Год назад, как участник академ. программы IBM, я прослушал курс IBM AIX 6 Jumpstart for UNIX Professionals в московском офисе IBM. Инструктор осветил большинство тем, чтобы опытный администратор Linux или UNIX сел за AIX и стал работать, а также рассказал основные положения линейки серверов IBM Power Systems. Как оказалось, это довольно интересные системы Enterprise уровня, которые предоставляют цельные бизнес системы, включающие в себя встроенные средства виртуализации, мониторинга, диагностики и т.д., которые поддерживаются и со стороны операционной системы.
Я не претендую на исчерпывающее описание архитектуры, статья — скорее экскурс в технологию, для общего развития.
И так, как я уже сказал, System P — это линейка серверов IBM, построенных на базе процессоров Power (RISC архитектура). Основное назначение — сервера приложений для бизнес систем: сервера баз данных, корпоративная переписка (например, Lotus) и разное middleware (промежуточное ПО) типа WebSphere.
На Power серверах работают 3 операционные системы: родной AIX, IBM i и, конечно же, Linux.
AIX — один из древнейших UNIX'ов, известен своей надежность, стабильностью, гибкостью и простоте управления (в основном это достигается благодаря SMIT — консольному конфигуратору системы, при помощи которого можно сделать очень много всего, не заморачиваясь с опциями командной строки). Меня поверг в шок при изучении этой системы тот факт, что на нее ставятся RPM пакеты из Linux! Под своей архитектурой, конечно, но все же. Не составило труда поставить на AIX родной mc: скачал RPM пакет для архитектуры ppc, скачал зависимости, и известной линуксоидам командой RPM я это все поставил.
IBM i — отдельная операционная система, которая мало похожа на всем известные семейства. Я о ней еще мало знаю, но друзья из банка, которые обслуживают AS/400 с IBM i, отзываются о ней как об одной из самых производительных операционок для СУБД DB2.
Linux для Power официально поддерживается только от двух производителей: RedHat, с их RHEL, и Novell, с их SLES. Сколько не искал табличку с описанием функций System P, которые не поддерживаются Linux, так и не нашел, но знаю, что такие есть. Например, очень не приятен тот факт, что ext3, в отличие от JFS2 из AIX, не поддерживает уменьшение размера раздела без отмонтирования, поэтому операции с уменьшением LVM раздела ведут к простою каких-либо сервисов.
Основные технологические «фишки» System P, выделяющие эту линейку из всего многообразия: развитый гипервизор, «ресурсы по запросу», гибкость и мобильность при построении и изменении инфраструктуры, эффективность потребления энергии, поддержка кластеризации для обеспечения высокой готовности. Цены, конечно, на первый взгляд кусаются, но в конечном итоге все перечисленные выше характеристики и технологии полностью окупают первоначальные затраты. Теперь по порядку:
Средства виртуализации
Это, наверное, самая интересная часть: в Power системах все операционки работают в виртуальных средах на базе гипервизора. Т.е. сервер может содержать несколько изолированных друг от друга «гостей», работающих одновременно, и разделяющих ресурсы. Каждый логический (виртуальный сервер) называется LPAR (Logical Partition Access Resources), в который и устанавливается операционная система. Максимальное количество LPAR на сервере зависит от количества процессоров и памяти: на один процессор можно создать максимум 10 LPAR, выделив на каждый LPAR минимальную долю в 0.1 часть ресурсов процессора и минимум по 256 Мб оперативной памяти. Теоретическое ограничение тоже есть: на 795 модели (последняя в линейке) можно создать максимум 254 LPAR. Таким образом можно оптимизировать нагрузку на сервера, поделив процессорный пул на виртуальные сервера, т.е. какому-то LPAR дать 0.5 процессора, а более нагруженному — 1.2.
Так же каждому LPAR выделяется дисковое пространство и сетевые карты. Этим занимается специальные сервер, который называется VIOS (Virtual I/O Server). Он консолидирует ресурсы: сетевые карты, дисковое пространство SAN или локальных дисков, и, согласно настройкам пользователя, отдает это все виртуальным машинам.
