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1 Infiniband Day 01 I/O 統合 仮想化とは? なぜ Infiniband? シーゴシステムズ ジャパン株式会社尾方一成 ( Issei Ogata )

2 I/O 統合 仮想化とは? I/O = Issei Ogata 2

3 ゴール : サービスに必要なリソースを提供 サービス = Compute + Network + Storage システム構築 運用を簡単に行う方法は? 共通基盤上の各リソースをプール化 コンピュータリソース (CPU コア, メモリ ) インターコネクト インターコネクト ネットワークリソース ( クライアントアクセス サーバ間通信 バックエンドサービス ロードバンンサ ファイアウォール ) ストレージリソース (LUN, ディスクスペース : ファイルストレージ / ブロックストレージ / テーブルスペース ) Simple is Best! リソース別にプール化 システム要件によりオンデマンドで各プール毎に拡張が可能 各部門の担当者がそれぞれのノウハウを利用して最適化が行える環境 3

4 オンデマンドリソースプール = クラウド? コンピュータノード インターコネクト = I/O Firewall Internet A Internet Core Backup Firewall Firewall Extranet Intranet FC SAN 個別の接続要件 Core Network B Intranet Internet Core NFS iscsi Backup Backup NFS/CIFS iscsi SAN FC SAN 4

5 クラウド / 仮想化 = ケーブルがいっぱい? ( グループ D) ( グループ C) VM VM VM VM VM VM VM VM ( グループ B) ( グループ A) VM VM VM VM ( サーバ ) 仮想スイッチ 仮想スイッチ 仮想スイッチ 仮想スイッチ ( 例 ) NFS ストレージ B-1 アクセス用ストレージ B-2 サーバ間接続用 WAN 側接続用 サービス LAN C-1 サービス LAN C-2 サービス LAN B-1 サービス LAN B-2 増設分 (2~N ポート ) 最小 I/O 構成 (6ポート) 管理 LAN1 管理 LAN2 ストレージ A-1 ストレージ A-2 サービス LAN A-1 サービス LAN A-2 サーバのマルチコア化 ( 1U 24 コア ) サーバ I/O スロット数の不足 入り組むケーブル (12 本 ~) カード スイッチコストの増大 5

6 I/O 仮想化とは? 今までの仮想化プラットフォーム 仮想サーバ 物理サーバ アダプタカード 物理ケーブル 仮想ストレーシ 物理ストレーシ vnic vnic NIC vhba HBA サーバの仮想化 従来からの仮想化技術 物理 I/O の課題 機器コスト増大 運用管理コスト増大 作業ミスによる障害 ボトルネックの発生 ストレージの仮想化 従来からの仮想化技術 新た技に術 I の / 採 O 用仮想化 サーバ I/O ネットワーク ケーブルカード数削減 ストレージ 仮想環境の運用負荷低減 通信経路の統合と最適化 6

7 シーゴシステムズとは? Xsigo Systems ( シーゴシステムズ ) 会社創設 本社 2004 年 8 月 米国 カルフォルニア ボードメンバー レイ レーン ( オラクル元社長 ) マーク レスリー ( ベリタスソフトウェア創設者 ) アショック クリシュナマティ ( ジュニパーネットワークス創設者 ) Xsigo Systems のお客様例 / FBI 7

8 機器 設備投資コストの削減 サーバアクセス用のスイッチ数の削減 高速 20 ギガサーバファブリック Before サーバ毎に必要なカード ケーブル数の削減 省スペース型 1U サーバの活用 After 8

9 仮想化環境の最適化とサービス保証 サーバ仮想化を支える マルチファブリックの提供 インタフェース毎のサービス 保証 (QoS) を実現 サービス毎のネットワーク の分離 ( セキュリティ ) FC iscsi NAS 仮想サーバ仮想サーバ仮想サーバアプリアプリアプリアプリアプリアプリ OS OS OS vswitch 1 vswitch 2 vswitch 3 vhba vhba vnic vnic vnic vnic vnic vnic vnic vnic vnic vnic ベンダーを問わないオープンな仮想化環境を実現 リモートからインタフェース のオンライン拡張を実現 1G 10G 1G 10G FC iscsi NAS 9

10 システム運用効率の向上 既存 I/O 環境の運用例 新規サーバの導入 数日 仮想 I/O 環境の運用例 新規サーバの導入 数時間 アプリケーションの移行 I/O の増設 数時間 数時間 アプリケーションの移行 I/O の増設 数十分 数分 バックアップサーバ環境の構築 数時間 バックアップサーバ環境の構築 数分 ~ 数時間 10

11 Infiniband の魅力とは? 11

12 ユニファイドファブリックの登場! 20Gbps IB サーバファブリック接続 ポイント! 広帯域 スイッチ型バスアーキテクチャ LAN/WAN サーバ間通信 ストレージ モニタリング ユニファイドサーバファブリック 低遅延 低コスト 社内 LAN WAN / Internet Ethernet Fibre Channel 接続 SAN/NAS ストレージ 高信頼 12

