IBM Power System szerverek

Ezzel az írással egy teljesen új kategóriát kívánok nyitni a blogon. Az eddigi Solaris (SUN / Oracle) platformon túl a legnagyobb konkurens az IBM rendszereiben kívánok elmélyedni és saját jártasságomat is kiterjeszteni a Power Systemekre és az AIX operációs rendszerre. Kezdjük tehát azzal, milyen jellegzetessége is van a Power System szervereknek.

A Múlt

Bár a cikkel nem kívánok hosszú és részletes bemutatást adni arról az útról ahogy ez a szegmens létrejött az IBM-en belül, és ahogy azóta többször átalakult vagy megújult. Viszont mindenképp szükségesnek érezem, hogy valamilyen szinten bemutassam a lényeges fejlődési szakaszokat.

POWER

AIX 3

POWER2

POWER Notebook

AIX 4.1

RS64

POWER3

RS/6000

eServer pSeries

AIX 5L Version 5.0

POWER4

AIX 5L Version 5.1

Logical Partitioning

POWER5

AIX 5L Version 5.3

POWER6

AIX 6.1

POWER7

AIX 7.1

Mi ez a RISC processzor?

A processzorok egyik csoportosítási módja az utasításkészletük számossága. E szerint soroljuk a processzorokat a RISC (Reduced Instruction Set Computer ~ Csökkentett utasításkészletű számítógép ) illetve CISC (Complex Instruction Set Computer ~ Bonyolult utasításkészletű számítógép ).

A RISC processzorok egyszerű utasításokat ismernek csupán (pl összeadás), azokból is keveset, cserébe minden egyes utasítást képesek egyetlen órajel alatt elvégezni. A RISC processzor esetén a bonyolultabb műveleteket a fejlesztőnek maga kell megalkotnia az elérhető elemi műveletekből.

A CICS processzorok esetében bonyolultabb utasítások is elérhetőek (faktoriális számolás), ezzel könnyíti meg a fejlesztők munkáját, mert nem kell külön energiával a már elérhető utasításokat definiálni, cserében a bonyolultabb utasítások futtatásához több órajelre van szükség.

Az AMD illetve INTEL x86 architektúrája CISC alapú, míg a RISC az tipikusan a PowerPC vagy SPARC. A két különböző architektúrára írt programok természetesen nem tudnak egymás processzorán futni. Ezért szükséges az alkalmazásokat újraírni, portolni, vagy valamilyen program által létrehozott emulációban futtatni azt, ami létrehozza a program számára a megfelelő architektúra látszatát.

A popularitás miatt, általában a RISC rendszereken szoktak CISC környezetet emulálni. Visszafele nem igazán létezik működő és stabil megoldás.

IBM PowerPC gépek listája

Az IBM egy modell azonosítóval (számok, betűk) látja el a gépeit. Sajnos a gépeknek neve is van, és a kettő között nyilvánvaló hasonlóságot nem lehet felfedezni. Így egy adminisztrátornak vagy meg kell jegyeznie, milyen névhez milyen azonosító tartozik, vagy rendelkeznie kell egy jó dokumentációval. A BULL cég csak bonyolítja ezt a helyzetet. Ugyanis az IBM hardvereit a BULL cég a saját logójával és saját elnevezéseivel is árusítja. Tehát egy adott szerverre hivatkozhatunk az IBM nevével, a BULL nevével és az azonosítójával.

