Obiettivi del seminario Informare Cos è la virtualizzazione Chiarire Tipi di virtualizzazione e differenze Analizzare vantaggi e svantaggi Dettagliare alcuni aspetti tecnici di virtualizzazione dei server e dei client 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 2
Assyrus Dell Double Take PlateSpin Systematika Vizioncore VMware Presentazione aziende 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 3
Virtualizzazione Introduzione
Reale o virtuale? Etimologia del termine virtuale deriva dal latino virtus significato di virtù, facoltà, potenza Il termine è usato con molti significati diversi nel significato di potenziale, che può accadere in informatica è spesso usato per indicare ciò che non è reale simulato, virtuale e emulato NON sono sinonimi 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 5
Virtualizzazione Definizione (fonte: Wikipedia) creazione di una versione virtuale di una risorsa normalmente fornita fisicamente definizione di virtuale oggetto non realmente esistente, non avente una sua fisicità Virtualizzazione meccanismo per creare contesti multipli, partizionando le risorse Qualunque risorsa hardware o software può essere virtualizzata sistemi operativi, server, processori, memoria, spazio disco, applicazioni, fax, telefoni, 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 6
Tipi di virtualizzazione (1) System Virtualization Server Virtualization DesktopVirtualization Virtualizzazione lato client Virtualizzazione lato server Application Virtualization Applicazioni inscatolate Applicazioni portabili Streaming di applicazioni 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 7
Tipi di virtualizzazione (2) Storage Virtualization SAN, NAS, CAS Network Virtualization VLAN, VPN Presentation Virtualization Terminal Server / Citrix Altri esempi di virtualizzazione Software-As-A-Service (SAAS) Grid Cluster 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 8
Considerazioni Perché tanti tipi di virtualizzazione? Per esigenze diverse Per aspetti tecnici diversi Quale scegliere?? Si possono combinare? 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 9
Livelli di un sistema Programma Programma Presentation Virtualization Shared Shared Application Virtualization Sistema Operativo System Virtualization Hardware Quali livelli vengono virtualizzati? Da quale livello parte la virtualizzazione? 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 10
System Virtualization Programma Programma Programma Programma Programma Programma Shared Shared Shared Shared Shared Shared Sistema Operativo Sistema Operativo Sistema Operativo Hardware Hardware Hardware Hardware 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 11
Application Virtualization Programma Programma Programma Programma Programma Programma Shared Shared Shared Shared Shared Shared Contesto Contesto Contesto Sistema Operativo Hardware 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 12
Presentation Virtualization Programma Programma Programma Programma Programma Istanze Shared Shared Sistema Operativo Hardware 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 13
Riepilogo Programma Programma Shared Shared Sistema Operativo Hardware Cosa virtualizzo? intero sistema (emulazione) solo una parte solo le librerie solo le sessioni Come virtualizzo? tramite hardware tramite hypervisor tramite software tramite contesti tramite istanze 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 14
Virtualizzazione dei sistemi Introduzione
Cenni storici La preistoria (anni 60) nasce il concetto di macchina virtuale da parte di IBM con il suo prodotto VM/370 si parla di SuperVisor La storia (anni 90) la ricerca di un meccanismo per rendere un programma portabile su più architetture ha portato nuovo interesse alle tecniche di virtualizzazione macchina virtuale simulata: Java Virtual Machine (JVM) negli anni recenti c è stato un rinnovato interesse per la virtualizzazione dell hardware 1999 primi prodotti di virtualizzazione x86 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 16
Sistema virtuale Unmodified Application Virtual Machines Unmodified OS SW di ESX virtualizzazione Server Hardware virtuale (X86) Physical Server 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 17
The Big Four CPU DISK MEMORY NETWORK 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 18
Terminologia Virtualization Desktop virtualization Server virtualization Paravirtualization Emulation VMM (Virtual Machine Monitor) Guest / DomainUs / VM La macchina virtuale Host / Domain0 / Parent La macchina reale sulla quale viene eseguito il software di virtualizzazione 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 19
Architetture di virtualizzazione Type-2 VMM (Hosted VM) Hybrid VMM Type-1 VMM (Native VM) Guest 1 Guest 2 VMM Host OS Host OS Guest 1 Guest 2 VMM Host OS Guest 1 Guest 2 VMM Hardware Esempi: JVM CLR Hardware Esempi: Microsoft Virtual PC Microsoft Virtual Server VMware Workstation Hardware Esempi: WMware ESX Microsoft Hyper-V Xen 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 20
Hypervisor VMM di tipo 1 Virtualizzazione bare-metal Monolitico o microkernel Pochi MB ESX 3i Microsoft Hyper-V Perché è importante scegliere un sistema con VMM di tipo 1? 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 21
Alcune considerazioni Perché si parla di virtualizzazione? Perché la virtualizzazione è possibile? Tre fenomeni distinti: Crescita dei server Server Sprawl Sotto-utilizzo dei server Crescita della potenza dei server Legge di Moore 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 22
