Virtualizációs technikák, technológiák
A Unix/Linux szerverek üzemeltetése wikiből
(Változatok közti eltérés)
a (→Ajánlott irodalom: új link: http://unit.aist.go.jp/itri/knoppix/xen/index-en.html) |
a (minimális átfogalmazás) |
||
1. sor: | 1. sor: | ||
− | Alternatívák: |
+ | Mikor hasznos: |
* adott sok-sok PC a salgó polcon: mindegyik valamelyik osztályé, tanszéké, haveré, ügyfélé stb.; vagy |
* adott sok-sok PC a salgó polcon: mindegyik valamelyik osztályé, tanszéké, haveré, ügyfélé stb.; vagy |
||
198. sor: | 198. sor: | ||
* [http://ian.blenke.com/xen/3.0/limitations/xen_limitations.html A xen 3.0.x korlátai] |
* [http://ian.blenke.com/xen/3.0/limitations/xen_limitations.html A xen 3.0.x korlátai] |
||
* [http://unit.aist.go.jp/itri/knoppix/xen/index-en.html Xenoppix] - Knoppixba gyógyított Xen. Könnyű vele kipróbálni a xenes virtualizációt. |
* [http://unit.aist.go.jp/itri/knoppix/xen/index-en.html Xenoppix] - Knoppixba gyógyított Xen. Könnyű vele kipróbálni a xenes virtualizációt. |
||
+ | [[Média:Example.ogg]] |
A lap 2007. február 25., 17:52-kori változata
Mikor hasznos:
- adott sok-sok PC a salgó polcon: mindegyik valamelyik osztályé, tanszéké, haveré, ügyfélé stb.; vagy
- adott egy nagy szerver, ami "Sokmindent Csinál".
A sok PC esetében fellépő problémák:
- A Salgó Polcon Álló PC Nem Professzionális;
- ha a PC-k gagyik:
- gyakran lefagynak - ilyenkor fizikai jelenlét szükséges (oda kell menni belerúgni);
- meghibásodás esetén kereshetünk beléjük való gagyi hardvert;
- papírfecnivel ki kell ékelni a processzorhűtőt;
- poroltót kell tartani a közelben.
- ha újak, megbízhatóak, esetleg márkásak:
- bonyolultabb és/vagy sokkal drágább lesz az alkatrészcsere, ha elromlanak;
- fáj, hogy Ott Az A Szép Nagy Gép És Nem Is Csinál Semmit;
- sok áramot fogyasztanak;
- sok hőt adnak le - drága lesz a légkondi.
- ha a gépeket mások menedzselik:
- a rendszergazdák folyton elfelejtik a rootjelszót, és mehetünk oda a konzolhoz betörni;
- a rendszergazda lusta, dilettáns, rosszhiszemű és rosszindulatú;
- emiatt viszonylag nehezen tudunk rendet tartani a hálózatban.
- ha mi menedzseljük őket:
- akkor is macerás mindig odamenni a konzolhoz, amikor valamelyiknek valami baja van;
- LOM (Lights Out Management) megoldás lehet erre, de elég drága.
Bajok az egy Nagy Géppel, Amely Sokmindent Csinál:
- az Ezen A Héten Divatos Projekt fejlesztőjének azonnal kell a még csak bétában elérhető PHP 8.0, de
- ennek lefordításához és futtatásához kell az új, szintén béta libc6, viszont
- a Múlt Héten Divatos És Még Mindig Fontos Projekt fejlesztői által írt alkalmazás az előző libc6 egy olyan "nem dokumentált" funkcióját használja ki, ami az új libc6-ban nincs benne; valamint
- kernelt is kell cserélni, mert a jelenlegiben túl régi az a NagyonTáposAPI, amit a szintén szükséges új Java is használ, de
- a Menedzsment Által Preferált Kereskedelmi Csoportmunka-Alkalmazás kizárólag a Sun Java 1.3.02 litván nyelvű változatának 1633-as buildjével működik helyesen.
- Rövidebben: a különböző funkciókhoz tartozó szoftverek között túl sok lehet az összefüggés, így az egyiknek az upgrade-je interferálhat egy másikkal.
Tartalomjegyzék |
1 Az elképzelt megoldás
- Legyen egy (vagy több, de kevés) nagyteljesítményű, rendkívül megbízható szerverünk, és
- ezeken külön virtuális szerverekben futtassuk az egyes kis PC-ket vagy a Sokmindent Csináló Gép egyes funkcióit.
Sok virtualizációs megoldás létezik, amelyek sokmindenben hasonlítanak, és meg több mindenben különböznek. Ezeket most nem részletezzük.
