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Virtualisation Les conteneurs – OpenVZ

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Virtualisation Les conteneurs – OpenVZ. Etat des lieux. En 2008 et pour la première fois, le nombre de machines virtuelles installées sur des serveur X86 a dépassé le nombre de serveurs physiques vendus au cours de l\'année (IDC). La virtualisation - Rappels.

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virtualisation les conteneurs openvz
Virtualisation

Les conteneurs – OpenVZ

etat des lieux
Etat des lieux
  • En 2008 et pour la première fois, le nombre de machines virtuelles installées sur des serveur X86 a dépassé le nombre de serveurs physiques vendus au cours de l\'année (IDC)
la virtualisation rappels
La virtualisation - Rappels
  • Les différentes solutions de virtualisation
    • Les machines virtuelles (Vmware, VirtualBox, …)
    • Les hyperviseurs ou la para-virtualisation (Xen, HyperV
    • Les conteneurs ou isolateurs (Zones Solaris, OpenVZ, LXC...)
historique
Historique
  • La virtualisation est assez ancienne (année 60 – IBM) mais elle est l\'objet d\'un regain d\'intérêt depuis quelque temps
  • Elle rencontre un plein succès depuis la montée en puissance des processeurs X86 et la mise sur le marché de la virtualisation matérielle
les raisons du succ s
Les raisons du succès
  • Nécessité de limiter les coûts
  • Préoccupations écologiques
  • Meilleure efficacité (de 5% à 60% de tx d\'utilisation) – Jusqu\'à 20 MV sur un serveur physique
  • Déploiements et exploitation simplifiés
  • Grande souplesse d\'utilisation
  • Environnement de test faciles à mettre en oeuvre
  • Sauvegarde d\'applications anciennes
virtualisation et cloud computing
Virtualisation et cloud computing
  • Le Cloud Computing utilise la virtualisation
    • Amazon EC2 utilise XEN
    • OpenNebula (KVM, XEN, VmWare)
    • Eucalyptus (XEN)
virtualisation des postes de travail
Virtualisation des postes de travail
  • La virtualisation commence à prendre en compte les postes de travail.
  • Utilisation de virtualisation et de protocoles de bureau distants : ICA, RDP et NX
  • SPICE protocole similaire aux précédents et utilisant la puissance du GPU du poste de travail pour libérer le CPU
les machines virtuelles
Les machines virtuelles
  • Isolation « parfaite »
  • La machine guest ignore tout de la machine qui héberge : on utilise pour le guest un OS standard
  • Entre 20 et 30 % de déperdition
  • Exemple : Vmware, VirtualBox
la para virtualisation
La para-virtualisation
  • La machine guest est adaptée pour obtenir un fonctionnement efficace
  • Ou utilisation de des extension matérielles pour les processeurs
  • Bonnes performances
  • Exemple : XEN , HyperV
vmware 1
VMWARE – 1
  • Le plus plus ancien acteur : la référence
  • Gamme Poste de travail
    • VMWARE Player - gratuit
    • VMWARE Workstation - payant
  • Gamme Serveur
    • VMWARE ESX 4.0 - 64 bits
    • et ESXI (gratuit) – solutions « bare-metal » =
    • Server – s\'installe sur un OS
vmware 2
VMWARE – 2
  • Utilise la virtualisation classique mais prend en compte également les extensions matérielles AMD et Intel
  • Solution de migration à chaud (vmotion)
  • Solution mature et offre complète
  • Cout élevé
  • Grand choix de machines virtuelles prêtes à l\'emploi
citrix xen
Citrix/Xen
  • Utilise la paravirtualisation
  • Prend en compte les extensions matérielles de virtualisation Intel et AMD
  • Bonnes performances
  • XenServer 5.6
  • Notion de Dom0 : le domaine Hôte
  • Et de DomU : les domaines utilisateurs ou Guest (Linux ou Windows)
microsoft
Microsoft
  • HyperV 2.0
  • Intégrée à Windows 2008 Server R2
  • Utilise la virtualisation matérielle Intel et AMD
  • 1 seul CPU virtuel par VM Linux
  • Migration à chaud entre machines d\'un même cluster
virtualbox 1
VirtualBox - 1-
  • Racheté par Sun puis par Oracle
  • Fonctionne sur Windows, Linux et MAC/OS
  • Pas encore aussi mature que les autres solutions au niveau serveur mais globalement efficace au niveau du poste de travail
  • Gratuit
  • Compatible avec les format de machines virtuelles Vmware
