Новые возможности Windows Server 2012 Виртуализация, сети, хранилища

1. Новые возможности Windows Server 2012Виртуализация, сети, хранилища Часть 1

2. Новые возможности Windows Server 2012 • Часть 1. Виртуализация, сети, хранилища • Модуль 1. Hyper-V: комплексная платформа виртуализации • Модуль 2. Сетевая инфраструктура • Модуль 3. Хранилища и доступность • Часть 2. Безопасность, управление, удаленный доступ, веб-платформа • Модуль 1. Технологии идентификации и обеспечения безопасности • Модуль 2. Инструменты управления • Модуль 3. Удаленный доступ • Модуль 4. Платформа для веб-приложений 2

3. Hyper-V Комплексная платформа виртуализации Часть 1 Модуль 1 Представленная в данном документе информация относится к предварительному выпуску продукта, который может претерпеть существенные изменения к моменту его коммерческого выпуска. Компания Microsoftне несет никаких явных или косвенных гарантийных обязательств в отношении информации, представленной в настоящем документе.

4. Больше, чем просто виртуализация Базовая технология виртуализации серверов позволяет добиться экономии и способствует повышению эффективности Решения Microsoftпозволяют выйти за границы базовой виртуализации Создание более динамичных платформ обеспечивает: • Построение частных облаков • Создание более гибких решений для локальной виртуализации с целью поддержки основных бизнес-приложений и высокодоступныхрешений 4

5. Hyper-V до выпуска Windows Server 2012 RC • История Hyper-V • Роль появилась в Windows Server 2008 • Новая версия в Windows Server 2008 R2 • Обновленная версия в Windows Server 2008 R2 SP1 • Windows Server 2008 R2 Усовершенствования в Hyper-V • Повышенная доступность благодаря возможности переноса виртуальных машин • Повышенная доступность благодаря возможности добавления и удаления хранилищ виртуальных машин • Более эффективное управление виртуальными центрами обработки данных • Упрощенное развертывание на физических и виртуальных компьютерах • Режим совместимости процессоров при динамической миграции в Hyper-V • Повышенная производительность виртуальных сетей • Улучшенное управление памятью виртуальной машины • Два варианта реализации технологии Hyper-V • Возможность виртуализации в Windows Server 2008 R2 на базе гипервизора • Microsoft Hyper-V Server – бесплатный самостоятельный продукт, включающий только: • Гипервизор Windows • Модель драйверов Windows Server • Компоненты виртуализации 5

6. Комплексная платформа виртуализации Hyper-V в Windows Server 2012 RC Более безопасная мультитенантная архитектура Гибкая инфраструктура – в любом месте и в любое время Масштабируемость, производительность и плотность Высокий уровень доступности 6

7. Более безопасная мультитенантнаяархитектура Безопасность мультитенантнойархитектуры и изоляция Расширения коммутатора Hyper-V Extensible Switch для новых возможностей Обеспечивает полную изоляцию и безопасность информации каждого клиента 7

8. Безопасность мультитенантной архитектуры и изоляция • Коммутатор Hyper-V Extensible Switch • Новая компонента, которая управляет сетевым трафиком между: • Виртуальными машинами • Внешней сетью • Операционной системой хоста • Виртуальный интерфейс второго уровня • Программное управление • Возможность расширения Сетевое приложение Виртуальная сетевая плата Сетевое приложение Виртуальная сетевая плата Сетевое приложение Виртуальная сетевая плата NIC = сетевой адаптер 8

9. Безопасность мультитенантной архитектуры и изоляция • Частная виртуальная локальная сеть (PVLAN) • Изоляция виртуальных машин друг от друга в центре обработки данных • Создание групп виртуальных машин, которые могут обмениваться пакетами данных Гостевая ОС 1 10.0.0.1 Гостевая ОС 3 10.0.0.3 Гостевая ОС 4 10.0.0.4 Гостевая ОС 5 10.0.0.5 Гостевая ОС 2 10.0.0.2 2,5 2,5 2,4,5 2,4 2,4 2,4,5 isolated community promiscuous Пример PVLAN: ‒ Первичный идентификатор VLAN ID– 2 ‒ Вторичные идентификаторы VLAN ID– 4 и 5. 9 9