POWER3-4

Azonosító: 7028-6C1/6E1
BULL: Escala PL220R; PL220T
IBM: pSeries 610

Azonosító: 7028-6C4/6E4
BULL: Escala PL420R; PL420T
IBM: pSeries 630

Azonosító: 7029-6C3/6E3
BULL: Escala PL240R; PL240T
IBM: pSeries 615

Azonosító: 7038-6M2
BULL: Escala PL820R
IBM: pSeries 650

Azonosító: 7039-651
BULL: n/a
IBM: pSeries 655

Azonosító: 7040-671
BULL: Escala PL1600R
IBM: pSeries 670

Azonosító: 7040-681
BULL: Escala PL3200R
IBM: pSeries 690

POWER5

Azonosító: 9115-505
BULL: Escala PL250R-VL; PL450R-XS
IBM: System p5 505

Azonosító: 9110-510
BULL: Escala PL250R-L
IBM: System p5 510

Azonosító: 9110-51A
BULL: Escala PL250R-L+; PL450R-VL+
IBM: System p5 510 Express

Azonosító: 9111-520
BULL: Escala PL250R/T
IBM: System p5 520

Azonosító: 9131-52A
BULL: Escala PL250R/T+; PL450R/T-L+
IBM: System p5 520Q

Azonosító: 9113-550
BULL: Escala PL450R/T
IBM: System p5 550

Azonosító: 9133-55A
BULL: Escala PL450R/T+; PL850R/T-L+
IBM: System p5 550Q Express

Azonosító: 9116-561
BULL: Escala PL1650R-L+
IBM: System p5 560Q

Azonosító: 9117-570
BULL: Escala PL850R; PL1650R
IBM: System p5 570

Azonosító: 9119-590
BULL: Escala PL3250R
IBM: System p5 590

Azonosító: 9119-595
BULL: Escala PL6450R
IBM: System p5 595

POWER6

Azonosító: 8203-E4A
BULL: Escala PL160R/T; PL260R/T; PL460R/T
IBM: Power 520 Express

Azonosító: 8204-E8A
BULL: Escala PL860R/T
IBM: Power 550 Express

Azonosító: 9117-MMA
BULL: Escala PL1660R
IBM: Power 570

Azonosító: 9125-F2A
BULL: Escala PL1660RL
IBM: Power 575

Azonosító: 9119-FHA
BULL: Escala PL3260R; PL6460R
IBM: Power 595

POWER7

Azonosító: 8231-E2B
BULL: Escala E1-700
IBM: Power 710 Express

Azonosító: 8202-E4B
BULL: Escala E2-700
IBM: Power 720 Express

Azonosító: 8231-E2B
BULL: Escala E3-700
IBM: Power 730 Express

Azonosító: 8205-E6B
BULL: Escala E4-700
IBM: Power 740 Express

Azonosító: 8233-E8B
BULL: Escala E5-700
IBM:Power 750 Express

Azonosító: 9117-MMB
BULL: Escala M6-700
IBM: Power 770

Azonosító: 9179-MHB
BULL: Escala M7-700
IBM: Power 780

Azonosító: 9119-FHB
BULL: Escala H9-700
IBM: Power 795

LPAR – Logical Partition

A POWER4-es rendszerektől implementálta az AIX rendszereibe az IBM a Logikai Partíciókat. Az IBM korán felismerte, hogy a rendszereit érdemes felruházni olyan képességgel, hogy egy fizikai „vas”, több független és párhuzamos operációs rendszert is tudjon futtatni. Azaz bizonyos „Bare Metal” virtualizációval kínálta rendszereit. A VMWare Bare Metal (ESX / vSphere) megoldásától eltérően, a Hypervisor nem egy külön software, hanem a fizikai rendszer szerves részét képezi. Lényeges különbség még, hogy a VMWare x86-os platformra nyújt virtualizációs megoldást az IBM Power sorozata pedig PowerPC platformra.

A Hypervisor réteg tehát alapértelmezetten a gép részét képezi, és az adminisztrátornak nincs hozzá direkt kapcsolata. A fizikai gép elindulásakor is a gép meg fog állni az úgynevezett Partition Standby módban Ez fogja azt jelenteni, hogy LPAR-ok elindulására felkészült a rendszer.

Alapértelmezetten nincs LPAR a gépen, tehát nincs is rendszer ami felbootoljon. Az első LPAR-t az adminisztrátornak kell bekonfigurálnia, és elindítania.