virtualbox 2
VirtualBox – 2 -
  • Gère les snapshots imbriqués
  • Guest : peut disposer de 32 processeurs
  • Migration à chaud des machines virtuelles
  • Support USB, ACPI
  • Accès distant avec le protocole VRDP
les outils bare metal
Les outils bare-metal
  • À l\'origine les outils de virtualisation s\'installaient sur une machine déjà équipée d\'un OS
  • La plupart de solutions actuelles sont maintenant des solutions « bare-metal » qui comportent un OS minimal et s\'installent très rapidement (15min) au prix d\'un reformattage du disque
les provisionning
Les « provisionning »
  • La facilité d\'utilisation de la virtualisation et les besoins croissants en la matière ont pour effet de multiplier le nombre d\'instances de machines virtuelles
  • La phase d\'installation a été industrialisée et les outils de provisionning permettent maintenant d\'installer des machines virtuelles très rapidement en utilisant des images ISO sur disques, DHCP/PXE et/ou des modèles génériques
la gestion des machines virtuelles
La gestion des machines virtuelles
  • Des librairies comme libvirt permettent de gérer les machines virtuelles (Vmware ESX, KVM, OpenVZ, Xen, VirtualBox, …) de facon homogène y compris le stockage SAN, ISCSI, NFS, FC, LVM
migration et p2v
Migration et p2v
  • De nombreux éditeurs ont également mis en oeuvre des outils de migration Physical to Virtual (p2v), qui permettent de convertir une machine physique en machine virtuelle
  • Vmware P2V Assistant
  • Outils Xen
images et sauvegarde
Images et sauvegarde
  • La sauvegarde des images est bien sûr un problème fondamental
  • Nécessité de faire des snapshots pour faire des sauvegardes image à chaud
  • Attention au volumes (Liens Giga ou SAN)
les conteneurs
Les conteneurs
  • Permettent d\'exécuter plusieurs instances d\'un système d\'exploitation (Unix la plupart de temps) appelées VPS (Virtal Private Server), VE (Virtual Environnment), conteneur ou isolateur
  • Appelés encore isolateurs
  • Quelques offres :
    • Linux Vserver
    • Zone Solaris
    • BSD Jails
    • OpenVZ
    • LXC
les conteneurs 2
Les conteneurs - 2
  • Très performant
  • Très bonne scalability (capacité à monter en charge)
  • Gestion dynamique de ressources
  • Très haute densité
  • Administration facile
  • Un seul noyau
openvz
OpenVZ
  • base de Virtuozzo : produit propriétaire vendu par SWsoft
  • Licence GPL V2
  • OpenVZ comprend le noyau Linux et un jeu de commandes utilisateurs.
openvz1
OpenVZ
  • Migration à chaud des VE
  • Utilisable avec toutes les distribution
  • Utilise le système de fichier natif du HN (Hardware Node ou Hôte)
  • Un seul noyau : celui du HN
  • Paquetages noyau et outils pour
    • Ubuntu Hardy, Debian, Centos, Redhat, Fedora, OpenSuse, ...
openvz les points forts
OpenVZ - les points forts
  • Installation d\'une machine virtuelle très simple à partir de templates et très rapide (1 mn)
  • Démarrage très rapide d\'une MV (qq. sec)
  • Gestion optimale des ressources (mémoire et espace disque) => 120 VE avec Apache dans 768 Mo
  • Overhead très réduit : de 1 à 2 %
  • Très forte densité
  • Adapté aux besoins des hébergeurs
openvz les limites
OpenVZ – les limites
  • Pas de montage de périphériques
  • Isolation relativement limitée
  • Utilisable avec Linux/Unix uniquement : les VE doivent doivent disposer d\'un noyau compatible avec celui du HN => offre limitée
  • Noyau patché nécessaire pour le HN (Hardware node)
  • Configuration réseau parfois complexe
openvz gestion des ressources
OpenVZ – Gestion des ressources
  • OpenVZ permet de gérer les ressources :
    • Processeur : utilisation des CPUunit et des Userbean counter permettant d\'affecter du temps processeur
    • Mémoire
    • Disque : quota définis sur le HN et quota dans le VE
openvz les templates
OpenVZ – les templates
  • permettent d\'installer rapidement un VE
  • Archives tar.gz de 40 à 250 Mo de l\'architecture du VE
  • Peuvent être récupérées sur le site OpenVZ (Ubuntu Hardy, Debian Etch, Centos 4 et 5, Suse, Fedora, ...)
  • Peuvent être adaptées (debbootstap debian)

