在IT技術(shù)快速發(fā)展的今天，虛擬化技術(shù)日趨成熟，由于其在資金節(jié)省和IT效率提高上的優(yōu)勢(shì)日益明顯，越來(lái)越多的企業(yè)也開(kāi)始部署虛擬化平臺(tái)。鑒于IBM Power平臺(tái)杰出的穩(wěn)定性和運(yùn)算性能，所以越來(lái)越多的重要應(yīng)用已經(jīng)遷移到Power平臺(tái)上運(yùn)行，為用戶提供可靠的服務(wù)。為了提高業(yè)務(wù)的連續(xù)性，防止由于物理Power停機(jī)維護(hù)，硬件更換帶來(lái)的停機(jī)窗口，本文將針對(duì)IBM PowerVM環(huán)境中的Lpar進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移進(jìn)行講解，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的連續(xù)性和避免停機(jī)窗口對(duì)業(yè)務(wù)的影響。本文介紹如何配置動(dòng)態(tài)分區(qū)遷移(LPM)并對(duì)其進(jìn)行故障診斷。還簡(jiǎn)要解釋了一些 LPM 基礎(chǔ)概念。主要有以下幾個(gè)主要內(nèi)容。
·簡(jiǎn)介
· LPM的規(guī)劃
· LPM環(huán)境的部署
· LPM的配置
· LPM的測(cè)試
一、簡(jiǎn)介
1、背景介紹
由于虛擬化在資金節(jié)省和IT效率提高上的優(yōu)勢(shì)日益明顯，越來(lái)越多的企業(yè)也開(kāi)始部署虛擬化平臺(tái)，并將大部分業(yè)務(wù)遷移到虛擬化的平臺(tái)。通過(guò)虛擬化技術(shù)提供的各種高級(jí)特性，如動(dòng)態(tài)遷移、快速部署、資源動(dòng)態(tài)遷移等功能保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。針對(duì)這樣的發(fā)展趨勢(shì)，項(xiàng)目采用IBM領(lǐng)先的虛擬化技術(shù)PowerVM實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化，并運(yùn)用最新的PowerVM特性之一--Live Partition Mobility，在機(jī)器硬件需要升級(jí)和維護(hù)的時(shí)候，來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的連續(xù)性運(yùn)行，保持較高的SLA (Service Level Agreement)。
2、LPM介紹
LPM是 IBM 基于 POWER6 技術(shù)提供的新特性，它特指將運(yùn)行 AIX 或 Linux 操作系統(tǒng)的邏輯分區(qū)從一臺(tái)物理系統(tǒng)遷移到另外一臺(tái)完全不同的物理系統(tǒng)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序不受任何破壞，對(duì)外提供的服務(wù)也不受任何影響。
動(dòng)態(tài)分區(qū)遷移(Live Partition Mobility，以下簡(jiǎn)稱 LPM)給予管理員更加靈活的控制職能，當(dāng)邏輯分區(qū)所在的系統(tǒng)需要進(jìn)行硬件升級(jí)或者維護(hù)的時(shí)候，又不想因?yàn)榫S護(hù)而將服務(wù)停止，就可以利用LPM功能將它先遷移到另一臺(tái)物理系統(tǒng)上，待升級(jí)或維護(hù)完成后，再將邏輯分區(qū)遷移回來(lái)。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，邏輯分區(qū)上的工作量可能會(huì)越來(lái)越大，這時(shí)可以利用 LPM功能將邏輯分區(qū)遷移到資源更多的物理系統(tǒng)上，以提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，達(dá)到一個(gè)負(fù)載均衡的目的。
3、LPM的術(shù)語(yǔ)和原理
要應(yīng)用和配置LPM特性就必須先了解一下LPM中所涉及的常用術(shù)語(yǔ)和遷移原理。
▲圖1-1 LPM 工作原理
理解LPM的工作原理對(duì)于成功的規(guī)劃和部署Lpar遷移至關(guān)重要。其工作原理如圖1-1所示：
1、分區(qū)配置文件(此時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài))從源復(fù)制到目標(biāo) FSP。
2、配置目標(biāo)上的存儲(chǔ)器。
3、移動(dòng)程序服務(wù)分區(qū)(Mover Service Partition，MSP)被激活。
4、分區(qū)遷移開(kāi)始。