2 Virtualizációs technikák
Ez most az aktuális buzzword. A gyári 2.6.19-ben bizonyos előkészületek már lesznek a virtualizáció támogatására.
Addig is a legfontosabb megoldások:
2.1 Apache Virtualhost
- igazából max. viszonyítási alapnak illik ide
2.2 chroot
- csak fájlrendszer-szintű szétválasztás:
- a System V IPC közös, a két különböző chrootban azonos UID-del futó processzek küldhetnek egymásnak signalt stb.;
- egy chrootnak nem lehet saját IP-je, saját tűzfalszabályai;
- két chrootban ugyanolyan UID alatt futó processzek küldhetnek egymásnak signalt stb.
- nem igazán lehet egy-egy chroot erőforrásfoglalását korlátozni.
- nincs diszk-kvóta;
- nem méltányos az osztozkodás a CPU-n, a hálózaton, a diszken;
- live migrációról pedig ne is álmodjunk.
- a FreeBSD jailje biztosít hálózati leválasztást, tehát a jailben futó alkalmazásnak lehet saját IP-je
2.3 vserver
- Olyan mint a chroot, csak jobb.
- Minden virtuális gép ugyanazon a kernelen fut.
- Minimális overhead, úgyhogy gyors.
- Pl. az összes vserver osztozik a diszk-cache-en.
- Cserébe ha borul a kernel, az egész rendszer borul.
- A vservereket logikailag teljesen szétválasztja egymástól:
- IPC,
- processzkezelés,
- saját IP.
- Viszont: nem lehet fájlrendszereket mountolni a guestben, és
- a host automatikusan hozzáfér a guest összes adatához.
- Elvileg változtatás nélkül elindul vserverben a legtöbb Linux-disztribúció.
- Egyáltalán nincs szükség emulációra
- Még olyan eszköz is van, ami megkeresi több guestben az azonos tartalmú fájlokat, és összehardlinkeli őket; de ha valamelyik írna bele, megszűnik a hardlink.
- Ehhez persze a vservereknek egy fájlrendszeren kell lenniük (de elvileg van vserver-szintű diszk-kvóta, úgyhogy annyira nem baj).
- Megadhatunk egy-egy vserverre vonatkozó erőforráslimiteket.
- Egy vserver migrálása nagyon egyszerű: tar.
- A vserver hálózati konfigurációját a hoszt állítja be, úgyhogy a migráció tényleg teljesen átlátszó a vserver számára.
- De: még mindig nem tudunk saját tűzfalszabályokat adni a virtuális gépeknek, és nem csinálhatunk komplex virtuális routingot sem.
- Sajnos patchelni kell a kernelt.
- Nincs IPv6-támogatás.
Ilyesmi lehet a FreeVPS és az OpenVZ is. Házi feladat. :)
Kedvcsinálónak:
2.4 OpenVZ
- Olyasmi, mint a vserver (egy kernelen fut az összes virtuális gép).
- De pl. a VE-knek (Virtual Environment) lehet saját routingja és tűzfala.
- A PID-kat virtualizálja, így az init mindig megkapja az 1-est.
- Virtualizálja a /proc és a /sys fájlrendszereket is (a vserver csak részben - konkrétumok?).
- A VE-k megkaphatnak valódi hardvert, pl. sorosportot, hálózati interfészt.
- A VE-k erőforráskorlátai menet közben növelhetők és csökkenthetők(!).
- A CPU-t méltányosan ütemezi az egyes VE-k között.
- Checkpointing segítségével egy élő VE migrálható fizikai gépek között.
- Külön eszközzel támogatja az új VE fájlrendszerének létrehozását.
- Egy közepes PC 1G RAM-mal akár 100 VE-t is gond nélkül futtathat (mindegyikben apache-csal és sshd-vel).
- x86, amd64, ia64, ppc
2.5 User Mode Linux
- Egy linuxos hoszton több guest kernelt futtathatunk, mindegyik kisszámú userspace processznek látszik.
- Viszonylag gyors (CPU-korlátos műveletek esetén közel natív teljesítmény, I/O esetén jelentősen lassúbb).
- Minden guest-rendszerhívást emulálni kell.
- A hardver kezelését a hoszt kernel végzi, a guest kernel csak hardver-absztrakciókkal találkozik.
- Természetesen minden guestnek saját, korlátos memóriája van, de használhat saját swapet.
- A guestek:
- saját tűzfalszabályokat állíthatnak be
- szabadon mountolhatnak fájlrendszereket (persze csak azok közül, amikhez hozzáférnek)
- egyszerűen kaphatnak közvetlen hozzáférést fizikai diszkhez vagy LV-hez, amin aztán olyan fájlrendszert hoznak létre, amilyet csak akarnak.