debootstrap --arch i386 etch /var/lib/vz/private/101 http://debian.osuosl.org/debian/

les interfaces r seau
Les interfaces réseau
  • 2 types d\'interface
    • Venet : la plus simple, la plus sécurisée et la plus rapide mais ne dispose pas d\'adresse MAC et ne recoit pas les broadcast – la configuration est stockée hors du SF de la machine
    • Veth : bridgeable - -gère les broadcast - plus complexe – modifiable par le VE - à utiliser pour un serveur DHCP ou un serveur Samba
installation
Installation
  • Il faut un noyau compatible openvz et les outils
  • Pour Ubuntu :

apt-get install linux-openvz vzctl

  • Pour Debian

ajouter les dépots openvz

installer le noyau et les outils

cr ation d un ve
Création d\'un VE
  • Création de la machinevirtuelle 101 à partir d\'une template téléchargée

# vzctl create 101 --ostemplate ubuntu-8.04-i386-minimal

  • affectationnom et adresseIP

# vzctl set 101 --ipadd 192.168.0.1 --hostname monVE --save

  • lancement

# vzctl start 101

utilisation d un ve
Utilisation d\'un VE
  • Lancement d\'une commande

# vzctl exec 101 ps axf

  • affectation mot de passe

# vzctl set 101 --userpasswd guest:secret --save

  • ouverture de session SSH

# ssh [email protected]

  • ou encore modeconsole

# vzctl enter 101

arr t suppression d un ve
Arrêt – suppression d\'un VE
  • Arrêt VE
  • # vzctl stop 101
  • Effacement VE

# vzctl destroy 101

autres commandes
Autres commandes
  • Remarques : la configuration réseau du VE se fait depuis le host sans intervenir sur les fichiers du VE (/etc/hosts, ...)
  • vzcalc, vzdqcheck, vzlist, vznetcfg, vzsplit
  • vzcfgvalidate, vzdqdump, vzmemcheck, vzpid, vztop
  • vzcpucheck, vzdqload, vzmigrate, vzps
  • vzctl, vzdump, vznetaddbr, vzquota
elements de configuration
Elements de configuration
  • Les fichiers d\'un VE se trouvent dans /var/lib/vz/VEID
    • private : pour les fichiers de la machine virtuelle
    • Le fichier de configuration se trouve dans /etc/vz/conf/VEID.conf
liens
Liens
  • La documentation est abondante
  • http://wiki.openvz.org
  • http://www.libresys.fr
conclusion
Conclusion
  • Produit très efficace
    • Installation rapide et simple des VE
    • Très bonnes performances
  • Stable
  • Bonne documentation
  • Des templates standard existent sur le site openvz
proxmox ve
Proxmox VE
  • Proxmox Virtual Environnment
  • Solution de virtualisation « bare-metal »
  • Permet à partir d\'un CD de mettre en place une solution de virtualisation open-source en quelques minutes
  • Licence GPL V2
  • Basé sur Debian Etch 64 bits avec noyau 2.6.24 => processeurs 64 bits récents avec virtualisation hardware – image ISO 300 Mo
  • Écrase le disque !!
proxmox ve suite
Proxmox VE – suite
  • Propose la virtualisation avec les conteneurs OpenvzetKVM
  • Interface web simple et efficace
  • Console VNC/Java pour la virtualisation KVM
  • Gestion de clusters Proxmox
  • Sauvegarde et migration à chaud de machines virtuelles
  • L\'interface web ne gère qu\'une interface
  • Version 1.6 : gère le stockage ISCSI, LUN et NFS
slide40
LXC
  • Linux Containers
  • Même principe de fonctionnement que OpenVZ
  • S\'intègre de facon plus naturelle qu\'OpenVZ dans le kernel : ensemble de patch plus limités
  • Maturité encore imparfaite
  • Choisie par Ubuntu pour remplacer OpenVZ
linux kvm 1
Linux KVM - 1
  • basé sur QEMU (F. Belliard)
    • Très utilisé dans l\'industrie (kqemu)
  • Module KVM permettant d\'utiliser la virtualisation matérielle
  • Nécessite les extension matérielles Intel VT et AMD SVM des processeurs 64 bits
  • KVM partie intégrante du noyau Linux depuis le 2.6.20
  • Société Qumranet rachetée par RedHat
  • Produit encore jeune mais avec en fort développement
linux kvm 2
Linux KVM – 2
  • Bonnes performances
  • Licence GPL V2
  • Module kvm très simple (qq milliers de lignes) et peu intrusif pour le noyau => choix naturel pour la virtualisation
  • Permet la paravirtualisation avec virtio depuis le noyau 2.6.25 => très bonnes performances E/S et réseau : utilisation de pilotes spécifiques (y compris pour Windows)
linux kvm 3
Linux KVM – 3
  • Fonctionne avec Windows, Linux, BSD, Solaris, ...
  • Mis en oeuvre dans RedHat Enterprise Linux 5,4
  • RedHat a mis à disposition des pilotes virtuels pour Windows
  • KSM : Kernel Sharable Memory – fusion de pages mémoire identiques => baisse de l\'occupation mémoire
  • En cours de développement :
    • virtualisation imbriquée
    • branchement d\'interfaces réseau à chaud
kvm installation
KVM – Installation
  • Le support de la virtualisation doit être activé dans le BIOS
  • Installation des paquetages kvm et qemu
  • Activation module kvm :

modprobe kvm-amd ou kvm-intel

  • Création fichier image

qemu-img create fichier_image.img -f qcow2 6G

  • Installation système

kvm -m 256 -cdrom /dev/cdrom -boot d fichier_image.img

kvm utilisation
KVM - utilisation
  • Démarrage

kvm -m 256 fichier_image.img

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