Виртуализация базовых инфраструктурных ...download3.vmware.com/elq/pdf/8257_21May_VirtualFriday.pdf · 2010. 6. 3. · Для всех случаев

Виртуализация базовых

инфраструктурных сервисов

© VMware, Inc., 2009. Все права защищены. Конфиденциальный документ, собственность компании.

Содержание

Первые шаги на пути к виртуализации

Oracle

Microsoft SQL Server

Microsoft Exchange Server


Первые шаги на пути к

виртуализации


Анализ текущей инфраструктуры. Принятие

решений.


Выявление текущих потребностей…


Oracle


Разрастание БД и их стоимость

Низкий уровень использования аппаратной части и

программного обеспечения 5% - 15% (в среднем ~6%)

SQL

SQL

SQL SQL

Большое количество БД малого

среднего размера

SQL ~ 9% of x86 servers

Oracle ~ 4% of x86 servers

БД критичные для

бизнеса

20K

40K

60K

80K

100K $87,5K

… И очень высокая стоимость

на экземпляр (SW and HW)

$27K

Ведомственный БД

License (SE, 2 proc)

SWA 2 servers

(incl. HA)

SQL license

(EE, 2 proc)

SW

Assurance

1 server

ORCL


Вызовы, связанные с обслуживанием БД

SQL

SQL

SQL

Производственная среда БД

Lab

App Неэффективное

тестирования

• Дополнительные

расходы и время,

чтобы переместить

конфигурации БД

из зоны

тестирования в

производственную

среду

• Инфраструктуру высокой доступности /

восстановления

• Управление нагрузкой

• Обновление аппаратных компонентов

• Контроль соблюдения аудита

Длительное время

ввода в эксплуатацию

новых экземпляров БД

SQL


Преимущества виртуализации VMware для

серверов БД

Производительность

Быстрый ввод

в эксплуатацию

IO не является проблемой

Различные варианты масштабирования системы

Новое АО может увеличить производительность в любой момент

Быстрые и прозрачные подготовка, внедрение и проверка

серверов

Исключение ошибок, связанных с человеческим фактором

Консолидация

серверов

Полное использование аппаратных ресурсов сервера

Полная изоляция приложений

Динамическая масштабируемость необходимы размеров.

Распределение

нагрузки

Непрерывность

бизнеса

Обслуживание без простоев

Живая миграция БД

Высокая

доступность

VMotion, HA, FT, DRS

Без использования технологий RAC

SRM

Снижение затрат на аппаратное обеспечение запасной площадки

Тестирование планов восстановления


Управление нагрузкой

Live Oracle Database Migrations

Infrastructure Abstraction

VMotion™

VMware VMotion

• Перемещение ВМ между

серверами

• Зрелая и стабильная технология

Плюсы для Администраторов БД

• Обслуживание без простоев

• Перемещение БД по требованию

• Минимальное воздействие на

пользователей

Вопросы

• Как администраторы могут сделать

тоже самое без vMotion или RAC?

• Без VMotion:

Существенные простои

А сколько это стоит для бизнеса?


Автоматическая балансировка нагрузки

Distributed Resource Scheduling

• Ресурсы ИТ полностью

сопоставлены с потребностями

бизнеса

• Динамическое использование

ресурсов по требованию

Дайте возможность DRS

управлять экземплярами Oracle

• Динамическое перераспределение

нагрузок БД

• Предоставление вычислительных

ресурсов по мере необходимости

• Управление временем отклика и

SLA

Automated Oracle Management

Infrastructure Abstraction

Dynamic Resource

Scheduling


Уникальный порядок распределения нагрузки

Тонкая настройка правил DRS

• Создавайте свои собственные правила DRS

• Переопределяйте стандартные параметры; бизнес всегда знает лучше

• Пример правила:

Экземпляр сервера Oracle отвечающего за отчетность в компании постоянно

сильно загружен в конце месяца

Он отвечает за генерирование финансовых отчетов активно использует большие

объемы аппаратных ресурсов

Создайте правило (affinity rule), которое автоматически мигрирует все ВМ с этого

сервера

- Кроме вышеупомянутого сервера

После того как отчет сгенерирован, произвести балансировку и вернуть ВМ на

аппаратный сервер


Сроки хранения: Воспроизведение данных и

аудит

• Это не просто поиски

резервных копий БД

• Необходимо воспроизвести

весь программно-

аппаратный стек

• Какие ОС?

• Версии приложений?

• Версии БД?

• Обновления и заплатки?

• На каком аппаратном

обеспечение?

• Если нет, нет

гарантированного результата

• Аудит провален

Что если необходимо воспроизвести среду 6-ти летней давности?