Но самое приятное предоставляет технология DLPAR (Dynamic Logical Partitioning): она позволяет динамически без остановки системы изменять количество ресурсов (доли процессора, память, интерфейсы ввода/вывода), выделенные для LPAR. Т.е. если я посмотрел на загрузку партиций и увидел, что одна в среднем использует 90% ресурсов, а другая 30%, я могу смело без остановки системы откусить ресурсов от второй партиции и отдать эти ресурсы первой.
Все управление гипервизором сваливается на одну из двух систем: IVM (Integrated Virtualization Manager) или HMC (Hardware Management Console). IVM идет в пакете к VIOS, и предоставляет удобный веб интерфейс для управления всем сервером. HMC — это уже отдельная машина с урезанной версией linux, которая потребуется для управления несколькими серверами. Тоже имеет удобный веб интерфейс и все сервера можно управлять прямо здесь. Веб интерфейс, конечно, можно и променять на консоль, система предоставляет оба варианта.
Ресурсы по запросу
Это скорее не фишка самой железяки, а фишка лицензирования. Она позволяет купить сервер с большИм количеством ресурсов, оставив некоторые неактивными, и заплатив за них только часть их стоимости, а затем, когда сервера уже будет не хватать, можно доплатить IBM за активацию и добавить необходимые ресурсы. Можно и не активировать все ресурсы на постоянной основе: можно активировать их на время и заплатить поминутно за использованные ресурсы. Это позволяет добавить ресурсов в моменты пиковых нагрузок, и не платить за них, когда сервер сравнительно простаивает.
Еще один довольно приятный момент: если, например, рабочий процессор выходит из строя, и есть не активированный процессор, то рабочий выключается, а неактивный включается, без доплат.
Мобильность
При построении инфраструктуры можно использовать версию PowerVM Enterprise Edition. Основная ее функция: Live Partition Mobility. Эта технология позволяет серверам пересылать друг другу LPAR'ы без их отключения даже при нагрузке. Конечно, желательно использовать быстрые каналы, SAN массивы и т.д., чтобы это все было быстро и клиенты этого даже не заметили. В IBM нам показывали как это происходит: загруженный LPAR за считанные секунды «переехал» из одного корпуса в другой, и начал там работать.
Однажды со студентами проводили эксперимент на виртуалбоксе: брали виртуальную машину и по локалке пытались переслать виртуальную машину на другой компьютер. Тогда эта функция была новой, только появилась в виртуалбоксе, и самое интересное, что она работала. Правда, как потом оказалось, только если виртуальная машина не нагружена. Стоило мне нагрузить ее — гипервизор выполнял 10 итераций и загинался с ошибкой. Само собой, 100 мегабитная локалка и общий storage в виде SMB ресурса в классе не сравнится с SAN массивом и 10ти гигабитной оптикой IBM, но попробовать стоило.
Эффективность потребления энергии
Сервера Power имеют встроенные системы управления энергопотреблением и охлаждением, которые помогают сэкономить энергию и снизить затраты, обеспечивают лучшую производительность в пересчете на ватт, а продукт Advanced POWER Virtualization позволяет консолидировать не полностью загруженные сервера, напрасно расходующие электроэнергию. Кроме того, технология EnergyScale может обеспечить уникальные возможности в управлении питанием. Эти функции позволяют пользователям измерять мощность, потребляемую компонентами системы, и настраивать политики так, чтобы работа серверной среды была эффективной с точки зрения потребления энергии.
Высокая готовность
Сервера на базе Power можно собирать в кластера, обеспечивая высокую доступность и кластерную мультиобработку. Такую технологию назвали PowerHA. Решение PowerHA обеспечивает автоматическое обнаружение сбоев, диагностику, восстановление приложений и реинтеграцию узлов. Вместе с соответствующей программной поддержкой, PowerHA может обеспечивать одновременный доступ к данным для приложений параллельной обработки, предлагая таким образом отличную масштабируемость.
Вывод: сервера на базе процессоров POWER обладают очень интересными технологическими инновациями и позволяют построить очень гибкую и устойчивую инфраструктуру.
Из литературы по Power советую изучать редбуки. Найти систему, чтобы посмотреть как это работает, довольно сложно: системы дорогие и довольно редкие, во всяком случае у нас. Чисто человеческое любопытство можно удовлетворить, посмотрев видео на youtube, или в документации на сайте IBM developerworks. Также есть отличный русский сайт, посвященный Power системам и AIX: aixportal.ru.