Reti per il datacenter: l esperienza di UniBo. Simone Balboni CeSIA Università di Bologna

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Concetta Federici
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1 Reti per il datacenter: l esperienza di UniBo Simone Balboni CeSIA Università di Bologna

2 Agenda: il progetto di consolidamento dei server UniBo focus sulla virtualizzazione il datacenter e la rete locale il datacenter e la rete geografica scenari di utilizzo -2-

3 il progetto di consolidamento dei server UniBo -3-

UniBo in cifre: 120.000 studenti 23 facoltà / 235 C.d.L.

4 UniBo in cifre: studenti 23 facoltà / 235 C.d.L. 5 province dipendenti postazioni in rete -4-

5 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-

6 Censimento dei server al 31/12/04: 199 server dedicati a singole applicazioni/servizi -6-

7 Uso CPU rilevato Uso RAM rilevato <10% 10%<x<30% 30%<x<50% 50%<x<80% (78% campione, al 31/12/04) -7-

8 molte macchine molto scariche molte sovrapposizioni molti amministratori molti costi proliferazione esigenza di consolidamento applicativo e hardware -8-

9 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 -9-

10 stato precedente nuova architettura CeSIA DR IP Storage Area Network

11 focus sulla virtualizzazione -11-

12 Sistema operativo virtuale: come funziona? VM1 Applicazioni VM2 Applicazioni Sistema Operativo Sistema Operativo Vmotion rete IP FC FC Server fisico Storage Array -12-

13 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 -13-

14 -14-

15 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

16 datacenter e reti locali -16-

17 Dentro il datacenter: rete Ethernet e FibreChannel convivono e si ignorano ( - iscsi) problemi di concentrazione di traffico: il collo di bottiglia tipico dei datacenter si sposta sulla periferia, ovvero sui singoli calcolatori per la virtualizzazione; link aggregation (802.3ad) schede di rete da PCI-X a PCI-Express, da 1Gbps a 10Gbps (rischi e opportunità) -17-

hp procurve 5304xl-32G J8166A Power Fault Console Reset Clear Self Te st Fa n Fault Power Status 1 2 A B C D Mo dule s Act FDx M ax LE D M ode S elect use xl mo d ule s on ly hp procurve 5304xl-32G

9304M HP J4139A S im plex 0 0 1 1 UID 0 2 1 3 Power Fault hp procurve 5304xl-32G J8166A Console Reset Clear Self Te st Fa n Fault Power Status 1 2 A B C D Modules Act FDx M ax LE D M ode S elect use

18 hp procurve 5304xl-32G J8166A Power Fault Console Reset Clear Self Te st Fa n Fault Power Status 1 2 A B C D Mo dule s Act FDx M ax LE D M ode S elect use xl mo d ule s on ly hp procurve 5304xl-32G J8166A Power Fault hp ProLiant DL585 2 Console Reset Clear Self Te st Fan Fa u lt Power Status 1 2 A B C D Mo dule s 1 Act FDx M ax LE D Mode Select use xl modules only Duplex Procurve Routing Switch 9304M HP J4139A S im plex UID Power Fault hp procurve 5304xl-32G J8166A Console Reset Clear Self Te st Fa n Fault Power Status 1 2 A B C D Modules Act FDx M ax LE D M ode S elect use xl modules only hp procurve 5304xl-32G J8166A Power Fault Console Reset Clear Self Te st Fa n Fault Power Status 1 2 A B C D Mo dule s Act FDx M ax LE D M ode S elect use xl mo d ule s on ly hp procurve 5304xl-32G J8166A Power Fault C onsole Re s e t C le a r Self Te st Fa n Fault Power Status 1 2 A B C D Mo dule s Ac t FD x M a x LE D M o d e S e l e ct use xl modules only collector.cs collector.dr swt.z1r21.cs swt.z1r22.cs swt.z1r23.cs swt.z1r24.cs -18-

19 -19-

20 Banda aggregata switch virtuale 25 MBps in+out nelle ore di lavoro -20-

21 Banda aggregata uplink rete Frontend 25 GB/giorno -21-

22 Banda aggregata link concentratore - armadio GB/giorno -22-

23 Byte totali trasferiti sull intera rete -23-

24 Evoluzione di Ethernet: (Silvano Gai, conferenza GARR Catania, giugno 2006) 10 Gbps (NIC su bus PCI-Express); concetto di Virtual Lane; multipath a livello 2; bassa latenza meccanismi di RDMA, true zero copy (occorre trasporto affidabile!); NIC con supporto in hw delle terminazioni TCP; -24-

25 datacenter e rete geografica -25-

26 Il datacenter è delocalizzato: non è circoscritto in una sala, ma delocalizzato su MAN e WAN per garantire continuità operativa/recupero da disastro; utenti del datacenter in ambito metropolitano e regionale; rete FibreChannel converge su rete IP (FCIP e iscsi); problema di replicare e mantenere allineati i dati fra siti su IP; -26-

27 iscsi permette a server remoti (initiator) di accedere disco esposto su IP (target) a livello di blocco; -27-

28 FCIP per interconnettere isole SAN remote attraverso la rete IP; -28-

29 UniBo: casi di utilizzo -29-

30 Gestione server remoti su rete Lepida necessità di gestire in loco servizi centralizzati 3 nodi backbone cittadino -30-

31 Ravenna: VM gestite remotamente Bologna: Virtualcenter controllo VM messa in produzione nuove VM gestione unificata template VM -31-

32 sito secondario CeSIA d=600m -32-

33 hp ProLiant DL585 hp ProLiant DL Duplex Duplex S implex S implex UID UID hp ProLiant DL Duplex Simplex UID DR in rete metropolitana CeSIA Sito secondario Vmotion (rete IP) 4-processore 4-processore Rete FC Rete FC Rete FC EMC EMC EMC Replica dati EMC Storage Array (rete FibreChannel) -33- Storage Array

34 NetworkAppliance hp ProLiant DL Duplex S implex activity status power NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A UID MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID 14 MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID NetworkAppliance 2 1 Duplex S implex activity status power NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance NetworkAppliance 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A 212A UID MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID 14 MK2 AT Power Fault Module A Module B System Shelf ID iscsi: creazione di cluster basati su VM VM Node 1 Applicazioni Sistema Operativo rete IP iscsi target iscsi target (failover) NetApp NetApp FAS 3020 FAS 3020 DS rete FC (replica sincrona dati) DS DS DS -34-

35 Abbiamo visto che: la virtualizzazione dei server cambia le dinamiche di utilizzo delle reti, enfatizzandone il ruolo sia in ambito locale che metropolitano e geografico; il datacenter è uscito dalla stanza; gli utenti del datacenter sono potenzialmente in tutti i siti dell organizzazione; un infrastruttura virtualizzata per il datacenter, supportata da una rete performante, permette di gestire centralmente molte delle esigenze di calcolo di una grande organizzazione, in modo semplice e con risparmi; -35-

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