A 大部分內(nèi)存頁(yè)面被移動(dòng)。
B .所有線程轉(zhuǎn)為閑置狀態(tài)。
5、激活過(guò)程在目標(biāo)上恢復(fù)。
A 最后的內(nèi)存頁(yè)面被移動(dòng)。
B 清理存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)流量。
6、取消源上的存儲(chǔ)器資源配置。
7、從源 FSP(Flexible Service Processor)移除分區(qū)配置文件。
完成上述步驟之后，原來(lái)的主機(jī)資源將被順利移動(dòng)到目標(biāo)主機(jī)繼續(xù)提供服務(wù)。
4、名詞解釋
活動(dòng)分區(qū)(Mobile Partition)：被遷移的邏輯分區(qū)。
源系統(tǒng)(Source System)：活動(dòng)分區(qū)原來(lái)所在的系統(tǒng)。
目標(biāo)系統(tǒng)(Target System)：活動(dòng)分區(qū)將要被遷移到的系統(tǒng)。
VIOS(Virtual I/O Server)：即虛擬 I/O 服務(wù)器。是一個(gè)安裝了特殊定制的 AIX 操作系統(tǒng)的邏輯分區(qū)。它可以將各種物理資源轉(zhuǎn)化為虛擬資源，從而使得各個(gè)邏輯分區(qū)通過(guò) VIOS 來(lái)共享這些物理資源。
HMC(Hardware Management Console)：即硬件管理平臺(tái)。用來(lái)管理一臺(tái)或多臺(tái)系統(tǒng)的平臺(tái)，它有自己獨(dú)立的硬件。用戶可以通過(guò) HMC 的可視化界面或命令行對(duì)邏輯分區(qū)和系統(tǒng)等進(jìn)行一系列的管理工作。
FSP(Flexible Service Processor)：Power 服務(wù)器中用來(lái)管理主機(jī)硬件的板卡，系統(tǒng)插電后 FSP 即開(kāi)始工作。該板上有插口用于將系統(tǒng)連接到 HMC 網(wǎng)絡(luò)。可以通過(guò) ASMI(Advanced System Management Interface)控制 FSP 進(jìn)而執(zhí)行電源重啟、查看系統(tǒng)信息等操作。
MSP(Mover Service Partition)：即移動(dòng)服務(wù)分區(qū)。VIOS 的一個(gè)系統(tǒng)設(shè)置，由它控制是否允許遷移邏輯分區(qū)的狀態(tài)。
RMC(Resource Monitor and Control)：RMC 是一個(gè)分布式的框架和體系結(jié)構(gòu)，它允許 HMC 和被管理的邏輯分區(qū)進(jìn)行通訊
5、LPM的分類
標(biāo)準(zhǔn)的 LPM 過(guò)程是由驗(yàn)證操作和遷移操作兩部分組成的。即：
驗(yàn)證操作(Validation)：驗(yàn)證是進(jìn)行 LPM 之前可選的一步操作，它可以幫助用戶檢查環(huán)境是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。驗(yàn)證操作提供的錯(cuò)誤信息和警告信息可以幫助用戶及時(shí)修正錯(cuò)誤，以保證遷移過(guò)程的順利進(jìn)行。
遷移操作(Migration)：由 HMC 或 IVM 提供的功能。使用遷移操作，可以完成活動(dòng)分區(qū)從源系統(tǒng)到目標(biāo)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分區(qū)遷移。
LPM 按照邏輯分區(qū)的情況分為下面兩種類型的遷移：
非活動(dòng)遷移(Inactive Migration)：被遷移的邏輯分區(qū)是斷電的。在參考資料中稱為非活動(dòng)遷移
活動(dòng)遷移(Active Migration)：被遷移的邏輯分區(qū)是不斷電的，且一直對(duì)外提供服務(wù)。在遷移過(guò)程中邏輯分區(qū)能繼續(xù)提供服務(wù)，不會(huì)影響用戶行為。在參考資源中稱為活動(dòng)遷移
LPM 按照系統(tǒng)的管理方式分為下面兩種類型的遷移：
HMC 之間的動(dòng)態(tài)分區(qū)遷移：邏輯分區(qū)使用 HMC 管理的 LPM。
IVM 之間的動(dòng)態(tài)分區(qū)遷移：邏輯分區(qū)使用 IVM 管理的 LPM。
二、LPM的規(guī)劃
在文章所描述的架構(gòu)設(shè)計(jì)中，兩個(gè)Power主機(jī)分別規(guī)劃出兩個(gè)分區(qū)，一個(gè)用于VIOS，一個(gè)用于數(shù)據(jù)庫(kù)安裝。兩個(gè)VIOS共享一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，并將共享區(qū)域劃分給相關(guān)的Lpar使用。通過(guò)HMC操作實(shí)現(xiàn)Lpar的動(dòng)態(tài)遷移。