Logikai Partíció tehát egy virtuális gép, melyhez lehetőségünk van különböző erőforrásokat hozzárendelni a fizikai gépünk adta lehetőségekből, amibe utána pedig egy operációs rendszer telepíthetünk. Ez hivatalosan lehet az IBM rendszere az AIX (vagy az i5/OS), illetve a SUSE és a RedHat rendelkezik PowerPC disztribúciókkal, amit hivatalosan is támogat az IBM, mint LPAR operációs rendszer.

Az erőforrásokat három részre oszthatjuk fel. CPU, Memory és I/O. A processzor időt és a memóriát egy pool szemlélettel teszi kioszthatóvá a hypervisor. Tehát nem kell ténylegesen kijelölnünk, hogy AZT a fizikai CPU-t akarjuk hozzárendelni egy LPAR-hoz, vagy épp azt a memória modult a másikhoz. Egyszerűen a gép számára elérhető processzor és memória teljesítményt oszthatjuk ki az LPAR-ok között, úgy hogy nekünk elegendő definiálni CPU esetén százalékos arányban mennyi időegységet kapjon egy LPAR (ezt hívjuk shared módnak, viszont természetesen dedikálni is tudunk CPU magokat), memória esetén pedig mennyi G/MB RAM-ot.

A hypervisor feladata ezek után, hogy ezeket dinamikusan lefoglalja. Mi semmit sem fogunk tudni arról, hogy a fizikai gépben pontosan „hol” lehet az egyik LPAR vagy épp a másik.

Az I/O-val viszont ez máshogy van. I/O-nak nevezünk ezesetben minden olyan PCI, PCI-X bővítőhelyet, amibe valamilyen SCSI, HBA-FC porokkal, HBA-iSCSI portokkal, ETHERNET bőfítő kártya lehet. Ezeket a slotokat, természetesen a benne foglalt bővítőkártyákkal tudjuk kizárólagosan egy-egy LPAR-hoz rendelni.
Mondok egy példát. Tegyük fel hogy van egy négy PCI slotos PowerPC szerverünk. Ebbe a négy slotban található 1 SCSI, 1 HBA-FC 2 porttal, és 1-1 négyportos ETHERNET kártya. Ez esetben azt megtehetem, hogy a SCSI kártya SLOT-ját és az egyik 4 portos ETHERNET slotját az LPAR1-hez definiálom, a maradék 2 portos HBA-FC slotot, illetve a másik 4 portos ETHERNET slotját az LPAR2-höz definiálom.

Sajnos hiába több portos egy bővítőkártya, portokat nem tudunk szétosztani egy adott kártyán több különböző LPAR között, csak és kizárólag a slothoz tartozó teljes bővítőkártyát. Az előző példánál maradva az LPAR1-nek lesznek SCSI adapterei, illetve 4 ethernet portja. Az LPAR2-nek pedig két FC portja és szintén négy ethernet portja.

Az újabb gépeknél megjelenik egy új funkció, amit DLPAR-nak, az az Dynamic LPAR-nak hívnak. Amennyiben a hardverünk támogatja és megfelelő license-vel is rendelkezünk, akkor az LPAR-nak definiált CPU, MEMORY, I/O erőforrásokat, dinamikusan, leállás nélkül is változtathatjuk, és az azon nyomban a futó LPAR rendszerünkön is érezhető lesz. Vehetünk el CPU időt, adhatunk hozzá, vonhatunk el memóriát, vagy épp adhatunk hozzá. Ugyan így I/O slotokat is adhatunk hozzá futás közben, és a OS alól teljesen kikonfigurált I/O erőforrásokat magától az LPAR-tól is elvehetjük és hozzárendelhetjük egy másikhoz.

Licenselés

A rossz hír, hogy az IBM-nél a PowerPC kategóriában mindent licenselni kell. Licenselni kell a HARDWARE-t, a OS-t és a SOFTWARE-ket is.

