원문 : http://www.ischo.net -- 조인상 //시스템 엔지니어

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IBM Integrated Virtualization Manager - Lowering the cost of entry into PowerVM Virtualization

 

 

목    차

0. Executive Overview
1. Integrated Virtualization Manager
    Introduction
    Features and Benefits
    Integrated Virtualization Manager vs the Management Console
    Target Market
2. PowerVM Virtualization - the Basis for IVM
    Utilize Server Resources - Virtualize and Consolidate
3. PowerVM Virtualization in Depth
    Design
    Resource Utilization
    User Interfaces
    Usability
            A simple view of processing
            Tight virtual I/O integration
    Serviceability
    Features Specific to the Management Console
4. Deployment Examples
    Consolidating Web Application Servers
    Deploying Test and Development Systems
Appendix I: IVM and Management Console Comparison at a Glance
Appendix II: System Requirements
Supported Systems

 

 

 

 

0. Executive Overview

 IT 기반구조를 단순화 시키는것은 비즈니스환경과 IT전문가들에게 매우 중요함.

 이러한 이슈를 위해서 IBM에서 IVM을 개발함. - Intergrated Virtualization Manager.

 

 IVM에서는 IBM Power 프로세서 기반의 서버들을 가상화하는데 저렴한 방법을 제공한다.

 ( HMC와 같은 개별적인 하드웨어 어플라이언스나, 단일시스템에 LPAR를 관리하기 위한 SDMC(System Director Management Console) 가 없이도)

 IVM으로 LPAR와 스토리지, Virtual Ethernet 과 같은 장치 관리를 할 수 있다.

 IVM은 추가비용없이 PowerVM과 VIOS소프트웨어에 포함되어 있다.

 

 

1. Integrated Virtualization Manager

1-1. Introduction

    - 관리콘솔이 가상화기능을 광범위하게 지원하면서 복잡해지고 전문지식을 요구하게 됨.

    - IVM은 각 기능들을 모두 통합하고 사용하기 쉽게 만들면서 무료로 제공됨.

1-2. Features and Benefits

    - LPAR 생성 관리

    - Virtual Ethernet 구성

    - Virtual I/O Server 안에서 스토리지 관리

    - PowerVM버전에 의존하여 Live Partition Mobility, Active Memory Sharing, NPIV Fibre-channel, DLPAR 와 같은 기능 지원

    - 유저 계정 생성, 관리

    - Service Focal Point를 통한 serviceable events 생성,관리

    - 마이크로코드와 Virtual I/O Server 소프트웨어를 다운로드,업데이트

    - LPAR 구성정보 백업/복구

    - 어플리케이션 로그와 device inventory 보기

1-3. Integrated Virtualization Manager vs the Management Console

    - IVM이 모든 환경에서 Management Console을 대체하는것은 아니다.

      그렇다기보다는 자체내장된-소형서버들의 가상화를 관리하는 사용자 인터페이스를 단순화시키는 필요를 제공함.

      명심해야할 중요한 차이점은 Management Console은 HA환경에서는 주요한 선택이라는 것이다.

     

1-4. Target Market

    - 중형이하 시스템

    - 지역적으로 분산된 시스템들에 각각 관리콘솔을 두지 않도록....

    - Blade Center 시스템 관리

      * IVM은 관리콘솔의 모든 기능을 지원하는게 아님.  관리콘솔 기능의 부분집합.

         HA기능은 관리콘솔이 필요함.

 

 

2. PowerVM Virtualization - the Basis for IVM

 

  IVM은 PowerVM 가상화의 일부인 VIOS에 통합되어 있다.

  IVM은 개별적으로 주문할 수 없으며 PowerVM의 일부로써만 구매가능하다.

  VIOS는 고객들이 파티션의 실제 IO자원들을 최대한 가상화할 수 있도록  Virtual SCSI, Virtual Optical, Shared Ethernet Adaptor를

  지원한다.

 

  IVM에 포함되어있는 PowerVM기능들.

  - 1개의 프로세서를 최대 10개의 파티션까지 공유할 수 있는 Micro-Partitioning
  - VIOS

     + VSCSI : 물리적 스토리지아답터(SCSI,광채널)와 스토리지장치(디스크와 광) 들을 논리적 파티션간에 공유하게 해줌

     + Virtual Networking : 내부와 외부VLAN간의 연결을 제공해주는 공유된 이더넷 아답터.

                                            ; Virtual Ethernet 은 논리적 파티션간 고속의 연결을 제공한다.