10. Настройка Private VLAN Демонстрация

11. Безопасность мультитенантной архитектуры и изоляция Другие инструменты Преимущества • Защита от ARP-спуфинга • Защитная блокировка DHCP • ACL виртуального порта • Режим Trunk • Мониторинг • Windows PowerShell и WMI • Усиленная безопасность и изоляция • Управляемость • Изоляция сетей различных клиентов друг от друга • Отсутствует необходимость создания и обслуживания сетей VLAN • Защита от злонамеренного перехвата данных 11

12. Расширения коммутатора Hyper-V Extensible Switch • Две платформы для расширений: • Драйверы фильтра NDIS • Драйверы вызова WFP • Компоненты, которые могут быть расширены или заменены: • Фильтрация на входе • Поиск пункта назначения и пересылка • Фильтрация на выходе • Другие функции: • Мониторинг • Состояние/конфигурация • Расширения, отслеживающие жизненный цикл виртуальных машин • Расширения, запрещающие изменение состояния • Несколько расширений на одном коммутаторе WMI Дочернийраздел Рабочий процесс виртуальной машины (VMWP) Приложение 10 CTL 10 CTL Сторонний производитель VMBUS Сетевые подключения Hyper-V System Center Virtual Machine Manager Оборудование Физический сетевой адаптер 12 Архитектура коммутатора Hyper-V Extensible Switch

13. Типы расширений Hyper-V Extensible Switch 13

14. Hyper-V Extensible Switch Демонстрация

15. Гибкая инфраструктура — в любом местеи в любое время Миграция виртуальных машин без простоев Миграция хранилищ виртуальных машин без простоев Масштабируемость за пределами VLAN при помощи виртуализации сети в Hyper-V Надежный импорт виртуальных машин Слияние моментальных снимков на работающей виртуальной машине Новые инструменты автоматизации для Hyper-V Добавлять и перемещать серверы теперь можно быстрее и проще 15

16. Масштабируемость за пределами VLAN при помощи виртуализации сети в Hyper-V • Принцип работы • виртуализации сети: • Два IP-адреса для каждой виртуальной машины • Инкапсуляция Generic Routing Encapsulation (GRE) • Замена IP-адреса (IP address rewrite) • Сервер управления политиками • Решаемые проблемы: • Устранение ограничения VLAN • Исключение иерархического назначение IP-адресов в виртуальных машинах Серверная виртуализация Сетевая виртуализация Коммутаторы стойки (Top-of-Rack) Сервер 16

17. Замена IP-адреса Технология замены IP-адреса Преимущества • Каждый адрес клиента (CA) сопоставляется с уникальным адресом поставщика (PA) • Информация передается в виде стандартных пакетов TCP/IP • Устраняет необходимость обновления сетевых адаптеров, коммутаторов и других аппаратных средств • Может быть использована уже сегодня без ущерба для производительности 17

18. Пример виртуализованной сети • «Синяя корпорация» Сеть центра обработки данных • Адрес клиента • Адрес поставщика услуг • «Краснаякорпорация» • Адрес клиента • Адрес поставщика услуг Адресные пространства клиентов 18

19. Виртуализация сети Демонстрация

20. Преимущества виртуализации сети при помощи Hyper-V Миграция сети клиента в облако без изменения конфигурации и без ущерба для изоляции Развертывание виртуальной машины клиента в любом месте центра обработки данных Упрощение сетии увеличение эффективности использования ресурсов сервера и сети Не требуется применение нового оборудования (серверов, коммутаторов и других устройств) для обеспечения максимальной производительности Комплексное управление посредством Windows PowerShell и WMI 20

21. Миграция виртуальных машин без простоев Старт динамической миграции Передача страниц памяти • Усовершенствования • Ускоренная одновременная миграция нескольких виртуальных машин • Динамическая миграция за пределы кластера Передача измененных страниц памяти Передача управления хранилищем Динамическая миграция с использованием файлового сервера SMB

22. Миграция виртуальных машин без простоев Исходный Hyper-V Конечный Hyper-V • Преимущества • Гибкое размещение виртуальных машин • Повышение производительности труда администраторов • Сокращение времени простоя в процессе миграции за пределами кластера Виртуальная машина Виртуальная машина Стек VHD Стек VHD Устройство-источник Устройство назначения 22 Динамическая миграция в режиме share nothing («ничего общего»)

