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うきえますはら
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1 Windows Hyper-V によるデータセンター仮想化のためのネットワーク要件ブロケードコミュニケーションズシステムズ小宮崇博 2010/3

2 Agenda サーバ仮想化とデータセンターネットワークブロケードコミュニケーションズシステムズご紹介サーバ仮想化とデータセンターネットワークブロケードのソリューション Microsoft SystemCenter と Brocade Datacenter Fabric Manager の連携まとめ

3 ブロケードコミュニケーションズシステムズ市場でのポジション総合ネットワークカンパニーとしてのブロケード Storage Area Network 製品の出荷ポート数シェア Source: IDC Japan Aug 2009 Ethernet 市場におけるポジションチャレンジャー実行力リーダー BROCADE 87.0% CISCO 5.5% QLogic 7.3% 市場の創造性 (Nov 2004) (Oct 2006) ニッチプレーヤービジョナリー Source: Gartner (Mar 2008)

4 サーバ仮想化とデータセンターネットワーク

5 Gartner Datacenter Conference /12/2 Data Center Cost Portfolio Overhead, 2% Disaster Recovery, 7% ネットワークよりもサーバ台数削減の方が効果が大きい電力コストは既にサーバ購入費用よりも大きいまた増加傾向にある Storage, 7% Networking, 10% Servers, 11% Energy/Facilities, 12% People, 29% 同じ人件費で多くのシステムを管理するための自動化が鍵 Software, 22% より効率のよいサーバ仮想化環境を構築することが重要

6 ブロケードの目指すデータセンターネットワークそのゴール :Datacenter-as-a-Computer ビジネス環境の変化に対する追従できる柔軟性コスト低減を可能にする性能機能事業継続を可能にする製品知識経験温暖化対策等の企業の社会的責任に対する貢献キーワード高性能による高集約低消費電力自動管理

7 サーバ仮想化技術と課題サーバ仮想化技術と性能ボトルネック仮想マシンが共有する物理構成要素 CPU/ メモリストレージ NIC/HBA ネットワーク仮想マシンと物理マシンの構成要素には相違点はない CPU -> メモリ -> ストレージ - > ネットワークの順番で性能のネックになる可能性があるペアレントパーティション物理 NIC ( 冗長 ) Ethernet スイッチ物理サーバ仮想マシン仮想スイッチ MicrokernelHypervisor 物理 HBA ( 冗長 ) 仮想マシン仮想 HBA FC スイッチ

8 サーバ仮想化技術の性能ボトルネック CPU/ メモリの次に重要なもの仮想サーバの性能ボトルネックの発生箇所 IO 仮想サーバでの CPU 使用率 I/O 処理一般割り込み処理一般ディスク I/O 完全仮想化仮想化なし CIFS/NFS のようなオフロードできないプロトコルを使用した場合 I/O の重要度の異なるシステムを共存させている場合ネットワーク I/O TCP/IP ネットワーク処理をソフトウェアスタックで処理する場合 Hypervisor で完全仮想化処理を使用した場合仮想マシン間通信が通信量の大半 (5Gbps 以上 ) を占める場合 Traffic(MB) bytes 1K 8K 16K 4GFC ストレージによる CIFS アクセス性能と CPU 使用率 Size CIFS(4Gbps) 24K 32K 64K 96K 128K 256K CPU Usage(%) Traffic (MB) CPU usage(%) 各プロトコルでの CPU 使用率

9 仮想サーバのワークロード管理の困難仮想サーバのワークロード管理仮想サーバの性能 ( ワークロード ) を管理するベストプラクティスがないデータベースメールサーバなどの I/O 負荷の高いシステムは運用設計で従来のパターンが使用できない高 I/O 性能要求しかしバンド幅がないバンド幅を消費ベストプラクティスがあっても自動化されていない運用 ISL Trunking は? パスの縮退? RAID5 の問題? カーネルリソース? サーバ仮想化環境で DB のバッチ処理メールサーババックアップ処理のジョブがいつ終わるのか予測できますか? 共有ボリューム管理サーバ切り分け手順が必要必要なイベントはたくさんのイベントに埋もれて発掘できない