     + IVM

   - 어플리케이션의 다운타임없이 2개의 IVM-managed시스템간의 Active 파티션들을 통합할수 있는

      Live Partition Mobility (PowerVM Enterprise Edition에서 가능)    
   - 광채널을 위한 N-Port ID 가상화
   - Active Memory Sharing
   - Dynamic Logical Partitioning – 파티션을 재시작하지 않고 CPU,메모리,I/O자원을 추가/제거할 수 있게 해줌.

 

 

2-1. Utilize Server Resources - Virtualize and Consolidate

  - 요즘 서버들은 웹서버, DB서버 같은 어플리케이션 환경들을 지원함.

  - 각 어플리케이션 환경들은 서버,라우터,스토리지 같은 개별적인 하드웨어들로 구성됨.

  - 이런 개별 하드웨어들이 별도로 동작하기 때문에 자원이 많이 남게되고 남는 자원들을 통합하고 싶어지는 요구가 생김.

  - IVM은 이러한 통합을 용이하게 함

      + Full Micro Partitioning 기능 지원

      + Virtual Ethernet 기능

      + Virtual SCSI / Virtutal Optical

      + N-port ID Virtualization

    

 

3. PowerVM Virtualization in Depth
3-1. Design

POWER 프로세서 기반 서버들은 고객환경과 요구조건에 따라 두가지 형태의 가상화 관리모드를 제공한다.

       1. Management console-managed: 이 모드에서는,  개별적인 Management Console은 1개 이상의 서버들을 관리하는데 사용된다.

           시스템 파티셔닝을 포함한 모든 관리 task들은 Management Console로 직접 수행될수 있다.

           모든 시스템 이벤트들과 상태정보들은 Management console로 전달된다.

           Management Console이 시스템에 접속되면 자동으로 "Management console-managed system" 으로 전환된다.

       2. IVM-managed : Manufacturing Default Configuration 모드에 있는 시스템에 VIO 서버가 운영체제로써 설치되면

           시스템은 자동으로 "IVM-managed" 상태로 전환된다.

           VIOS 파티션은 모든 물리적 I/O자원들을 소유하지만, 메모리와 프로세서 자원은 일부만 소유한다.

           클라이언트 파티션은 IVM 인터페이스를 사용하여 생성될수 있다.

           프로세서와 메모리 자원들은 Hypervisor를 통하여 이러한 파티션들에 직접 할당된다.

           하지만 I/O는 대개 VIOS를 통하여 가상화 된다.

 

파티션을 생성/관리하는 것은 PowerVM Hypervisor 와 통신하는 인터페이스를 필요로 한다.

Management Console 은 Service Processor를 통하여 이것을 수행한다.

IVM이 시스템에서 직접 동작하고 있기 때문에, Virtual Management Channel(VMC)라고 불리는 새로운 가상장치는

IVM과 Hypervisor 간 통신을 할수 있도록 생성된다.

이 장치는 IVM-managed 모드에 있는 서버에서 사용가능하며, VIOS 파티션에만 할당된다.

IVM이 파티션 내부에서 동작하고 있기 때문에 시스템을 power on/off 하는것과 같은 특정한 관리기능들은

여전히 ASMI(Advanced Systems Management Interface)를 이용하여야만 한다.

 

 

3-2. Resource Utilization

IVM이 파티션의 내부에서 동작하기 때문에 프로세서와 메모리 자원을 소비한다.

이 충격을 최소화하기 위해서 IVM은 다음과 같은 방법으로 자원소비를 최소화하도록 설계되었다.

 

  - IVM 인터페이스는 stateless(무국적,무소속) 하다.  유저가 구성을 위해서 사용중이지 않은 상태에서는 거의 동면중이다.

    프로세서 사용량 통계를 모으는 것(사용자가 disable시킬수 있다) 같은 데몬의 예외조건에서는, 데이터 수집이나 polling은

    일어나지 않는다.  (사용자가 직접 실행하는것은 예외)

  - Command Line Interface는 (Management Console의 command line과 유사한 문법을 공유하는) 특히 IVM이 최적의 성능을 내도록

     IBM에 의하여 C++로 작성되었다.

  - VIOS 파티션에서 동작하는 웹서버는 작은 메모리 환경에서 최적화되어 왔다.

 

3-3. User Interfaces

IVM은 브라우저기반의 그래픽인터페이스와 커맨드라인 인터페이스를 모두 제공한다.

   - 그래픽인터페이스는 시스템을 구성하고 관리하기 쉽도록 직관적인 인터페이스를 제공한다.