23. Миграция хранилищ виртуальных машин без простоя • Динамическая миграция хранилищ (Live storage migration) • Перемещение VHD-диска работающей виртуальной машины • Преимущества • Гибкость и контроль управления хранилищем в облачной среде • Перемещение VHD-дисков без простоев • Обновление физических хранилищ, доступных виртуальной машине (например, SMB-хранилищ) • КомандлетыWindows PowerShell 23

24. Live migration в режиме “share nothing” Демонстрация

25. Надежный импорт виртуальных машин • Мастер импорта • Находит и исправляет ошибки • Не требует экспорта виртуальной машины • Позволяет копировать виртуальную машину на USB-устройство • Делает перенос виртуальных машин проще и надежнее • Использует командлетыWindows PowerShell для автоматизации • Преимущества • Более простое и надежное решение для импорта или копирования виртуальных машин 25

26. Слияние моментальных снимков на работающей виртуальной машине Преимущества Моментальные снимки • Снимки хранятся в виде .avhd-файлов • Возможно слияние .avhd-дисков с родительским без остановки ВМ • Ввод-вывод приостанавливается для небольшого диапазона данных, находящегося в процессе слияния • По окончании слияния диски отключаются, соответствующие файлы закрываются • Обновление родительских виртуальных жестких дисков во время работы виртуальной машины 26

27. Мастер импорта виртуальных машин Демонстрация

28. Новые инструменты автоматизации для Hyper-V Более 150 командлетов Разработаны для ИТ-специалистов Ориентированный на задачи интерфейс Согласованные названия командлетов 28

29. Масштабируемость, производительность и плотность Масштабирование узлов Hyper-V и рабочих нагрузок Усовершенствованная технология динамической памяти Hyper-V Учет ресурсов в Hyper-V Новый формат виртуальных жестких дисков Поддержка технологии Offloaded Data Transfer(ODX) Функция Data Center Bridging (DCB) Виртуальные адаптеры Virtual Fibre Channel Поддержка 4КБ секторов Служба Quality of Service(QoS) Повышение масштабируемости ЦОД и использование меньшего числа серверов для запуска большего количества виртуальных машин и рабочих нагрузок 29

30. Масштабирование узлов Hyper-Vи рабочих нагрузок 30

31. Масштабирование узлов Hyper-Vи рабочих нагрузок • Поддержка технологии NUMA (Non-Uniform Memory Access) в виртуальных машинах • Топология NUMAпроецируется на виртуальную машину • Гостевые операционные системы и приложения используют NUMA более интеллектуально • Обеспечивается согласованность топологии NUMA в гостевых системах с ресурсами физического хоста Виртуальная NUMA узел А Виртуальная NUMA узел B Виртуальная NUMA узел А Виртуальная NUMA узел B NUMA узел 1 NUMA узел 2 NUMA узел 3 NUMA узел 4 Гостевая топология NUMA по умолчанию соответствует топологии NUMA хоста 31

32. Масштабирование узлов Hyper-Vи рабочих нагрузок • Поддержка SR-IOV в Hyper-V • Повышает пропускную способность сети • Уменьшает задержки в сети • Сокращает нагрузку на ЦП хоста по обработке сетевого трафика • Преимущества • Эффективное использование ЦП и оперативной памяти узла • Выполнение наиболее ресурсоемких рабочих нагрузок ВФ=виртуальная функция VF означает "виртуальная 32 32

33. Усовершенствование динамической памяти Hyper-V • Динамическая память • Представлена в Windows Server 2008 R2 SP1 • Автоматически перераспределяет память между работающими ВМ • УсовершенствованиявWindows Server 2012 RC • Минимальный объем памяти • Технология Hyper-V smart paging • Перераспределение памяти • Настройка без перезапуска ВМ Виртуальная машина запускается с использованием интеллектуальной подкачки Hyper-V smart paging 33

34. Усовершенствование динамической памяти Hyper-V • Преимущества • Более высокая степень консолидации • Более высокая надежность операций Hyper-V • Увеличение максимальной памяти с минимальным простоем Высвобождение выгружаемой памяти после перезапуска виртуальной машины 34

