array tessuto connessione calcolatori-disco Fabric SOFTWARE sistemi operativi per la virtualizzazione: Vmware MS Virtualserver2005 R2 XEN -14-7

8 stato precedente nuova architettura CeSIA DR IP Storage Area Network focus sulla virtualizzazione -16-8

9 Strategie per simulare un ambiente: emulazione: eseguire S.O. e applicazioni compilate per una architettura su di un altra; virtualizzazione: meccanismo per creare contesti multipli su di un singolo processore, partizionando le risorse; -17- Strategie per simulare un ambiente: virtualizzazione: trattandosi di istruzioni x86 su architetture x86 si possono eseguire le istruzioni non protette in modo diretto; vengono invece catturate le istruzioni privilegiate e solo di queste viene emulato il comportamento; virtualizzazione completa (VMware): ospitare S.O. non modificati offrendogli un hardware simulato, e fare ricorso a sistemi software per intercettare operazioni privilegiate e tradurle (binary translation/dynamic recompilation); paravirtualizzazione (Xen): non viene simulato l hardware ma offerta una speciale API per accederlo. Richiede S.O. modificati in tale direzione; -18-9

Virtualizzazione e paravirtualizzazione (VMware vs Xen) -19- VMware perchè: 1. supporto sistemi guest Windows/Linux; 2. console di gestione centralizzata (VirtualCenter); 3.

10 Virtualizzazione e paravirtualizzazione (VMware vs Xen) -19- VMware perchè: 1. supporto sistemi guest Windows/Linux; 2. console di gestione centralizzata (VirtualCenter); 3. migrazione di processi in esecuzione (VMotion); 4. gestione percorsi ridondati verso I/O; 5. gestione dinamica della memoria; 6. migliori performance; 7. supporto professionale;

FC FC Server fisico Storage Array -21- Switch virtuale: come funziona?

11 Sistema operativo virtuale: come funziona? VM1 Applicazioni VM2 Applicazioni Sistema Operativo Sistema Operativo Vmotion rete IP FC FC Server fisico Storage Array -21- Switch virtuale: come funziona? switch software 1024 porte; supporta lo stretto necessario: VLAN 802.1q link aggregation 802.3ad sistemi elementari di load balancing e beaconing

12 -23- Gestione server remoti su rete Lepida necessità di gestire in loco servizi centralizzati 3 nodi backbone cittadino

fisico/virtuale: 30 server in un ferro solo (8 core, 32GB RAM, 2xHBA,

13 Sito remoto: VM gestite centralmente Bologna: Virtualcenter controllo VM messa in produzione nuove VM gestione unificata template VM Rapporto fisico/virtuale: 30 server in un ferro solo (8 core, 32GB RAM, 2xHBA, 4xNIC 1 Gbps) abbiamo concentrato i nostri 200 server su 7 calcolatori

14 Utilizzo delle risorse fisiche nella infrastruttura virtuale Uso Uso della Memoria CPU (30 (30 VM) VM) un rapporto La RAM di richiesta 30/40 macchine è generale virtuali molto per superiore server fisico a quella comporta effettivamente un uso ottimale delle risorse utilizzata condivise -27- Banda aggregata switch virtuale 25 MBps in+out nelle ore di lavoro

15 sicurezza e continuità operativa -29- Aspetti fondamentali: strettissimo controllo della logistica della Sala Server; repliche remote sincrone e asincrone dei dati, attraverso le reti MAN e WAN;

16 Adeguamento logistica: nuova distribuzione elettrica ridondata; sistema di monitoraggio ambientale; sistema di controllo accessi; monitoraggio via rete e SMS dell infrastruttura Da terminare: antincendio; gruppo elettrogeno;

hp ProLiant DL585 2 hp ProLiant DL585 2 1 1 EMC EMC Duplex Duplex Simplex Simplex 0 0 0 0 1 1 1 1 UID UID 0 2 0 2 1 3 1 3 hp ProLiant DL585 2 1 EMC EMC Duplex Sim plex 0 0 1 1 UID 0 2 1 3 sito

17 hp ProLiant DL585 2 hp ProLiant DL EMC EMC Duplex Duplex Simplex Simplex UID UID hp ProLiant DL EMC EMC Duplex Sim plex UID sito secondario CeSIA d=600m -33- Disaster Recovery in rete metropolitana (MAN) CeSIA Sito secondario Vmotion (rete IP) 4-processore 4-processore Rete FC Rete FC Rete FC Replica dati Storage Array (rete FibreChannel) -34- Storage Array 17

18 Netw orkappliance hp ProLiant DL Du plex Simplex NetApp FAS 3020 activity status power Netw tworkappliance NetworkAppliance Ne tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance Netw tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkA tworkappliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A Netw orkappliance Netw tworkappliance NetworkAppliance Ne tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance Netw tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkA tworkappliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A UI D DS14 MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID DS14 MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID Netw orka ppliance hp ProLiant DL Simplex Du plex NetApp FAS 3020 activity status power Netw tworkappliance NetworkAppliance Ne tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance Netw tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkA tworkappliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A Netw orka ppliance Netw tworkappliance NetworkAppliance Ne tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance Netw tworkappliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkA tworkappliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A UI D DS14 MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID DS14 MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID iscsi permette a server remoti (initiator) di accedere disco esposto su IP (target) a livello di blocco; -35- iscsi: cluster geografici basati su VM VM Node 1 Applicazioni Sistema Operativo VM Node 2 Applicazioni Sistema Operativo rete IP iscsi target iscsi target (failover) rete FC (replica sincrona dati)

19 Abbiamo visto che: la virtualizzazione dei server cambia profondamente le dinamiche di gestione delle risorse hardware; la virtualizzazione aggiunge funzionalità; il datacenter è uscito dalla stanza; la virtualizzazione, in presenza di una rete potente, permette di centralizzare i sistemi di calcolo e disco di una grande organizzazione, semplificando;

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