- Az UML elvileg titkosíthatja a saját fájlrendszerét úgy, hogy a hosztgép üzemeltetője ne tudja elolvasni (kivéve a rootfs-t).
- A hosztgépen debugolhatjuk a guest kernelt (ha kernelfejlesztők vagyunk).
- Elvileg az UML hibája miatt nem fagyhat szét a hosztgép kernele.
- Nem (feltétlenül) szükséges hozzá kernelt patchelni (legalábbis ezen a héten).
- Nem szükséges annyi fizikai memóriával rendelkezni, amennyit elosztogatunk a guestek között (használhatnak swapet).
- 64 bites hoszton futtathatunk 32 bites guestet (a Xen pl. ezt nem tudja).
- Bonyolult virtuális hálózati topológiákba szervezhetjük az UML-eket anélkül, hogy a valódi hálózatra kilátnának.
- Egy vendéggép konzolját kirakhatjuk egy tcp portra, így elérhetővé válik a hálózatról anélkül, hogy neki magának lenne hálózati kapcsolata (a TCP-kapcsolat a hoszttal épül fel).
- Eleinte a guestben gyakorlatilag nem volt memóriavédelem, mivel a hosztkernel szempontjából egyetlen processz volt az egész (ez ma már szerencsére nem igaz).
- x86, IA64, PowerPC, Sparc?
2.6 Xen
- „Paravirtualizáció” (de most már tud hardvereset is: Vanderpool, Pacifica)
- Hypervisor, Dom0, DomU
- A Xen virtuális gépei idővel futni fognak a Longhorn hypervisora alatt is.
- Hardveres virtualizációval fut benne a Windows XP is.
- Tud live migrációt: apránként átmásolja a domU-t egy másik gépre, majd 1 másodpercnél rövidebb idő alatt átkapcsol rá.
- x86, amd64, ia64, ppc; Sparc készülőben
- dom0-ban lehet: Linux, NetBSD (hamarosan FreeBSD is).
- paravirtualizált domU-ban lehet: Linux, NetBSD, FreeBSD, Minix, Plan9, OpenSolaris, NetWare
- Létezik paravirtualizált Windows XP is, csak a licencfeltételek miatt nem adhatja ki a University of Cambridge.
- Később lesz róla szó részletesebben is.
- A xen 3.0.x korlátai
3 Virtualizációs technikák csoportositasa
(Írta: NSzabolcs)
3.1 Emuláció
- teljes hardver architektúra emuláció
- emulált processzor lehet eltérő a host cpu-tól
- guest OS-t nem kell módositani
- x86: Boch, Qemu (gyorsítás nélküli)
3.2 Full/Native virtualizáció
- hardver architektúra emuláció, de kihasználja, hogy a host géppel azonosat emulál
- csak ugyanolyan processzort tud emulálni, mint amin a host van
- guest OS-t nem kell módositani
- több guest is lehet
- x86: KVM, VMWare (Iron, Workstation, Server)
3.3 Paravirtualizáció
- nem feltétlen emulál, hanem speciális API-n keresztül éri el a guest a hardvert
- guest OS-t módositani kell
- x86: Xen
- x86, IA-64, PPC: UML (csak Linux)
3.4 OS-level virtualizáció
- a guest és host OS kernel ugyanaz, guestek szeparálva vannak a hosttól
- kis overhead
- unix: chroot
- Linux: vserver, OpenVZ
- FreeBSD: jail
- Wikipedia - OS-level virtualization
3.5 Virtual hosting
- ugyanazon a fizikai szerveren egy web szerver több különböző domain név alatt nyújt különböző szolgáltatásokat
- lehet name-based vagy IP-based
- pl: Apache Virtualhost
4 Ajánlott irodalom
- Nem ajánlott: Projects on the move, ismeretterjesztő cikk többek között a virtualizációs technikákról. Óvatosan olvassátok, vannak benne marhaságok (pl. "As each VServer has its own init process, it can launch services with their own IP addresses." - nem feltétlenül igaz, igaz, nincs összefüggés). Azért szerepel itt, mert a google esetleg kidobja, mint találatot.
- Egy thread a debian-administration.org fórumán a virtualizációs technikákról.
- Annotated HOWTO for creating an SELinux enabled UML system - szakácskönyv.
- Comparison of virtual machines
- ZAP - userspace-ben megvalósított processz-migráció Linuxra
- Szalai Ferenc xenes előadásának fóliái
- A xen 3.0.x korlátai
- Xenoppix - Knoppixba gyógyított Xen. Könnyű vele kipróbálni a xenes virtualizációt.