13 Infiniband の特徴 (2000 年に標準化 ) (a) 広帯域 低遅延 10Gbps 20Gbps 40Gbps の 3 つの帯域をサポート 2011 年には 80Gbps と 100Gbps の製品が登場する見込み エンド ポイントで 1μs 以下 スイッチ ホップで 150ns 以下の遅延 Ethernet 用カード スイッチと比べて数分の 1 の価格 (b) フロー制御を備えた信頼性が高い伝送技術 フロー制御を備えた信頼性が高いリンク層とトランスポート層を提供 チャネル アーキテクチャの伝送方式をハードウエアに実装 データ伝送の処理負荷を CPU からオフロード フロー制御を必要とする Fibre Channel の統合に最適 (c) 高い可用性と拡張性 ループ フリーのファブリックを容易に構築可能 サブネット管理 ノード間の帯域 ルーティング管理を全て自動制御 数千ノードまでの拡張性 ( 大規模クラスタ環境で実証 ) HPC TOP500 の 100 位までのサイトの約 7 割が InfiniBand を採用 13

14 XSIGO I/O 仮想化コントローラ 仮想 NIC 20Gbps 仮想 HBA 20Gbps X86 サーバ PCI-Express 対応 サーバアダプタカード 20Gbps HCA スケールアウト例 )120 台クラスタ I/O 仮想化コントローラ 24Port 20Gbps VP780/VP560 ラックスイッチ 24/36 Port 20Gbps IS24/IS36 社内 LAN WAN / Internet Ethernet Fibre Channel 接続 SAN/NAS ストレージ I/O モジュール 10Port 1GE 1Port 10GE 2Port 4Gb FC 14

15 I/O 仮想化コントローラアーキテクチャ vnic vhba ホスト側 VP560/VP780 System Control Processor Front Panel 拡張性の高い設計 データとコントロールチャネルを完全分離 データパスには CPU は介在せずにワイヤーレートを実現 I/O Module 外部接続機器との通信 Eth or FC IPoIB IPoIB サーバ間通信 Infiniband Switch I/O Module Eth or FC vnic vnic XSIGO vnic-to-vnic 内部スイッチング I/O Module Ethernet 15

16 1U サーバ 120 台構成例 20 台 x 6 ラック = 120 台 外部ネットワーク通信 Xsigo vnic ストレージ通信 Xsigo vnic/vhba IPoIB/SRP IPoIB/SRP サーバ間通信 Xsigo vnic-to-vnic 16

17 Network Performance Test DDR Infiniband Dell 1950 Servers IPoIB vnic to vnic vnic to pnic IPoIB Switching Throughput Streams Gbits/sec vnic to vnic Switching Throughput Streams Gbits/sec 物理 NIC 10Gb Ethernet vnic to 物理 NIC Switching Throughput Streams Gbits/sec Dell 1950 Servers (10Gb NIC) IPoIB performance of 10.9Gb - Demonstrates upper bound of server capability Xsigo achieves 96% of that rate - Both vnic vnic and vnic - pnic 17

18 Mixed Traffic Performance Test DDR Infiniband Dell 1950 Servers IPoIB vnic to vnic vnic to pnic Actual QoS CIR/PIR Throughput Storage Traffic 9Gb/9Gb 8.6Gb Network Traffic 4Gb/4Gb 4.1Gb Total Traffic 13Gb/13Gb 12.7Gb Storage Traffic 7Gb/7Gb 6.9Gb 10Gb Ethernet Dell 1950 Servers (10Gb NIC) 4x4Gb FC SANBlaze FC GargantuLUN Network Traffic 6Gb/6Gb 6.1Gb Total Traffic 13Gb/13Gb 13.0Gb Storage Traffic 5Gb/5Gb 4.6Gb Network Traffic 8Gb/8Gb 8.0Gb Total Traffic 13Gb/13Gb 12.6Gb Xsigo QoS guarantees performance of mixed traffic 18

19 XSIGO が創る新しい I/O ワールドとは? I/O モジュールを追加するだけで全てのサーバに最新技術をオンデマンド提供 仮想サーバ 共有 I/O ファブリック Xsigo I/O モジュール 現在 1GbE 10GbE 4Gb FC 今後の展開 8Gb FC (12 月末 ) iscsi HBA FCoE 既存ストレージネットワークへの接続 次世代系インタフェースへの接続 PCI-express をバス型接続にし I/O モジュールを共有 未来は? SAS/SATA RAID (JBOD 接続 ) SSD 高速ストレージ ( ブート キャッシュ ) 40GbE 等々 クラウド環境を最適化する多様な I/O ニーズをサポート 19

20 Salesforce.com 導入事例 20

21 Salesforce.com の Xsigo 導入概要 サービス開始までのリードタイムの短縮 オートメーションによる業務改善 スクリプトの利用により仮想 I/O の作成を自動化 ケーブル削減 コスト削減 ( システム概要図 ) 21

22 ケーブル数の削減 BEFORE 筺体 1 台あたり 98 本 32 x ファイバーチャネル 64 x Ethernet 2 x マネージメント AFTER 筺体 1 台あたり 6 本 4 x Infiniband 2 x マネージメント 2 mgmt 22