Server Sprawl Nuovo servizio/applicazione = nuovo server Application Application File/Print Application File/Print Database Application Database Application File/Print Application Application Application 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 23
Utilizzo dei sistemi 100% Server Utilization Profile 80% Source: Capacity Planner customer analysis % of Servers 60% 40% 20% Prime Time Peak 0% 0-10% 20-30% 40-50% 60-70% 80-90% CPU Utilization Paying for unused computing power Through 2007, organizations with more than 200 servers will waste between $500,000 and $720,000 annually supporting underutilized application/server combinations Gartner Research, December 2004 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 24
Evoluzione dei server Esplosione del numero di sistemi fisici e logici Basso utilizzo dei sistemi x86 Con potenza sempre crescente (MultiCore, GHz, ) Relative CPU Utilization 70% # components C/S Web SOA + 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Mainframe Unix x86 Source: IBM Scorpion, VMware Internal Dramatic increases in dedicated, under-utilized IT assets Management of servers is costly and complex Inflexibility makes it hard to meet business needs 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 25
Key Features of Virtualization Partitioning Isolation Run multiple virtual machines simultaneously on a single physical server Each virtual machine is isolated from other virtual machines on the same server Encapsulation Hardware Independence......... Virtual machines encapsulate entire systems (hardware configuration, operating system, apps) in files Run a virtual machine on any server without modification 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 26
Resource Multiplier Physical Virtualized Physical Virtualized 4-way Server Run up to 32 Virtual Machines! 2 HBAs (paired) Create and allocate up to 32 Virtual Disks! 6GB Memory Allocate up to 12 GB Virtual Machine Memory! 2 NICs (paired) Create and allocate up to 16 Virtual NICs! All physical resources are shared by virtual machines resulting in a resource multiplier effect 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 27
Diffusione Top 10 delle previsioni, Enterprise Computing, IDC, maggio 2006 il mercato ha raggiunto oltre 300 milioni di dollari nel 2004 attestandosi su ritmi che lo porteranno ad avanzare a un tasso del 20% IDC estimates that in 2006, 2.3M virtual servers were deployed compared to 7.7M physical servers IDC reports that 76 percent of companies are planning to adopt or are adopting x86 virtualization in the next 12 months 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 28
Virtualizzazione dei sistemi Pro e contro
Svantaggi Overhead aggiuntivo Consumo di memoria e processore del VMM Consumo di memoria per ogni VM accesa Consumo di storage per ogni VM Vincolato ad una piattaforma hardware Necessita di una infrastruttura? Maggior criticità Numero effettivo di sistemi in produzione? Soluzioni giovani? Gestione più o meno complessa? Quando non è applicabile? 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 30
Vantaggi Staff Systems Development Maintenance Management costs I/T and user productivity Hardware refresh/ Legacy application migration How do I simplify operations? Growth Agility Business Demand IT Response Time How do I effectively scale? utilization 100% Under-utilized capacity Power, cooling & space constraints Development & Server virtualization deployment can cycles help address these challenges by improving Limited I/T resources manageability and Variable business demand resource utilization Reduce planned & unplanned downtime How do I improve utilization? 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 31 0%
Consolidation e Containment Virtual infrastructure provides a managed approach to regain control over x86-based server sprawl Server consolidation Reduce number of servers in datacenter to reduce costs Server containment Create virtual machines instead of provisioning new hardware Reduces future hardware needs For every server virtualized, save ~$700 and ~7,000 kwh / year $300 in carbon offsets over lifetime 4 tons of CO 2 emissions / year 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 32
Consolidamento dei sistemi 300 server reali 8 server, 1 rack e software di virtualizzazione 10:1 consolidation = 80-90% less energy 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 33
GreenIT Meno server (reali) = meno consumo Energia elettrica Energia termica Quanto e cosa consuma in un PC? CPU alimentatori schede video dischi Energia (e potenza) on demand Distributed Power Management Basta la virtualizzazione per parlare di GreenIT o Green Computing? 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 34
Ripristino dei sistemi Physical to Physical Recovery Configure hardware Install OS Configure OS Install backup agent Start Single-step automatic recovery Virtual to Virtual Recovery Customer Example: 40+ hours for physical to physical recovery < 4 hours for virtual to virtual recovery Restore VM Configuration Start data recovery 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 35
Instant Provisioning Physical Configure hardware Deploy from Template Virtual Power on VM Install OS <1 hr of work 1-2 days lead time Configure OS & Tools Assign IP Addr Configure Network Test Apps 20-40 hrs of work 4-6 week lead time Provisioning time reduced to minutes, not days to weeks! 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 36