Amennyiben kiválasztottuk álmaink PowerPC szerverét, abban az esetben megkezdhetjük a megfelelő kereskedővel a párbeszédet a gép licensével kapcsolatban. Számomra is meglepőnek tűnt, de ebben a kategóriában az IBM gyakorlatilag típusonként egyen gépeket gyárt, és alapból az elérhető legnagyobb konfiguráció kerül beültetésre a szerver dobozába. Ez egyszerűbb nekik gyártás szempontjából. Ezek után viszont annyi erőforrás fog bekapcsolni, és ténylegesen üzemelni, amennyit licenselünk. Nézzük ezt képekben:

Ahogy a képeken látszik, mindig van egy INSTALLED érték. Tehát ami fizikálisan elérhető a gépben. Ezek szerint pedig a zölddel kiemelt PERMANENTLY ACTIVATED rész az, amit az aktuális licensünk lehetővé tesz. INACTIVE CoD-ként pedig ott szerepel, hogy mennyit tudunk még egy újabb license segítségével aktiválni. Természetesen ezért fizetnünk kell. Ez a CoD, azaz a Capacity on Demand. Fontos kiemelni, hogy amennyiben elromlik egy alkatrész, CPU vagy RAM, és van inaktív erőforrásunk, akkor a rendszer a license-hez tartozó mennyiséget automatikusan aktiválni fogja nekünk, tehát hiba esetén sem fog veszíteni a teljesítményéből a gép. Ráadásul a bővítés csupán egy kód megadásába telik, nem kell technikuasl és leállással kalkulálnunk.

A CoD-ot időlegesen is bekapcsolhatjuk, tehát amennyiben tudjuk, hogy minden hónap péntekjén egy riport futása miatt kellene a plusz teljesítmény, akkor arra is lehetőségünk van. Kapcsolgathatjuk kézzel is a CoD-ot, vagy automatikusan a gépünkre bízhatjuk, aki amennyiben szükségét érzi aktiválja vagy kikapcsolja. Ezen időszakokért természetesen külön kell fizetnünk.

Minden gép egy egyszeri trial CoD-ot is tartalmaz. Ezt akármikor bekapcsolhatjuk. 30 napra szól, szüneteltetni nem lehet, viszont cserébe 30 napig megtapasztalhatjuk, hogy gépünk maximális erőforrása milyen is lehetne. Ez olyan ügyfél vásásrlását motiváló feature.

A gépnek nem csak a hardver eszközeit kell licenselni, hanem azon többlet tudásokat, amik nem erőforrásokhoz köthetőek.

Ezen lehetőségek közül kell választanunk amikor a gépünk licenszét választjuk ki.

Ha ez megvan, akkor külön meg kell egyezni a kereskedővel, hogy milyen AIX verziót és EDITION-t szeretnénk. Ott is kérhetünk EXPRESS, STANDARD, ENTERPRISE kiadásokat. Az expressben a kis felhasználóknak kínálnak olcsó, és limitált erőforrásokat használható AIX verziót (4 core és 32GB). Míg a STANDARD és ENTERPRISE már kifejezetten a nagyoknak szól.

Amennyiben ezek meg vannak, akkor már csak alkalmazás kell nekünk, ugyanis csak egy operációs rendszert nem szokott tartani az ember. Egy adatbázis, vagy alkalmazásszervert szintén külön meg kell vásárolnunk.

Integrated Virtual Ethernet – IVE

POWER6 és POWER7-es gépek esetében jelent meg egy új technológia. Az igény elég nagy volt arra, hogy az I/O kártyákat is valahogy virtualizálni tudjuk, ezért egy köztes megoldás született. Minden POWER6/7 szerver esetében elérhető egy speciális Host Ethernet Adapter (HEA). Bár ez is egy (technikus által) cserélhető adapterkártya, de kötelezően választható a géphez.

