IBMs Angebot zur Serverkonsolidierung

Divide et impera - oder darf es etwas mehr Mainframe sein?

Bisher wurde Serverkonsolidierung dadurch erreicht, dass mehrere Systeme auf einer partitionierbaren "Box" zusammengefasst wurden. Die Partitionierung erfolgte, indem einem System einzelne Systemboards oder CPUs zugewiesen wurden. Diese physikalischen Grenzen verhinderten jedoch, dass die Ressourcen den jeweiligen Anforderungen während des Betriebs angepasst werden konnten. IBMs aktuelle POWER5-CPUs bieten neue, weitergehende Möglichkeiten: Mit Hilfe dieser Technologie lässt sich selbst eine einzelne CPU partitionieren.

IBM POWER5 Multi Chip Modul.Quelle: IBM

Mikro-Partitionierung durch den Hypervisor

Die Partitionierung von Ressourcen spielte von Anfang an eine entscheidende Rolle bei der Serverkonsolidierung. Während anfangs die Größe einer Partition - oder auch Domain genannt - von der physikalischen Grenze eines Systemboards abhängig (PPAR) war, stellte bei der logischen Partitionierung (LPAR) eine einzelne CPU die kleinste Einheit dar.

Mit der aus der Mainframe-Welt bekannten Mikro-Partitionierung steht nun eine noch feinere Unterteilung der Hardware-Ressourcen zur Verfügung. Mit POWER5-Systemen können nun sehr kleine Partitionen erzeugt werden, denen bis zu einem Zehntel einer physikalischen CPU zugewiesen werden können. Auf einem POWER5-16-Wege-Server sind somit bis zu 160 Partitionen möglich.

Für die "Zerlegung" des Prozessors und die Zuweisung zu den Partitionen ist die Virtualisierungskomponente mit Namen "Hypervisor" (Firmware) zuständig. Der Hypervisor sorgt dafür, dass die einzelnen Betriebssysteme unbemerkt voneinander ihren Dienst leisten können.

Shared Prozessor Pools

Neben der feineren Aufteilung einer CPU bietet die POWER5 auch die Möglichkeit, mehrere Prozessoren in einem Pool mehreren Partitionen zur Verfügung zu stellen. Bei dieser Zusammenlegung in einem Shared Processor Pool braucht die gesamte Anzahl der logischen CPUs aller zugeordneten LPARs nicht mit der Anzahl der in dem Pool befndlichen, physikalischen CPUs übereinzustimmen. Sollte die eigentliche Leistungsgrenze einer LPAR erreicht sein, so bedient sich die Partition aus dem gemeinsamen CPU-Pool.

Durch den Hypervisor muss also nicht jede Partition für die maximale Last ausgelegt sein - im Gegensatz zu normalen dedizierten Systemen. Somit werden "brachliegende" Ressourcen vermieden, die nur eingekauft werden, um zu bestimmten Zeiten eine Spitzenlast bedienen zu können. IBM spricht hierbei von einem "atmenden" System. Ein gutes Beispiel, wo solch ein Szenario optimal eingesetzt werden kann, sind Test- und Entwicklungsumgebungen, in denen typischerweise Spitzenlasten innerhalb verschiedener Systemumgebungen zu unterschiedlichen Zeiten anfallen.

Aber auch Produktivsysteme können von dieser Architektur proftieren: So können LPARs mit erhöhtem Batch-Betrieb in der Nacht die geforderten Ressourcen von den meist nicht unter Last stehenden Anwendungsservern erhalten.

Der Partition Load Manager

Die Zuordnung der Ressourcen lässt sich durch manuellen Eingriff im laufenden Betrieb dynamisch verändern. Komfortabler ist jedoch der Einsatz des Partition Load Managers (PLM). Dazu muss eine sogenannte PLM-Gruppe defniert werden, bei der einem Master-PLM mehrere PLM-Clients zugewiesen werden. Die PLM-Clients melden mittels Agenten an den Master-PLM, wenn sie sich an einer Leistungsgrenze befnden. Dieser sucht innerhalb seiner Gruppe nach einem LPAR, der freie Ressourcen zur Verfügung hat, und sorgt dafür, dass diese mit Hilfe des Hypervisors an die ausgelastete LPAR übergeben werden.

Virtual Ethernet

Nun besteht ein System in der Regel nicht nur aus Speicher und CPU. Auch im Netzumfeld stellt der Hypervisor virtuelle Ressourcen zur Verfügung. Die jeweiligen Betriebssysteme können diese wie physikalische Interfaces behandeln. Für die Kommunikation zwischen den LPARs können VLANs eingesetzt werden, bei denen es sich um eine Speicher-zu-Speicher-Kommunikation handelt.

Durch recht niedrige Latenzzeit wird die Performance optimiert. Die Abkapselung des internen Netzes erhöht die Sicherheit vor externen Angriffen. Für die Kommunikation mit einem externen Netz wird eine Hosting-Partition benötigt, die ausschließlich für diesen "Routing-Service" eingesetzt wird. Auf der Hosting-Partition kommt ein für diesen Dienst optimiertes AIX-konformes Betriebssystem zum Einsatz.

Virtual I/O

Ähnlich zum Virtual Ethernet erfolgt der Zugriff auf SCSI-Platten über eine oder mehrere Hosting-Partitionen. Diese sind für das Mapping von virtuellen auf physikalische Adapter verantwortlich. Für die Kommunikation zwischen der Hosting-Partition und der Hosted-Partition ist wiederum der Hypervisor zuständig. Virtual I/O ist nicht nur eine Funktionalitätserweiterung, sondern erweist sich auch als Notwendigkeit: Eine reine Zuordnung auf physikalische I/O-Slots ist bei den über 100 - 200 möglichen Partitionen eines POWER5-Servers kaum möglich.

Neben der Virtualisierung von SCSI-Adaptern kann auch eine einzelne Disk virtualisiert werden. Dabei erscheint eine Logical Volume einer physikalischen Platte der Hosting-Partition als virtuelle Disk innerhalb einer Hosted Partition.

Fazit

Die vielen, technischen Vorteile der POWER5-Technologie sind natürlich kein reiner Selbstzweck, sondern dienen dem flexiblen Einsatz der vorhandenen Ressourcen:

• Maximierung der Auslastung eines Systems. Nicht benötigte Ressourcen können anderen Partitionen zugewiesen werden.
• Engpässe können kurzfristig und ohne Betriebsunterbrechung durch Ressourcen-Erweiterung jederzeit und ohne Unterbrechung überbrückt werden.
• Im Vergleich zu dedizierten Systemen besteht eine geringere Gefahr einer fehlerhaften Dimensionierung.
• Neue Systeme können recht flexibel und schnell aufgebaut werden.

Die Technologie dient der Effzienz der Lösungen und senkt somit langfristig die Kosten. Und das hört auch der Finanz-Controller gerne - womit wir bei impera wären ;-).

Antonio Salguero (info@ordix.de).

Seitenanfang

Seite drucken

Seite weiterempfehlen