Технологии виртуализации (POWER)

Affinity scheduling

При диспетчеризации виртуального процессора гипервизор пытается сохранить привязку (affinity) к ресурсам, используя

• Тот-же физический процессор, что и раньше или
• Тот-же чип, или
• Тот-же МСМ

При простое физического процессора гипервизор ищет рабочий виртуальный процессор, который

1. Имеет привязку к нему
2. Не имеет привязки к какому-либо процессору
3. Неограничен (uncapped)

В разделах с процессорами общего пользования нет четких взаимоотношений между виртуальными и актуализирующими их физическими процессорами. При выделении ресурсов виртуальному процессору гипервизор может использовать любой процессор из общего пула, к которому прикреплен виртуальный процессор. По умолчанию он пытается использовать один и тот же физический процессор, гарантировать это можно не всегда. В гипервизоре употребляется понятие "домашнего узла" виртуальных процессоров, которое позволяет выбрать наиболее подходящий с точки зрения близости памяти физический процессор.

Планирование по близости (affinity scheduling) разработано для сохранения содержимого кэшей памяти, что позволяет быстрее читать и записывать рабочие наборы данных задания.

Механизмом близости активно управляет гипервизор, так как у каждого раздела существует свой, полностью отличный от других контекст.

На сегодняшний день поддерживается только один пул процессоров общего пользования, поэтому подразумевается, что все виртуальные процессоры пользуются одним и тем же пулом.

Поддержка в ОС

ОС, работающие в микроразделах, должны быть модифицированы для освобождения виртуального процессора, если у них нет исполняемых нитей

• Результат – лучшее использование процессорного пула
• В противном случае, процессорные такты используются зря (Например, раздел тратит свою емкость (CE), ожидая результат операции ввода-вывода (IO wait))

Можно передать окончание своего кванта времени другому виртуальному процессору

Можно редеспетчеризировать обратно, если появляется работа в тот-же интервал диспетчеризации

В общем случае операционные системы и разделы не обязаны знать о том, что они работают на процессорах общего пользования. Однако путем минимальных изменений в операционной системе можно значительно улучшить общую производительность. В AIX 5L версии 5.3 реализована оптимизация производительности системы разделов с процессорами общего пользования. Применение процессоров общего пользования также влияет на отчетный коэффициент использования процессора, средства контроля производительности, инструменты планирования мощности и менеджеры лицензий.

Пример диспетчеризации

Гипервизор и виртуальный ввод/вывод

Операции ввода-вывода без выделения ресурсов разделу

Операции гипервизора для обеспечения виртуального ввода-вывода (virtual I/O)

• Контроль и служебные структуры для образов виртуальных адаптеров, необходимых разделам
• Контролируемый безопасный доступ к физическим адаптерам, расположенным в другом разделе
• Гипервизор не владеет физическими устройствами ввода-вывода – они принадлежат специальному разделу

Поддерживаемые типы ввода-вывода

• SCSI
• Ethernet
• Serial console

Virtual I/O Server

Virtual I/O сервер – обзор

Рабочая среда для администрирования виртуального ввода-вывода

• Администрирование через ограниченный командный интерфейс

Минимальные аппаратные требования

• Система POWER5
• Hardware management console
• Дисковый адаптер
• Физический диск
• Ethernet адаптер
• 128 Мб оперативной памяти

Возможности Virtual I/O сервера

• Разделяемый Ethernet адаптер (Ethernet Adapter Sharing)
• Виртуальный SCSI диск (Virtual SCSI disk)
• Взаимодействиями с разделами AIX и Linux

Технология виртуализации ввода-вывода состоит из четырех отдельных функций:

1. Virtual Ethernet (виртуальные соединения Ethernet),
2. совместное использование адаптеров Ethernet,
3. совместное использование адаптеров Fibre Channel, а также
4. виртуализация дисков.

Совместное использование адаптеров и дисков снимает необходимость установки отдельного адаптера на каждый логический раздел, что делает модель ввода-вывода более экономичной.

Инсталляционный CD – часть пакета Advanced POWER Virtualization

Базируется на ОС AIX

Возможная конфигурация для обеспечения высокой доступности

• Virtual I/O Server
  • LVM mirroring
  • Multipath I/O
  • EtherChannel
• Установка дополнительного VIO сервера в другой раздел

Адаптеры Ethernet и Fibre Channel общего пользования, а также виртуальные диски реализуются с помощью механизма ведущих логических разделов (Hosting LPARs). Ведущие логические разделы, основаны на операционной системе AIX 5L, инкапсулируются для облегчения администрирования системны. Они владеют физическими ресурсами и распределяют их между несколькими ведомыми разделами. Связь между ведущими и ведомыми разделами осуществляется посредством набора интерфейсов Hypervisor. Совместное использование физических адаптеров Ethernet осуществляется с помощью механизма передачи пакетов второго уровня (Layer 2 Packet Forwarder), который пересылает пакеты между физическими сетевыми адаптерами и логическими разделами. Совместное использование физических адаптеров Fibre Channel осуществляется путем выделения логических номеров LUN сети SAN и отображения их на клиентские логические разделы. ПО ввода-вывода ведущего логического раздела поддерживает связь по нескольким каналам, что позволяет защититься от сбоев каналов Fibre Channel между ведущим разделом и контроллерами устройств хранения SAN. Виртуальные тома организуются средствами менеджера логических томов AIX 5L LVM в ведущем разделе; в ведомых разделах эти тома становятся виртуальными дисками. Фактически ведущий раздел реализует target mode SCSI.

Virtual SCSI

Обеспечивает совместное использование устройств хранения данных

Преимущество для микроразделов (SPLPAR)

• Устраняет лимит количества аппаратных адаптеров (слотов)
• Дает возможность создания разделов без выделения аппаратных ресурсов (слотов)