Использование vSphere в целях соблюдения

требований регулирования

• ВМ могут быть клонированы и

сохранены в едином архиве

• В любой момент по требованию

могут быть включены как единое

целое

• Существенно упрощают процедуры

воссоздание сред

• Независимое от аппаратного

обеспечения восстановление

• Оперируя средами ВМ мы делаем

шаг на пути к прощению сред

удовлетворяющих требованиям

регулирования

VMware vSphere

Клонируя полностью виртуализированное приложение - захватываем все

компоненты решения

Виртуальный архив vSphere


Средняя БД Oracle легко помещается в ВМ

CPU

VM

8 vCPU

Oracle DB

2-4 CPU

4% utilized

Memory

VM

255 GB

Oracle DB

4-8GB

50% utilized

Disk IO

VM

350,000 IOPS

Oracle DB

1200 IOPS

Network IO

VM

30 Gb/s

Oracle DB

2 MB/S

Источник: VMware Capacity Planner анализ 700,000 серверов производственных сред заказчиков


Лицензирование Oracle: анализ

лицензирования на основе ЦПУ Для всех случаев ниже: Сервер полностью лицензируется

Как только полностью лицензировали сервер, помещайте на него неограниченное количество ВМ!!

STANDARD EDITION ONE -Лицензируется по СОКЕТАМ -Ограничено 2 СОКЕТАМИ -Должны полностью лицензировать сервер

STANDARD EDITION - Лицензируется по СОКЕТАМ - Ограничено 4 СОКЕТАМИ - Должны полностью лицензировать сервер

ENTERPRISE EDITION -Лицензируется по ЯДРАМ - Должны полностью лицензировать сервер

Pricing per Oracle Technology Global Price List, January 29, 2009

$5,800 x 2 =

$11,600

$17,500 x 4 =

$70,000

$47,500x16 x 0.5

$380,000


Поддержка ORACLE

• Oracle предоставляет поддержку для все продуктов за исключением

Oracle RAC.

• Нет случаев когда закачки VMware не получил поддержки (Feb 2010)

• Отсутствие ошибок ORACLE в системах ESX/ESXi с Января 2007

• Хотя заявление о поддержке сбивает с толку:

Certification NOT = Support

Certification Only applies to OVM configs with OEL guest


Среда, оптимизированная для задач • Оптимизация среды для vSphere

Определите настройки BIOS и выключите ненужные процессы и периферию

Bios Включить Выключить

Virtualization Technology Да

Turbo Mode Да

Power Saving Да

Cache Pre-Fetch Да

HyperThreading Да

Execute Disable Да

On Board Ports Да

• Не устанавливайте дополнительных компонентов ОС

Office Productivity, Graphics, Instant Messenger

• Выключите ненужные процессы

anacron, apmd, atd, autofs, cups, cupsconfig, gpm, isdn, iptables, kudzu, netfs, portmap

Создайте золотой образ с операционно системой для серверов БД


Управление ресурсами (DRS)

• Правила (Affinity rules)

“Держите ВМ рядом друг с другом”: если ВМ интенсивно взаимодействуют друг с

другом (например сервер БД и сервер приложений).

“Распределите ВМ”: Если ВМ интенсивно используют одни и те же ресурсы(ЦПУ,

ОЗУ, сеть или хранилище)

“Распределите ВМ”: Если виртуальные машины полагаются на работу друг друга

(например узлы кластера RAC, зазеркалированные узлы БД).

• Когда конфигурируете кластер ESX

Обсудите совместимость систем для VMotion

Обсудите месторасположение ВМ с учетом конфигурации и нагрузок


Виртуальные процессоры

• Чрезмерно не перегружайте систему виртуальными vCPU;

заранее точно спланируйте требования к системе.

• Если точные требования к систем не известны, начните с

меньшего количества vCPUs и увеличьте по необходимости.

• При больших нагрузках, общее количество vCPUs определенное

для всех ВМ должно быть равно или меньше общему количество

ядер на сервере ESX.

• Если не уверены в своих расчетах, используйте рекомендации по

расчету требований от Oracle


Виртуальная ОЗУ

• Не рекомендуется «перегружать» оперативную память до тех пор,

пока vCenter не укажет стабильное использование оперативной памяти

ниже, чем в наличие физической ОЗУ

• Не выключайте драйвер оптимизации оперативной памяти (balloon

driver) (устанавливается вместе с VMware Tools).

• Включите поддержку аппаратной виртуализации в BIOS сервера ESX и

для ВМ

• Включите опцию CPU/MMU Virtualization в автоматический режии

vSphere выберет лучшие настройки для Virtual Machine Monitor базируясь на

CPU/Guest OS

• Используйте большие страницы памяти

Руководствуйтесь Oracle Admin Guide


Сеть

• Oracle не требует большой пропускной способности сети

• Используйте разные vSwitches для Консоли, VMKernel и ВМ

• Для “Говорливых” ВМ на одном сервере, подключите их к одному vSwitch

чтобы исключить трафик через сетевой адаптер

• Используйте VMXNET паравиртуализированный драйвер для увеличения

производительности


Хранилище

• Размещайте ВМ Oracle на общем хранилище – позволяет использовать VMotion,

HA, и DRS.