Lehet 2 portos 1 Gbps
Lehet 4 portos 1 Gbps
Illetve 2 portos 10Gbps (fiber)

Ezeket amennyiben a megfelelő licensünk is megvan portonként tudjuk virtualizálni. Pontosan ez azt jelenti, hogy egy fizikai portot pontosan 16 darab Logical Host Ethernet Adapter (LHEA)-ra tudunk szétosztani, és ezeket LPAR-okhoz rendelni.

Egy két portos kártya esetén egy 32 darab LHEA-t jelent, egy négy portosnál pedig 64-et. Természetesen ne feledkezzünk meg arról, hogy az össz sebesség továbbra sem lehet nagyobb kifelé a gépből, mint a port fizikai teljesítőképessége, tehát bizonyos esetekben csak teljesítmény problémákat generálhatunk vele.

Active Memory Sharing

A megfelelő license birtokában létrehozhatunk több LPAR számára egy Active Memory Sharing (ASM) pool-t. Ilyenkor a pool tagjai képesek egymás között a ki nem használt memória területet igény szerint a poolban lévő másik LPAR-nak átadni. Tehát ha a csoport tagjai között van olyan LPAR aki a rendelkezésre álló saját memóriájánál többet akarna használni, akkor ahelyett, hogy elkezdene kilapnozni a Paging Device-ra memória területeket, megnézi van-e valaki a csoportból aki fel nem használt memória területet tudna kölcsönözni. Természetesen a kölcsön csak addig állhat fenn, amíg a kölcsönző LPAR-nak nem lesz rá szüksége. Viszont addig se kell a swap-eléssel lassítani a rendszereinket.

Live Partition Mobility

Ez a funkció, ahogy a nevéből is sejthető a LPAR-ok fizikai gépek közötti mozgatását teszi lehetővé. A License és a POWER6 és POWER7-es gépek meglétén túl viszont van komolyabb követelmény is. Egész pontosan, hogy az LPAR nem rendelkezhet csak virtuális adapterekkel (erről majd később a Virtual I/O Server témakörben fogok kitérni). Fizikai SLOT-ot nem lehet hozzá rendelni. Jó hír viszont hogy az AMS támogatja a Live Partition Mobility-t.

Ezekben az esetekben akár kikapcsolt LPAR-t, akár futó rendszert alkalmazással együtt átmozgathatunk egyik fizikai gépről a másikra. Ezzel is csökkentve a fizikai gép leállításával járó rendszerleállást.

Service Processor (SP) és Hardware Management Concole (HMC)

A POWER szervereknek régóta van Service Processor-uk. Ez egy olyan mini vezérlő része a fizikai hardware-nek, ami minden más komponenstől vagy akár a bekapcsolásától függetlenül működőképes. Elegendő a szervert áram alá helyezni. A Service Processor (SP) maga a fizikai szerver és annak komponenseiért felelős. Manapság kettő darab RJ45-ös csatlakozó tartozik hozzá, így a fizikai gép managementje ezen keresztül távolról is elérhető. Az SP-on keresztül tudjuk vezérelni az Hypervisor-t és az összes LPAR műveletet is.

A SP-t többnyire nem direktbe az adminisztrátorok érik el. A POWER szerverek SP kapcsolatait egy külön hálózatba szokás gyűjteni, és egy teljesen független eszköz a Hardware Management Console (HMC)-nak kell csak elérnie őket.

A HMC egy külön fizikai eszköz, egy TOWER vagy RACK kivitelű kis gép, ami egy előre telepített speciális LINUX-ot tartalmaz. Elérhető SSH-val karakteres felületről, illetve HTTPS protokolon kresztül egy webes adminisztrációs felületről. Tehát a HMC-nek kell, hogy legyen egy PRIVÁT hálózata, amivel a szerverek SP-hoz csatlakozik, illetve egy publikus kapcsolata, ahonnan az adminisztrátorok érhetik azt el.