      브라우저 베이스이기 때문에 클라이언트들은 VIOS 파티션에 접속할 수 있는 컴퓨터와 웹브라우저만 있으면 된다.

      이 웹 인터페이스는 커맨드라인 인터페이스의 상위에 설계되었으며 모든 파티셔닝, VIO, 서비스 명령어들을 제공한다.

   - 커맨드라인 인터페이스는 Management Console의 커맨드라인 인터페이스와 유사한 문법을 가졌다.

     VIOS 파티션에 telnet 이나 ssh 세션을 만들수 있는 대화식 콘솔이 필요하다.

     3가지 타입의 명령어가 있다.

         o 파티션 관리 : 파티션을 생성/수정하는 모든 파티셔닝 기능을 제공한다.

                                    이 아이템들은 IVM 특정 명령어셋의 일부분이며, 시스템이 IVM-managed 모드에 있을때만 사용할 수 있다.

         o Virtual I/O : 이 기능들은 가상디스크와 공유된 이더넷아답터들을 생성하고 할당하는것과 같은 Virtual I/O provisioning 기능을

                                제공한다. 이 명령어들은 IVM환경 외부의 VIOS에 존재한다.  (시스템이 management console 모드일때)

         o Service & Maintenance : user management, Serviceable event Management, firmware/microcode management 같은 서비스 기능을 제공한다.

                                 이 명령어들은 IVM환경 외부의 VIOS에 존재한다. (serviceable event management는 예외)

                                 managed partition의 콘솔에 접속하는 것은 VIOS 명령어 mkvt,rmvt 를 통하여 제공된다.

 

3-4. Usability

POWER 프로세서 기반 서버들은 현재까지도 뛰어난 시스템관리자만이 최적으로 구성할수 있는 비-병렬적인 가상화 기능을 제공한다.

IVM은 첫번째 목표로 사용하기 쉽게 설계되었다. IVM의 사용성 강화로 POWER 가상화는 이제 좀더 폭넓은 사람들이 접근할수 있게

되었다. IVM은 블레이드센터와 Power express 서버에서 가상화 기능을 가능하게 한다.

브라우저 기반의 인터페이스는 IBM에 의해서 디자인되었으며 유저중심의 디자인 경험과 피드백에 의해서 영향받았다.

이러한 사용성 강화의 몇가지예가 아래에 설명되었다.

 

 

3-4-1. A simple view of processing

Micro-Partitioning 기술을 위한 구성설정을 모두 이해하는것은 매우 주춤하게 만드는 작업일수 있다.

Micro-Partitioning 기술을 성공적으로 구성하는데 필요한 4가지 다른 세팅이 있다.

 - Processing Unit, Virtual Processors, Capped/Uncapped, Uncapped Weight

이 세팅중의 하나가 잘못되면 파티션이 아직 동작중이더라도 성능과 사용성은 최적이 아니다.

IVM은 이러한 세팅들을 1개의 단순한 할당으로 단순화 시킨다.  - 프로세서의 개수

선택된 프로세서의 개수에 의존하여  기타 다른 값들이 적당한 기본값으로 선택된다.

이러한 설정은 대부분의 유저들에게 좋은 기본값을 제공한다.

이 설정들에 대해서 좀더 컨트롤 하고 싶은 유저들은 나중에 detailed partition properties를 보기/수정함으로써 조정할수 있다.

 

 

 

 

3-4-2. Tight virtual I/O integration

 

While the partition configuration can be thought of as separate from the virtual Ethernet and
virtual storage assigned to a partition from an architectural perspective, this view makes little
sense from a client’s perspective.

그러한 것들을 생각하면 virtual I/O 구성은 파티션 구성과 밀접하게 연관되어 있다.

이것의 기본적인 예는 가상디스크의 생성과 할당이다.

management console-managed 환경에서 가상디스크를 생성하고 할당하기 위해서는 유저는 다음과 같은 작업을 해야한다.(HMC특정 예)

    1. HMC를 이용하여 VIOS 파티션에 가상스카시서버아답터를 동적으로 생성하고

        VIOS를 위한 현재 현재 파티션 프로파일에 그 가상스카시서버아답터를 추가한다.

    2. HMC를 이용하여 클라이언트 파티션에 가상스카시클라이언트아답터를 생성하고,

        서버아답터에  클라이언트 포인트를 만든다.

    3. VIOS 커맨드라인을 이용하여 가상디스크(logical volulme)을 생성한다.  볼륨그룹과 디스크 사이즈는 반드시 커맨드라인 파타미터로

        포함되어야 한다.