Создайте выделенные хранилища для ВМ с БД

Storage Multipathing – используйте минимум 4

пути от сервера ESX Server до СХД.

Используйте Oracle Automated Storage Management

(ASM)

Create ASM Disk Groups with = Disk Types

Create ASM Disk Groups by I/O Characteristics.

(Data, Logs, etc.)

Use External Redundancy not Oracle Failure

Groups (Minimize CPU)


Microsoft SQL Server


Масштабирование SQL сервера

При 1 & 2 vCPU, ВМ на ESX показывает 92 % исходной производительности

При 1, 2 и 4 vCPU на 8 процессорном сервере, ESX эффективно балансирует задачи между ядрами.

4 vCPU, 88% и 8 vCPU 86 % от исходной производительности

0

1

2

3

4

5

6

1 2 4 8

Th

rou

gh

pu

t (N

orm

ali

ze

d t

o 1

-CP

U N

ati

ve

R

es

ult

)

Количество физических или виртуальных ЦПУ

Native ESX4.0Исходная ESX 4.0


Поддерживаем > 95% БД Microsoft SQL

SQL IO Requirements

0% 20% 40% 60% 80% 100%

10

40

70

100

400

700

1000

100,000

% Баз Данных SQL

SQL IO Requirements

Треб

ования

дл

я с

исте

мы

ввод

а/в

ывод

а (

IOP

S)

Demonstrated VMware Capacity 350,000 IOPS



Средняя БД SQL легко помещается в ВМ

CPU

VM

8 vCPU

SQL DB

2 CPU

9% utilized

Memory

VM

255 GB

SQL DB

3GB

50% utilized

Disk IO

VM

350,000 IOPS

SQL DB

100 IOPS

Network IO

VM

30 Gb/s

SQL DB

500 KB/S



Идеальная платформа для консолидации

SQL

Устаревшая

БД

SQL SQL SQL SQL

SQL

SQL SQL SQL

Быстрая консолидация при помощи P2V

1

2 Полная изоляция ВМ Изоляция ОС Изоляция БД Безопасность

3 Гарантированные ресурсы

Резервирование Приоритеты

4 Балансировка VMotion DRS


Преимущества безопасности

Более гранулярная система при консолидации серверов SQL

Минимизация поверхности атаки SQL Server для каждой ВМ

Уникальные параметры безопасности на уровне ВМ

• Установленные/включенные компоненты

• Используемы протоколы

• Гранулярные и более выборочные настройки для администраторов ОС и

БД

Менее рискованная система управления обновлениями и

изменениями SQL Server


Виртуальные процессоры

Используйте несколько виртуальных процессоров в ВМ

только если при ожидаемой нагрузке SQL будет по-

настоящему использовать все vCPUs.

Если точные требования к систем не известны, начните с

меньшего количества vCPUs и увеличьте по

необходимости.

Для критичных к производительности ВМ SQL,

убедитесь, что общее количество vCPUs определенное

для всех ВМ должно быть равно или меньше общему

количество ядер на сервере ESX.


Виртуальная ОЗУ Не рекомендуется «перегружать» оперативную память до тех

пор, пока vCenter не укажет стабильное использование оперативной памяти ниже, чем в наличие физической ОЗУ

Установите объемы зарезервированной ОЗУ соответственно стандартным рабочим нагрузкам

Включите DRS для балансировки в кластере ESX.

Убедитесь в том, что аппаратная поддержка виртуализации включена в BIOS сервера ESX и для ВМ

SQL по умолчанию динамически резервирует ОЗУ, что означает каждый экземпляр постарается занять ОЗУ столько сколько сможет

Фиксируйте объемы занимаемой ОЗУ

max_server_memory = <limit in MB>


Microsoft Exchange Server


Зрелость системы Exchange

Exchange 2003

32-bit Windows

900MB database

cache

4Kb block size

High read/write

ratio

Exchange 2007

64-bit Windows

32+ GB database

cache

8Kb block size

1:1 read/write

ratio

70% reduction in

disk I/O

Exchange 2010

64-bit Windows

32Kb block size

I/O pattern

optimization

Further 50% I/O

reduction


Техническая поддрежка Вариант 1:

• Поддержка на основе контракта MS Premier

• http://support.microsoft.com/kb/897615/en-us

Вариант 2:

• Поддержка на основе программы Microsoft Server Virtualization Validation Program

• ESX 3.5 U2 и выше (включая vSphere)

• Windows Server 2008 и выше

• Exchange 2007 и выше (включая Exchange 2010)

Вариант 3:

• Поддержка через OEM

• http://www.vmware.com/support/policies/ms_support_statement.html

Вариант 4:

• Поддержка через VMware GSS, TSA Net

http://support.microsoft.com/kb/897615/en-us



http://www.vmware.com/support/policies/ms_support_statement.html


Ключевые преимущества виртуализации

vSphere

Консолидация серверов:

• Полная отдача от аппаратного обеспечения.