10 ブロケードのソリューション

仮想マシンを意識した I/O ネットワークの最適化仮想マシン単位に優先制御を行ない I/O

Hyper-visor High Performance Mid Performance Low

QoS_Mid QoS_Low FC QoS (Server Application

00 FCのVirtual Channelを使用し I/Oの優先制御を実現 12.

11 仮想マシンを意識した I/O ネットワークの最適化仮想マシン単位に優先制御を行ない I/O 性能要件を満たせるようにする仮想マシンの I/O は優先制御が必要ブロケードのソリューション Hyper-visor High Performance Mid Performance Low Performance 帯域を占有できないので各単位で QoS が必要 QoS_High QoS_Mid QoS_Low FC QoS (Server Application Optimization) FCのVirtual Channelを使用し I/Oの優先制御を実現 Average Response Time FC QoS の効果 Average Response Time

12 サーバ仮想化を意識したネットワーク最適化 vnic vnic vnic 仮想マシン単位に優先制御を行ないネットワーク性能要件を満たせるようにする仮想マシンでもトラフィックの重要性には差があるため優先制御を行えるようにする OP の仕組み Rx1 Rx1 Rx1 Rx1 Layer2 Software Switch Tx1 Rx2 Rx2 Rx2 Rx1 Tx2 Tx2 Rx3 Rx1 Rx1 Rx1 Tx3 Tx3 Tx3 ブロケードのソリューション Layer2 Classiifier/Sorter Optimized Port アダプタあたり 128 個のネットワークキューを仮想マシン単位に構成し優先制御を実現 CNA with OP MAC/PHY Rx1 Rx2 Rx1 Rx3 Rx2 Rx1 Tx3 Tx3 Tx1 Tx2 Tx3 Tx2

アダプタの仮想化 I/O アダプタ (NIC,HBA) を仮想化することでハイパーバイザのオーバヘッドを削減する仮想マシンごとに仮想 / 物理アダプタ機能を用意し直接アクセスさせることでハイパーバイザの負荷を軽減ブロケードのソリューション Single Root I/O Virtualization 対応アダプタ PCI Express の標準技術実 CPU 使用率で 10%

13 アダプタの仮想化 I/O アダプタ (NIC,HBA) を仮想化することでハイパーバイザのオーバヘッドを削減する仮想マシンごとに仮想 / 物理アダプタ機能を用意し直接アクセスさせることでハイパーバイザの負荷を軽減ブロケードのソリューション Single Root I/O Virtualization 対応アダプタ PCI Express の標準技術実 CPU 使用率で 10% 程度の負荷軽減を実現仮想マシン 1 台以上の負荷を軽減 I/O 仮想化なし Virtual Machine A vnic vhba 完全仮想化 Hypervisor PF PCI-E Device NIC HBA Virtual Machine B vnic vhba TOE 搭載 NIC SR-IOV 対応 NIC I/O 仮想化 Virtual Machine A vnic vhba Hypervisor PF VF SR-IOV PCI-E Device 仮想化なし NIC HBA Virtual Machine B vnic vhba VF

14 エッジスイッチの仮想化なぜエッジスイッチの仮想化が必要なのか? 多くの仮想マシンが集約されると仮想マシン間の通信の大半は物理サーバ内に閉じるのでソフトウェアスイッチだと CPU 負荷が重くなるブロケードのソリューションエッジスイッチの仮想化仮想マシン間通信をオフロードする仕組み (Edge Virtual Bridging) NIC によるフレーム転送によりソフトウェアスイッチの処理をオフロード (VEB) 外部スイッチでのフレーム転送し処理をオフロード (VEPA) 10Gbps の帯域あたり 1 コア以上を消費し負荷が高いアダプタで転送 VF VF VF NIC/CNA 外部スイッチソフトウェアスイッチ VF NIC/CNA 外部スイッチ Virtual Ethernet Bridge 1 Blade NIC Blade NIC 通常の仮想化環境 Virtual Ethernet Port Aggregator Blade NIC Blade NIC 外部 / エッジスイッチ外部スイッチで転送

