解析IBM虚拟化技术原理 探索测试快速化道路(1)

解析IBM虚拟化技术原理 探索测试快速化道路(1)

本文描述在实施项目中运用IBM虚拟化技术搭建测试环境，实现快速测试化，并解析IBM虚拟化技术原理。同时针对软件测试行业的特点，从最大限度地利用IT软硬件的有限资源，对快软件测速测试方面进行探讨，为信息系统部署速度、消除臆测和提高测试效率。

近日，由中国软件评测中心实施项目关于在IBM 750小型机部署的Oracle的集群模式。按计划部署三套集群环境，分别是AIX6.1操作系统下的Oracle 10g、Oracle 11g集群模式和AIX7.1操作系统下的Oracle 11g集群模式，需要6套AIX操作系统。由于资源有限，只有一台IBM 750小型机，所以采用IBM的PowerVM虚拟化技术，虚拟出6台模拟服务器，进行资源的搭建。本文结合在中国评测的实际项目，详细介绍了实现IBM 750小型机虚拟化技术过程，具体如下：

1虚拟化技术PowerVM

服务器虚拟化允许将一个物理服务器分成多个安全的虚拟服务器，可帮助降低硬件购买成本和管理成本。本次实施采用PowerVM虚拟化技术，这种技术关键特性包括动态逻辑分区、微分区(Micro-partition)、内存及I/O虚拟化(Virtual I/O Server)、工作负载分区(Workload Partition)、 POWER6动态分区迁移(Live Partition Mobility)等。通过IBM HMC小型机硬件管理终端进行分配管理。

1.1 工作负载分区

PowerVM技术可以指出一种虚拟化功能是“工作负载分区(WPAR)”。WPAR 可将工作负载整合到单一AIX操作系统上，不同WPAR运行的工作负载之间相互隔离。对于所承载的应用程序来说，每个工作负载分区都是一个安全的、隔离的环境。

1.2 POWER系统管理程序(Hypervisor)：

控制分配物理处理器可以把资源分配给每个共享的处理器分区。在这种情况下，一个共享处理器缓冲池包含多个物理处理器共享分配在多个分区。

1.3 虚拟I/O服务器(VIOS)

PowerVM技术可以提供虚拟I/O服务器(VIOS) 。虚拟I/O服务器(VIOS)是PowerVM特定用途的一个分区，用来为分区提供虚拟I/O资源。VIOS拥有与分区共享的资源。分配给VIOS分区的物理适配器可由一个或多个其他分区共享。由于每个分区不再需要专用网络适配器、磁盘适配器和磁盘驱动器，以及磁带适配器和磁带驱动器，因此VIOS可以降低成本。利用VIOS，可以轻松创建分区用于测试、开发或生产。PowerVM还可以在同一个系统上支持专用I/O和VIOS 。因此，一个单一系统的某些分区可以配置VIOS托管的I/O，而其他分区可以配置专用I/O设备。

如图1-PowerVM框架示意图所示：

图 1 PowerVM框架示意图-资料来源于中国评测

1.4 测试环境：

本次实施测试的环境是一台IBM 750 Power System服务器，应用HMC小型机硬件管理终端，对Power System服务器上的分区进行配置和日常管理。

请根据图2测试机器参数数据示意图如下：

 

图 2 测试机器参数示意图-资料来源于中国评测

1.5内存虚拟化

PowerVM具有活动内存共享(功能Active Memory Sharing)，可根据需要在分区之间进行动态分配，可以优化存储池的整体物理内存的使用情况。除了共享内存外，PowerVM还可以支持分配专用内存，使同一系统可同时具备共享内存的分区和采用专用内存的分区。

1.6 CPU虚拟化

PowerVM支持的动态逻辑分区(LPAR)功能，并允许每个单独的分区可以作为一个完全独立的AIX操作环境，每个逻辑分区就相当于一个独立的服务器运行。分区可拥有专用或共享的处理器资源，通过共享资源，PowerVM可自动在多个运行系统之间调整处理器池资源，借用闲置分区的处理能力处理其他分区的大量交易。

图 3 虚拟机分配方案示意如下：

图3虚拟机分配方案示意图-资料来源于中国评测

1.7微分区和共享处理器逻辑分区

微分区允许虚拟分区只占用一部分的CPU资源，最细的颗粒度可以只到一个CPU核心的1/10。虚拟服务器可以在任何物理服务器上运行，因为物理处理器是完全共享的。而共享的处理器逻辑分区可以在微分区的基础上，通过使用一种称为未封顶分区的特性来扩大CPU数量和它们的授权容量(Entitled Capacity，EC)，授权容量在创建CPU的配置文件时配置。这是一项重要特性，因为允许系统在突发的CPU密集时期，从一个共享的处理器池的其他逻辑分区中分配未使用的CPU资源，这些资源在其他时间是空闲的，这样，能够够以一种动态方式简化工作负载管理。则CPU资源的调整单位可精细到1/100核心，方便精确性管理。

同时在AIX操作系统上激活SMT，SMT技术允许在一颗物理 CPU(core)上并发的的执行两个线程，本次实施项目采用激活激活SMT配置，也通过这种技术可以提高CPU处理单元的利用率。

如图4处理器分配方案示意图：

图4处理器分配方案示意图-资料来源于中国评测

1.8虚拟 SCSI

vSCSI 机制让 VIOS 可以通过虚拟的 SCSI 连接把磁盘卷提供给客户机 LPAR。有了 vSCSI 实现，VIOS 管理机制就可以控制客户机 LPAR 的所有磁盘分配。首先，SAN 管理机制把每个基于 SAN 的 LUN 分配给 VIOS。然后，VIOS管理机制可以必须把 LUN 分配给客户机 LPAR。

图5虚拟 SCSI分配方案示意图-资料来源于中国评测