• Управление изоляцией ролей без дополнительных затрат на аппаратное

обеспечение.

Преимущества обслуживания:

• Планируете для текущих нагрузок вместо того, чтобы гадать на будущее.

• Планируйте для специфических бизнес задач...

• Быстрый ввод в эксплуатацию на основе шаблонов.

• Снижение капитальных и операционных затрат на лабораторию Exchange

• Расширенные возможности тестирования и разрешение проблем с учетом

возможностей клонирования ВМ.

Высокая доступность с меньшей сложностью:

• Минимизация плановых простоев

• Минимизация простоев при нештатных ситуациях

• Минимизация рисков отказа в обслуживании при недостатке ресурсов


vSphere. Масштабирование

производительности Exchange

Виртуальные системы в 5%

отфизических.

Всего лишь 25% ЦПУ при 4000

пользователей.


vSphere. Масштабирование

производительности Exchange

Высокая производительность при увеличении ВМ и

пользователей.

Использование ЦПУ ниже 60% при 8,000 пользователях и 4 ВМ.


Производительность протоколов

0

50

100

150

200

250

Heavy Online Profile Double Heavy OnlineProfile

Avg

Se

nd

Ma

il L

ate

nc

y (

ms

)

Fibre Channel

iSCSI

NFS

0

10

20

30

40

50

60

70

Heavy Online Profile Double Heavy OnlineProfile

% C

PU

Uti

liza

tio

n

Fibre Channel

iSCSI

NFS

8 ВМ с 2000 пользователей (Heavy Online Users) = 16000

пользователей

Производительность FC, iSCSI и NFS при

использовании NetApp FAS6030

Все протоколы показали хорошие результаты – FC

лучшие


Виртуальная ОЗУ Не рекомендуется «перегружать» оперативную память до тех

пор, пока vCenter не укажет стабильное использование оперативной памяти ниже, чем в наличие физической ОЗУ

• Установите объемы зарезервированной ОЗУ равными максимальным объемам ОЗУ для ВМ.(На уровне ВМ файл vmkernel swap будет занимать 0байт). Такие настройки могут ограничить VMotion.

• Важно “правильно” сконфигурировать параметры ОЗУ для каждой ВМ. Память будет «растрачиваться» если сервер Exchange не будет полезно использовать выделенные объемы.

• Включите DRS для балансировки в кластере ESX.

• Чтобы минимизировать использование файла подкачки ОС, сконфигурированные объемы ОЗУ для ВМ должны быть больше чем средний уровень использования ОЗУ системой Exchange. Следуйте рекомендациям Microsoft для определения требования для памяти и файла подкачки для каждой ВМ с сервером Exchange.


Хранилище

• Располагайте ВМ Exchange на общем хранилище – позволяет использовать VMotion, HA, и DRS. Корректно соотносится с промышленным внедрением систем Exchange, когда часто используется внешняя система хранения.

• Убедитесь в том, что тяжело нагруженные ВМ не обращаются к одному и тому же LUN одновременно.

• Storage Multipathing – используйте минимум 4 пути от сервера ESX Server до СХД.

• Создавайте VMFS партиции централизованно с использованием vCenter.


Сеть

• Используйте выделенный сетевой адаптер/сеть для vMotion, FT logging traffic, и консоли управления ESX;или используйте VLAN.

• Используйте минимум 2 сетевых адаптера для трафика Exchange, используя технологии NIC teaming. Минимум 4 сетевых адаптера для каждого узла ESX.

• Используйте VMXNET3 – паравиртуализированный vNIC поставляемый с VMware Tools. VMXNET3 оптимизирован для виртуальных сред и разработан для высокой производительности.

• Следуйте дополнительным рекомендациям по планированию сети, рекомендации включают в себя разделение сетей для обеспечения высокого уровня отказоустойчивости, и производительности.


Дальнейшие шаги…

Дополнительная информация о виртуализации

приложений SAP, Exchange, Oracle, SQL, SharePoint,

Windows

http://www.vmware.com/technical-resources/enterprise-

applications/

Материалы с VMworld 2009

http://www.vmworld2009.com/community/sessions/2009

http://www.vmware.com/technical-resources/enterprise-applications/





http://www.vmworld2009.com/community/sessions/2009

Вопросы и ответы

Благодарим вас!

Documents

Виртуализация базовых инфраструктурных ...download3.vmware.com/elq/pdf/8257_21May_VirtualFriday.pdf · 2010. 6. 3. · Для всех случаев