A HMC-ről tudunk minden olyan szolgáltatást vezérelni amiről eddig szó volt. Ilyen az LPAR készítés, DLPAR műveletek, AMS poolok kezelése, Live Partition Mobility műveletek. Egyszóval ez a virtualizáció vezérlésének a csomópontja. Természetesen nem csak vezérelni, de monitorozni is tudjuk ezáltal a gépeket. Hibákról, mérésekről, beállításokról, és tetszőleges riportokról tud gondoskodni a HMC.

Ami pedig az egyik leghasznosabb tulajdonsága, hogy a HMC-n keresztül, akkor is hozzáférhetünk egy LPAR operációs rendszeréhez a konzolján keresztül, ha az adott LPAR-nak hibás a hálózati kapcsolata. Ezt is a HMC-n keresztül tehetjük meg.

A HMC alapvetően nem tartozik hozzá a szerverek működéséhez. Ha valami oknál fogva nem elérhető, vagy nem működőképes HMC-nk, akkor is elérhetőek minden probléma nélkül a szervereken futó LPAR-ok és azok redszerei. Csupán az LPARok módosítását nem tehetjük meg. CPU-t, MEMORY-t módosítani, valalmilyen I/O eszközt elvenni, vagy hozzáadni, Live Partition Mobility-t végrehajtani nem fogunk tudni.

Ebből az okból kifolyólag rendelkezik minden POWER szerver kettő darab HMC csatlakozóval, ami az SP-hez kapcsolódik. Így két tejesen független hálózatra kapcsolható minden szerver, és két független HMC szolgálhatja ki egy teljesen redundáns környezetben a felmerülő igényeket. Így ha valami baj történne az egyik HMC-vel a másikon keresztül akkor is elérűnk, és üzemeltethetünk akármit.

Operátori Panel és a bővítő fiókok

Bizonyos POWER rendszereknél maga a szerver egy több UNIT-os egységből áll, ami további különálló, úgynevezett bővítő fiókokkal egészíthető ki. Az alap géphez hasonló méretekkel rendelkező bővítő rack egy speciális kábellel csatlakozik a fő egységhez. Ezek után a szerver a két doboz erőforrásait, illetve bővítőkártyáit egy gépnek fogja látni. Természetesen a HMC-n keresztül különböző fiók azonosítók segítségével könnyen azonosíthatjuk, hogy egy erőforrás melyik dobozhoz tartozik.

A szerver előtt állva könnyedén felismerhető, hogy melyik a szerver és melyek a hozzá csatlakozó bővítő fiókok. Ugyanis a szervernek van csak az elején egy operátori panel.

Eme operátori panel LCD kijelzőjének segítségével lehet minden féle hasznos információhoz jutni magáról a gépről. A fizikai gép indulásához és az LPAR-ok opercációs rendszerének a folyamatához is tartozik egy IBM kód. Ezt az operátori panel képes megjeleníteni. Ezzel lehet kívülről is követni, hol áll a folyamat, vagy akár hol akadt meg.

Sajnos a több LPAR-t futtató fizikai gépek esetében ez annyira sok, és kusza üzenet lenne, hogy a HMC vette át ezen üzenetek kezelésének a szerepét, és az LPAR-okhoz tartozó státusz kódot ott olvashatjuk le.

Az Operátori Panelon található még egy sárga felkiáltójel. Ez amennyiben kigyullad, akkor valamilyen olyan esemény történt a gépen, ami adminisztrátori figyelmet kíván. Nem feltétlenül hibát jelez, de az esetek többségében érdemes megnézni a HMC-n, hogy miért gyulladt ki.

Összegzés

Remélem sikerült némi bevezetőt adnom az IBM POWER családjának világába, és a további szakmai leírásokhoz elegendő bevezetőt.

Az IBM világa rengeteg egyedi megoldást tartalmaz, ami megerősíti a biztonságba és a stabilitásba vetett hitét az adminisztrátornak. Bízom benne, hogy a további leírások is csak megerősítik ezt.