23 Xsigo I/O 仮想化 の導入効果 サービスリードタイムを 78% 削減 2 週間が 3 日に削減 オートメーション すべてのゾーニング マスキング設定とDHCPの自動化 設定ミスが尐なくなる ケーブル削減 ケーブルを92% 削減 ケーブル削減により運用 管理が容易に コスト削減 FC と Ethernet スイッチポートを合計 1,200ポート削減 $1 million USD 以上の削減 23

24 クラウドプラットフォームの構築と運用 24

25 Xsigo が実現するクラウドの世界 オープンシステムベンダーフリーのクラウド環境 汎用 X86 サーバ ( ラック ブレード ) OS/ ハイパバイザー ストレージ / ネットワーク接続 オンデマンド I/O 全てのリソースをプール化 サーバ ストレージ NW + I/O 任意の機器間接続を自由に提供 サービスを止めずに拡張 変更 サービス保証セキュリティとパフォーマンスの保証 データパスを物理的に分離 要件に応じた帯域保証 (QoS) 仮想 NIC/HBA 単位 VM/MAC/VLAN 単位 投資保護新しい技術 規格を容易に追加 ( 現在 )Ethernet / Fiber Channel ( 将来 )FCoE / iscsi HBA/ SSD/SAS SATA RAID 25

26 便利なクラウド基盤運用ツール Vmware vcenter との統合 Microsoft SCOM ( System Center Operation Manager ) との統合 EMC DPA (Data Protection Advisor) との統合 SNMP v2, v3を利用したツールとの連携 Xsigo Management System Open APIs RESTful API JAVA/XML API Command Line Scripting iphone / ipad アプリケーションの提供 26

27 Vmware vcenter との統合 27

28 Microsoft SCOM との統合 28

29 EMC DPA との統合 29

30 SNMP を利用したツールとの連携 (CACTI) 30

31 Xsigo Management System (XMS)

32 Xsigo Management System (XMS)

33 ipad 用アプリケーション 33

34 そして 今 地球上の全てのサーバがクラウドとなる 事業開発担当副社長 S.K. ビノッド (S.K. Vinod) 34

35 VMWorld 2010 in San Francisco XSIGO ブース 新製品記者発表会 VMWare Express トレーラー内プラットフォーム 35

36 クラウド化が抱えるコストの課題 1 2 世界各国で稼働中の 3 千万台のサーバには標準イーサネットポートが装備 サーバ 1 台あたりの I/O コスト $2000 $500 FCoE 標準 Ethernet 36

37 XSIGO の新製品ラインナップ サーバ数 10Gbps 20Gbps 40Gbps 新製品 既存 新製品 VP780 10Gb イーサネット VP780 20Gb インフィニバンド VP780 40Gb インフィニバンド VP560 10Gb イーサネット VP560 20Gb インフィニバンド VP560 40Gb インフィニバンド パフォーマンス 37

38 10 ギガから 40 ギガまでフルラインナップ 10G 新製品 標準イーサネット対応 1/ 10Gbps をサポート 20G Infiniband DDR 現在 最もコストパフォーマンスが高いソリューション 40G 新製品 Infiniband QDR 最速のパフォーマンスを実現 I/O 要件の高いアプリケーションに最適 38

39 アダプタフリー I/O 仮想化 の登場! 既存のイーサネットポートの先に仮想 NIC/HBA 標準イーサネットを介してサーバに接続 標準イーサネットポート ほんの数分で設定完了! vnic vnic vnic vhba vhba VP780 VP560 39

40 アダプタフリーのメリット : 簡単接続! インストール手順 : Xsigo なしの I/O 仮想化 1. サーバ停止のスケジュール調整 2. サーバ停止 3. ケーブルの抜去 4. サーバをラックから引き出す 5. アダプタカードを増設 6. サーバをラックに納める 7. ケーブルを挿入 8. サーバ起動 9. ドライバのインストール 10. 外部接続機器とのマッピング作業 11. アプリケーションを再起動 Xsigo ありの I/O 仮想化 1. サーバとXSIGO 間を接続 2. ドライバのインストール 3. 仮想 NIC/HBAをオンデマンドで提供 世界中にある 3 千万台の任意のサーバを数分で仮想化 40

41 I/O 仮想化 に 新しい選択肢 帯域 アダプタカード メリット Ethernet 1 or 10G None! 既存設備を簡単統合 InfiniBand To 40G HCA 最速のパフォーマンス FCoE? 10G CNA 41

42 既存のサーバ資産をクラウド基盤化 ブレードサーバ PCIexpress ラックマウント型サーバ Xsigo I/O 仮想化コントローラ イーサネットポートを持つあらゆる x86 サーバ これらのサーバがデータセンタ内の全てのリソースに自在に接続可能に 1G 10G FC iscsi NAS FCoE クラウド基盤を容易に構築 42

43 1Gb イーサネット接続オプション 1. 1Gb SFP による直接接続 1GbE 2. イーサネットスイッチ経由による接続 10GbE 1GbE 43

44 本日はありがとうございました ご不明な点は いつでもお気軽にお問合せください 尾方一成 OV

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