所有硬件均采用IBM Power 740+服務(wù)器、V7000存儲(chǔ)設(shè)備和HMC。
1、硬件列表
2、部署架構(gòu)圖
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三、LPM環(huán)境的部署
1、LPM的先決條件
主要準(zhǔn)備過(guò)程包括以下若干方面：
○ 源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)的 FSP 的設(shè)置。具體包括：
(1)Power VM 企業(yè)版代碼已被激活
(2)邏輯內(nèi)存塊的大小相同
○ 管理源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)的 HMC 或 IVM 滿足如下要求：
(1)HMC的硬件支持LPM功能
(2)HMC和IVM 的操作系統(tǒng)版本支持LPM功能
(3)遠(yuǎn)程的HMC和IVM 之間已建立密鑰認(rèn)證(如果主機(jī)位于不通的HMC或者IVM中)
○ 源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)置。具體包括：
(1)源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)使用Power 6或者更高版本的硬件
(2)源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)的管理方式相同，即都使用HMC或都使用IVM進(jìn)行管理
(3)源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)的Firmware版本支持LPM功能
(4)目標(biāo)系統(tǒng)上有足夠閑置的內(nèi)存和處理器用來(lái)支持LPM功能
○ 源VIOS和目標(biāo)VIOS滿足如下要求：
(1)VIOS的版本支持 LPM 功能
(2)啟用 MSP 功能(冷遷移無(wú)此要求)
(3)時(shí)鐘同步(冷遷移無(wú)此要求)
○ 活動(dòng)分區(qū)滿足如下要求：
(1)運(yùn)行的操作系統(tǒng)支持LPM功能
(2)RMC連接已建立(冷遷移無(wú)此要求)
(3)關(guān)閉冗余錯(cuò)誤路徑報(bào)告功能
(4)虛擬串行適配器(Virtual Serial Adapter)不得多于 2 個(gè)，即只能通過(guò) HMC 或 IVM 取得對(duì)活動(dòng)分區(qū)的虛擬終端連接
(5)不能使用大頁(yè)內(nèi)存(Huge Page)
(6)不能使用物理或?qū)俚?I/O 設(shè)備(冷遷移無(wú)此要求)
○ 外部存儲(chǔ)滿足如下條件：
(1)源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)連接相同的 SAN 存儲(chǔ)
(2)將整塊的 SAN 存儲(chǔ)以虛擬磁盤的形式分配給活動(dòng)分區(qū)
(3)SAN 邏輯單元的 reserve_policy 屬性置為 no_reserve
(4)目標(biāo)系統(tǒng)上有足夠的虛擬插槽(Virtual Slot)
○ 網(wǎng)絡(luò)配置滿足 :
(1)源 VIOS 和目標(biāo) VIOS 配置共享以太網(wǎng)適配器
(2)活動(dòng)分區(qū)使用虛擬網(wǎng)卡
2、劃分Lpar
所有的服務(wù)都是通過(guò)Lpar的方式提供。這樣可以充分利用Power VM虛擬化的優(yōu)勢(shì)和特有功能來(lái)按需分配和提供所需的性能和計(jì)算能力。CPU和內(nèi)存方面不用過(guò)多的設(shè)置，按照0.8和8G的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)HMC按照下表標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建一個(gè)Lpar。
Lpar的具體創(chuàng)建方法可以參考IBM 紅皮書(www.redbooks.ibm.com)。
▲表4：LPAR配置表
3、劃分存儲(chǔ)
由于LPM要求所有的盤必須從共享的存儲(chǔ)上供給才能實(shí)現(xiàn)遷移。所以本次試驗(yàn)，將啟動(dòng)盤和數(shù)據(jù)盤均放在共享存儲(chǔ)上。通過(guò)V7000提供的控制界面，劃分兩個(gè)LUN作為啟動(dòng)盤和數(shù)據(jù)盤分別映射給兩個(gè)不同的VIO。
▲圖3-1 劃分共享存儲(chǔ)
四、LPM的配置
1、配置VIOS
通過(guò)VIOS發(fā)現(xiàn)之前劃分的存儲(chǔ)，可以通過(guò)oem_setup_env下的cfgmgr來(lái)發(fā)現(xiàn)。此命令分別在不同的VIOS上執(zhí)行。