15 Microsoft System Center との連携

Microsoft System Center/Brocade DCFM 連携とは仮想マシンワークロード管理 / 自動運用を実現コンソール

仮想マシンマイグレーションの発行 PRO-Tips ( コネクタ ) 管理インタフェースコンソール Web GUI Windows

Operations Manager Plugin M Library Server Brocade Data Center Fabric

16 Microsoft System Center/Brocade DCFM 連携とは仮想マシンワークロード管理 / 自動運用を実現コンソールセルフサービス Web ポータル Windows PowerShell System Center Virtual Machine Manager 仮想マシンマイグレーションの発行 PRO-Tips ( コネクタ ) 管理インタフェースコンソール Web GUI Windows PowerShell アダプタ / スイッチからワークロード情報を収集し問題を判別するプラグイン System Center Operations Manager Plugin M Library Server Brocade Data Center Fabric Manager Template Adapter WMI 性能情報統計情報 Switch Switch プラグイン性能情報統計情報 ISO VHD Script Adapter SAN Storage

17 Microsoft SystemCenter との連携イメージ

18 SAN を使用した Migration LUN 1 LUN 2 LUN 3 LUN 3 LUN 5 LUN 6 サーバ A サーバ B 仮想マシン移動ゾーン設定 LUN 1 LUN 2 LUN 3 LUN 4 LUN 5 LUN 6

19 まとめ

20 プロダクトポートフォリオデータセンター (LAN) エンタープライズキャンパス LAN L4-7 L2-3 L2 3 ( ワイヤード + ワイヤレス ) FastIron CX FastIron LS FastIron Workgroup AP300/ 5000/ 7000 Mobility Controllers FastIron WS FastIron GS FastIron Edge X ServerIron ADX Ethernet/IP FastIron SuperX TurboIron 24X FastIron SX BigIron RX NetIron MLX 1010/1020 CNA 8000 Switch CEE/FCoE NetIron XMR DCX Backbone FCoE10-24 FCoE Director FC8-16, -32, -48 Switch Blade FS8-18 ServerIron/ADX Series Encryptio n Switch FX8-24 Extension FC4-16IP NetIron CES CER 300 Switch 5100 Switch 5300 Switch 7800 Extension iscsi Gateway ファイバチャネル FastIron EdgeXE FA4-18 Blade Server Switches 415/425 HBA 815/825 HBA 7600 App. Switch メトロ / SP データセンター (SAN) IronView ネットワークマネージャー Vision update FY2010 データセンターファブリックマネージャー

21 ブロケードの価値 CIO にとっての価値 IT 管理者にとっての価値ユーザにとっての価値オープンな技術の採用高性能な製品低消費電力 / 低発熱各種パートナとの連携によるソリューション開発ベストプラクティスを実装したソリューション多くのパートナによるサポート体制高付加価値なプロフェッショナルサービス囲い込みを行わずいつでも最適なコストのソリューションを選択し移行可能コストダウンによるビジネスリスクを軽減企業の社会的責任に対する説明責任ベンダにより囲い込まれないことによるリスク軽減特殊な技術ではなくかつ覚えるとどこでも使える単一の装置でより多くのサーバデバイスを接続できコストダウン可能運用コスト低減投資コスト低減最適ソリューションの選択作業能率が変わらないもしくは向上する IT 投資リスクの軽減運用コストの低減作業効率が悪化しない IT 投資リスクの軽減導入リスクの軽減最適ソリューションパートナの選択複雑な技術案件におけるソリューション

22 Thank You

PRIMERGY スイッチブレード(10Gbps 18/8)

PRIMERGY スイッチブレード(10Gbps 18/8) PRIMERGY スイッチブレード (10Gbps 18/8) PG-SW109 :PRIMERGY スイッチブレード (10Gbps 18/8) PG-SW1090 :PRIMERGY スイッチブレード (10Gbps 18/8) [ カスタムメイド対応 (CB1,2 用 )] PG-SW1091 :PRIMERGY スイッチブレード (10Gbps 18/8) [ カスタムメイド対応 (CB3,4