    4. VIOS 커맨드라인을 이용하여 가상스카시서버아답터를 가상디스크로 매핑한다.

        이 기능은 유저가 가상스카시서버아답터이름을 VIOS에서 수동으로 지정하는데 필요하다.

 

IVM 환경에서 같은 작업을 하려면, 유저는 다음과 같이 작업한다.

    1. 가상디스크의 사이즈를 선택한다.

    2. 가상디스크를 할당할 파티션을 선택한다.  Create Partition wizard에서 디스크를 생성할 경우에는 이 과정은 필요치 않다.

 

  IVM 이 소개하는 많은 단순화는 현재 SDMC(System Director Management Console)로 이전되었다.

 

 

3-5. Serviceability

IVM은 Management Console에서 가능한 서비스기능의 부분집합을 제공한다.

IVM은 저장소, 서비스가능한 event, 시스템과 서비스 프로세서 덤프를 위한 저장소와 관리 인터페이스로써 동작한다.

또한 파티션구성과 Virtual I/O Server 자체  둘다를 백업/복구할 수 있는 기능도 제공한다. (장치 microcode, system firmware update 포함)

Power 시스템에서 가능한 모든 서비스 기능(예:concurrent system firmware update)들이 필요한 고객은 Management Console을 선택해야 한다.

 

 

3-6. Features Specific to the Management Console

고객들은 IVM이나 Management Console 을 선택할 때 독특한 환경요구사항을 만족하기 위하여 주의깊게 살펴본다.

아래의 기능들은 이러한 결정에 도움을 주는 몇가지 특별한 아이템들이다.

  - Advanced Service Function : Management Console은 concurrent maintenence 와 같은 개선된 서비스기능을 지원한다.

                                                  IVM은 VIOS가 소유한 아답터에 대해서 concurrent maintence를 지원한다.

  - High Availability : 고가용성이 요구되는 환경에서는 fully redundant 환경을 추천한다.

                                   이것을 구현하는 방법중 하나는 시스템에 두개 이상의 VIOS 파티션을 만드는 것이다.

                                   IVM은 1개의 VIOS 인스턴스만 지원하기 때문에 HA환경에서는 적합하지 않다.

 

 

 

4. Deployment Examples

IVM은 분리된 management console 없이 논리적파티션을 배치(deploy)하길 원하는 유저를 위해서 설계되었다.

IVM을 이용하여 배치(deploy)할 수 있는 몇가지 사용예가 아래에 있다.

 

 

4-1. Consolidating Web Application Servers

고객들은 현재 사용량이 적고 하나의 시스템으로 통합하고 싶은 수많은 웹어플리케이션 서버를 갖고 있다.

IVM을 이용하면 POWER서버를 uncapped 프로세서와 함께 4개의 micro-partition으로 빠르게 배치(deploy)할수 있다.

(3개의 웹어플리케이션 서버와 1개의 새로운 테스트 서버)

 

IVM으로부터 기본 LPAR 구성설정을 사용하여

   - 각 deployed-LPAR는 외부 ethernet switch 로 연결되는 1개의 가상LAN 을 가진다.

      (외부 ethernet switch는 VIOS에서 지원되는 Shared Ethernet Adapter를 이용함)

     이러한 지원은 각 LPAR가 외부이더넷스위치에 직접 꽂히는것과 같이 동작하게 해준다.

   - 각 파티션은 VIOS안의 default storage pool 에 있는 가상디스크들을 로드한다.

   - 각 파티션에는 POWER Hypervisor 가 각 파티션에 프로세서 자원들을 할당하는 능력을 최대화 시켜주는 shared processor 할당이 주어진다.

   - 각 파티션에는 user-defined 메모리량이 주어진다.

 

 

4-2. Deploying Test and Development Systems

IVM은 개발,테스트 환경에 훌륭한 해법이기도 하다.

개발,테스트 환경을 위한 평균사용률이 낮은 독립된 하드웨어를 조달하것은 종종 어렵다.

Since the IVM introduces simplified deployment of cost-effective micro-partitions, it is easy to deploy independent test and
development partitions in minutes using the same virtualization for processing, memory, network,
and storage (see figure below).

Since the resources are virtualized, creating a new partition on
an existing partitioned server is simply a matter of helping to ensure that remaining capacity is
available for the new workload.

 

 

 

 

 

Appendix I: IVM and Management Console Comparison at a Glance

 

 

 

Appendix II: System Requirements
Supported Systems

BladeCenter PS700, PS701, PS702, PS703, PS703-L, PS704
Power 710 Express
Power 720 Express
Power 730 Express
Power 740 Express
Power 750 Express