35. Учет ресурсов в Hyper-V Определениепулов ресурсов Возможности Показатели Пул ресурсов Клиент 1 Интернет Пул ресурсов Клиент 2 Интернет • Средняя загрузка ЦП • Среднее потребление памяти • Минимальное потребление памяти • Максимальное потребление памяти • Максимальное объем выделенного дискового пространства • Входящий трафик • Исходящий трафик • Использование пулов ресурсов • Совместимость со всеми операциями Hyper-V • Независимость от переноса виртуальных машин • Использование ACL портов Учет ресурсов виртуальной машины Среда с двумя клиентами, построенная с помощью Hyper-V в Windows Server 2012 RC 35

36. Учет ресурсов в Hyper-V Преимущества учета ресурсов Базовая модель учета ресурсов • Простой механизм отслеживания использования виртуальных машин • Возможность агрегирования данных с нескольких виртуальных машин • Возможность создания решений для учета ресурсов и выставления счетов • Эффективный способ получения информации об использовании ресурсов Создание виртуальных машин Включение учета ресурсов для виртуальных машин Ожидание окончания расчетного периода Отчет об использовании ресурсов Выставление счетов клиентам Сброс данных об использовании ресурсов 36

37. NUMA, динамическая память, SR-IOV, учет ресурсов в Hyper-V Демонстрация

38. Новый формат виртуальных жестких дисков (VHDX) • Основные характеристики VHDX • Емкость хранения до 64 терабайт (ТБ) • Защита данных от повреждения в случае перебоев питания • Оптимальное выравнивание структуры для дисков с крупными секторами • Преимущества • Увеличенная емкость хранилища • Защита данных • Высокая производительность на дисках с крупными секторами Область данных (крупные и выравненные 1МБ размещения) (крупные и выравненные 1МБ размещения) Блоки пользовательских данных Таблица размещения блоков (BAT) Журнал намерений Блоки карт секторов Область метаданных (мелкие и невыравненные размещения) Пользовательские метаданные Область заголовка Таблица метаданных Заголовок Файловые метаданные 38

39. Поддержка технологии Offloaded Data Transfer (ODX) • ODX • Перенос данных между интеллектуальными СХД • На основе маркеров • Преимущества • Быстрое развертывание и миграция виртуальных машин • Быстрый перенос крупных файлов • Минимизация задержек • Максимальное использование пропускной способности массива • Снижение нагрузки на ЦП и сеть • Производительность не ограничена пропускной способностью сети или загруженностью сервера • Увеличение емкости и масштабируемости ЦОД • Автоматизация Маркер Разгрузка - чтение данных Разгрузка - запись данных Маркер Маркер Интеллектуальный массив хранения Фактическая передача данных Операция копирования с использованием маркеров 39

40. Функция Data Center Bridging (DCB) DCB объединяет трафик разных типов Принципы работы DCB • Сеть • Хранилище • Управление • Динамическая миграция (Live migration) • DCB функционирует как возможность сетевого адаптера • Этот механизм представляет собой аппаратное решение для управления сетевым трафиком • DCB классифицирует и распределяет сетевой трафик • Windows передает адаптеру инструкции по классификации трафика • Источником трафика не обязательно является сетевой стек Преимущества • Позволяет обеспечить качество обслуживания • Упрощает перераспределение для разных потоков трафика 40

41. Виртуальные адаптеры Virtual Fibre Channel • Доступ из виртуальной машины к SANс поддержкой Fibre Channel • Непосредственный доступ к SAN • Аппаратный путь ввода-вывода к стекувиртуального жесткого диска • Поддержка N_Port ID Virtualization (NPIV) • Подключение одного хоста Hyper-V к разным SAN • До четырех виртуальных адаптеров FibreChannel водной виртуальной машине • Функция Multipath I/O (MPIO) • Динамическая миграция (Live migration) Набор имен WWN А Набор имен WWN В Набор имен WWN А Динамическая миграция Динамическая миграция Динамическая миграция поддерживает возможность подключения к порту Fibre Channel 41

42. Поддержка 4КБ секторов Возможности • Повышенная производительность виртуальных жестких дисков на дисках 512e • Размещение виртуальных жестких дисков на дисках с 4КБсекторами Логический сектор Физический сектор 0 Физический сектор 1 Карта секторов Преимущества Первые 4 КБ полезных данных • Снижает влияние дисков формата 512e на стек виртуальных жестких дисков • Более быстрое выполнение задач 4КБ блок виртуального жесткого диска (синий) не совпадает с физической 4КБ границей 42