▲圖4-1發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)
從上圖可以看出，hdisk5和hdisk6就是我們之前所劃分的兩塊存儲(chǔ)。其中hdisk5為啟動(dòng)盤，hdisk6為數(shù)據(jù)盤。為了可以在多個(gè)VIOS中共享存儲(chǔ)，需要提前改變hdisk的屬性為reserve_policy=no_reserve。
▲圖4-2 變更磁盤屬性
為了實(shí)現(xiàn)遷移，我們需要將各個(gè)VIOS的 MSP(Mover Service Partition)功能啟用。當(dāng)然如果是冷遷移的話，是可以不啟用的。
▲圖4-3 激活MSP功能
如果想讓Lpar識(shí)別到之前劃分的存儲(chǔ)，需要在VIO中做相關(guān)mapping。進(jìn)入其中一個(gè)VIO服務(wù)器，進(jìn)入到配置模式(oem_setup_env)。通過(guò)如下命令，將hdisk5和hdisk6分別映射到vhost0和vhost15，作為lpar的系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)盤。
▲圖4-4 映射磁盤
2、配置Lpar
選擇上述VIO所對(duì)應(yīng)的lpar，添加兩個(gè)Client SCSI適配器如圖4-5所示。通過(guò)這兩個(gè)vscsi來(lái)連接VIO中剛分配的兩塊磁盤，分別作為啟動(dòng)盤和數(shù)據(jù)盤使用。通過(guò)HMC勾選預(yù)添加的Lpar ，選擇manage profiles，點(diǎn)擊virtual adapters，添加client scsi31和51。
▲圖4-5 添加虛擬適配器
對(duì)于目標(biāo)VIO只需要在Lpar和VIO中劃分相關(guān)的vSCSI，用于連接兩塊磁盤，此處添加為client scsi 43和63。至于mapping關(guān)系將由遷移動(dòng)作完成。
▲圖4-6 添加虛擬適配器
部署操作系統(tǒng)和應(yīng)用到VIO1的兩塊硬盤，詳細(xì)步驟可以參考IBM的官方文檔。(地址詳見(jiàn)參考資料)。
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五、LPM的測(cè)試
1、驗(yàn)證遷移過(guò)程
進(jìn)行 LPM 之前，需要驗(yàn)證源和目標(biāo)兩端的資源可用性。如果驗(yàn)證由于某種錯(cuò)誤而失敗，則
需要修復(fù)錯(cuò)誤才能繼續(xù)下一步，否則可能會(huì)影響后面的遷移過(guò)程。
▲圖5-1 驗(yàn)證遷移
驗(yàn)證屏幕(如圖 5-1 所示)顯示，依次執(zhí)行勾選Lpar，選擇Operations---Mobility---Validate以便從一個(gè)主機(jī)遷移到另一個(gè)物理主機(jī) 。
在如下的遷移窗口需要確認(rèn)源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)，如果是跨HMC的，需要額外指定HMC信息。
▲圖5-2 填寫目標(biāo)主機(jī)
此時(shí)系統(tǒng)將進(jìn)行遷移前的驗(yàn)證工作，如果沒(méi)有錯(cuò)誤發(fā)生，就可以執(zhí)行實(shí)際的遷移工作。
2、遷移
在HMC中選擇預(yù)遷移的lpar，依次選擇Operations---Mobility--Migrate，如下圖所示
▲圖5-3 執(zhí)行遷移
如無(wú)錯(cuò)誤，將顯示5-4的遷移過(guò)程，此時(shí)需要做的就是默默的等待。在此過(guò)程中，業(yè)務(wù)連續(xù)性不會(huì)被破壞，不會(huì)終止用戶的訪問(wèn)，如圖5-4所示。
▲圖5-4 Ping操作
▲圖5-5 遷移過(guò)程
六、總結(jié)
本文介紹了如何通過(guò)IBM Power VM中提供的高級(jí)功能LPM實(shí)現(xiàn)活動(dòng)分區(qū)的動(dòng)態(tài)遷移的方法和原理。
通過(guò)LPM的建立和實(shí)施，可以降低硬件維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的無(wú)縫遷移。特別指出一點(diǎn)，LPM 并不是一個(gè)高可用性或?yàn)?zāi)難恢復(fù)解決方案。其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是在預(yù)定的維護(hù)活動(dòng)期間保持應(yīng)用程序狀態(tài)良好且正常運(yùn)行。
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