Riepilogo vantaggi (1) Riduzione del numero di server fisici (consolidamento) riduzione dei costi hardware minor riscaldamento e minor consumo energetico Ottimizzazione degli spazi alternativa ai server Blade Ottimizzazione delle risorse alloca le risorse dinamicamente quando e dove necessario Ottimizzazione dei consumi energetici aspetto ecologico-energetico risparmio di energia e minor inquinamento 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 37
Riepilogo vantaggi (2) Gestione dei sistemi semplificata rapidità nella messa in opera di nuovi sistemi gestione semplice di risorse eterogenee definizione di procedure di disaster recovery facilita ambienti di testing e debugging Continuità di servizio possibilità di spostare di server virtuali eventuali funzioni di alta disponibilità ripristino rapido di server virtuali 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 38
Riepilogo vantaggi (3) Scalabilità elevata utilizzo di più server fisici crescita graduale ripartizione delle risorse dynamic IT Sistemi indipendenti isola l architettura da problemi a livello di sistema operativo e applicativo isola il sistema operativo dal tipo di hardware fisico utile per sistemi legacy, ma non solo! 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 39
Virtual Appliances 250+ virtual appliances are available for download http://www.vmware.com/appliances/ 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 40
ROI (Return On Investment) Le soluzioni della virtualizzazione riducono i costi acquisto dell hardware allocazione fisica manutenzione amministrazione centralizzata espansione del datacenter e provisioning di nuovi server test aggiornamento dell hardware Stime e analisi indicative ritorno completo sull investimento in meno di 6 mesi riduzione del TCO del Datacenter fino al 64 % riduzione dei costi hardware del 40% riduzione dei costi di manutenzione e testing fino al 70% riduzione dei tempi di downtime del 25-55 % riduzione dei tempi di failure recovery dell 80% riduzione dei tempi di sviluppo e test da ore a minuti 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 41
Licenze virtuali o reali? (1) Considerazioni sulle licenze Una VM è l equivalente di un computer stesse richieste di un server fisico Un software OEM è valido solo per un dato hardware Per sistemi virtuali servirebbero licenze di tipo retail multilicenza Ogni sistema (host o virtuale) necessita di licenze una per ogni sistema operativo (che lo preveda) una per ogni software che lo preveda una per ogni processore, ove richiesto 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 42
Licenze virtuali o reali? (2) Licenze specifiche per il mondo virtuale Soluzioni forfetarie sul numero di licenze e/o sul numero di VM accese Windows Vista Enterprise http://www.microsoft.com/windows/products/windowsvista/ent erprise/benefits/licensing.mspx Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition o Windows Server 2008 Enterprise include 4 istanze http://www.vmware.com/solutions/whitepapers/msoft_addendu m.html http://www.microsoft.com/licensing/highlights/virtualization/fa q.mspx http://www.microsoft.com/windowsserver2008/en/us/virtualizat ion-ent.aspx Windows Server Datacenter Edition licenze illimitate (per host) 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 43
Virtualizzazione dei sistemi Soluzioni esistenti
Prodotti di virtualizzazione VMware VMware Virtual Infrastructure ESX Server + Virtual Center + VMware Server Microsoft Virtual Server 2005 R2 Hyper-V Xen Citrix XenServer, RedHat, Novell/SuSE, Oracle VM, Virtual Iron, Sun xvm Soluzioni specifiche per Linux Virtuozzo, KVM, V-Server, UML, 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 45
Come scegliere? Il prezzo non può essere l unico fattore di scelta Criteri di scelta Tipi di sistemi da virtualizzare Certificazione hardware/software Strumenti di gestione Livello di maturità Gestione risorse Prestazioni Overhead Scalabità Sicurezza Prezzo What do you consider the most important attribute in selecting virtual machine technologies for x86 servers? Maturity Performance Management and automation Scalability Heterogeneous OS Support Security 0 5 10 15 20 25 30 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 46 Price Gartner Conference : Dec 05
Confronto soluzioni Enterprise 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 47
Perché VMware? Reliable, Secure, Scalable Delivers entire virtualization infrastructure Built on best-in-class hypervisor Virtualization from the ground up; not add-on to a generic OS 3 rd generation: mature, robust, reliable Tested and Proven 100,000+ customers use VMware Survey: 85% use VMware in production 90% say products are reliable and robust 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 48
Evoluzione della virtualizzazione Non più un fattore solo tecnologico Passaggio da tecnologie a servizi Servizi possibili Migrazione di VM Conversione di sistemi e consolidamento Analisi pre-consolidamento (Capacity Planning) HA (alta disponibilità) Distribuzione del carico Gestione aggiornamenti Data protection e Disaster Recovery 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 49
Evoluzione della virtualizzazione Altri prodotti Gestione massiva di VM con archiviazione Stage Manager Conversione di macchine (P2V, V2V, V2P) Dynamic IT Environment cluster di sistemi host possibilmente con distribuzione di carico e alta affidabilità 23/05/2008 Seminario Virtualizzazione 2008 50