43. СлужбаQuality of Service (QoS) Относительное ограничение минимальной пропускной способности Жесткое ограничение минимальной пропускной способности • Возможности • Устанавливает минимальную пропускную способность • Назначает заданную пропускную способность для каждого типа трафика • Помогает обеспечить необходимое распределение ресурсов при перегрузке каналов связи • Может превышать квоту при отсутствии перегрузки • Два механизма • Усовершенствованный планировщик пакетов (программный) • Сетевой адаптер с поддержкой DCB (аппаратный) Нормальный приоритет Высокий приоритет Критический приоритет Бронзовый клиент Серебряный клиент Золотой клиент 100 МБ 200 МБ 500 МБ Расширяемый коммутатор Hyper-V Расширяемый коммутатор Hyper-V 1ГБ/с 1ГБ/с Превышение лимита пропускной способности Золотой клиент Золотой клиент Золотой клиент 500 МБ 500 МБ 500 МБ Расширяемый коммутатор Hyper-V Поддержка совместной работы для сетевой платы 1ГБ/с 1ГБ/с 43

44. Служба Quality of Service (QoS) • Преимущества минимального порога QoS • Требуется меньше дорогостоящих NIC • Более эффективное использование оборудования 10GbE • Преимущества для провайдеров • Управление производительностью в рамках SLA • Минимальное влияние или негативное воздействие в общей инфраструктуре • Преимущества для предприятий • Прогнозируемая производительность приложений • Стимулирование использования виртуализации Фактическое использование полосы пропускания каждой службой Потребность в полосе пропускания (Гбит/с) Резерви-рование Служба Виртуальная машина Хранилище Динамическая миграция Cluster Shared Volume Если полоса пропускания доступна, каждая служба использует сколько нужно Если соединение перегружено, каждая служба использует полосу в соответствии с заданным разделением Когда полоса пропус-канияснова становит-сядоступна, каждая служба использует сколько нужно 44

45. Виртуальные адаптеры Virtual Fibre Channel.Служба Quality of Service (QoS) Демонстрация

46. Высокий уровень доступности Инкрементное резервное копирование Hyper-V Replica NIC Teaming УсовершенствованнаякластеризацияHyper-V Повышение устойчивости к сбоям в ЦОДи клиентских системах 46

47. Инкрементное резервное копирование • Для виртуальных машин • Позволяет выполнять инкрементное резервное копирование виртуальных дисков • Поддерживает службу теневого копирования томов (VSS) • Создает резервные копии среды Hyper-V • Не требует наличия агента резервного копирования внутри виртуальных машин • Преимущества • Экономия полосы пропускания сети • Сокращение размера резервных копий • Экономия дискового пространства • Снижение расходов на резервное копирование 47

48. Hyper-V Replica Первичный сайт Сайт репликации • Новая возможность • Реплицирует ВМ из основного в резервный сайт • Преимущества • Доступное решение для обеспечения непрерывности бизнеса и аварийного восстановления • Восстановление после сбоев в течение нескольких минут • Безопасная репликация по сети • Не требуются СХД • Не требуются другие технологии программной репликации • Поддержка live migration • Простая конфигурация и управление Репликация через WAN Общий файловый ресурс SMB Роли и инструменты Hyper-V Роли и инструменты Hyper-V Интегрированный пользовательский интерфейс PSHyper-V Интегрированный пользовательский интерфейс PSHyper-V Командлеты Hyper-V Командлеты Hyper-V Прием-передача трафика репликации Модуль управления Hyper-V принимает и применяет изменения для реплицированной виртуальной машины Модуль управления Hyper-V отслеживает и реплицирует изменения для каждой виртуальной машины VM = виртуальная машина CRM = управление отношениями с клиентами IIS = службы IIS SMB = протокол SMB SAN = сеть хранения данных (SAN) P = первичный R = Replica=реплика 48

49. Hyper-VReplica Демонстрация

50. NIC Teaming Что такое NIC Teaming Преимущества • Несколько параллельных сетевых подключений • Повышение пропускной способности • Обеспечение избыточности в случае сбоя связи • Более высокая устойчивость к сбоям в сети • Повышенная пропускная способность NIC Teamingв среде Hyper-V Управление • Использование виртуальных сетевых адаптеров • Подключение к нескольким виртуальным коммутаторам • Сохранение подключения даже при отключении одного из коммутаторов • До 32 сетевых адаптеров в группе • Пример: SR-IOV • Windows PowerShell • Server Manager 50