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IBM虚拟化攻略之System p中的虚拟化

  【IT168 服务器频道】利用虚拟化的优势,可以最大程度地利用您的各种资源。虚拟化是一种现代方法,从 POWER4 开始,在所有的 System p 服务器中都提供了这种方法。本文介绍了物理和逻辑分区,特别是关于如何实现逻辑分区的内容。

  引言

  您可以使用逻辑分区来承载各种不同的操作系统,通过在分区中分配操作系统和应用程序所需的硬件资源,您就可以创建这些分区。System p 中的虚拟化为不同的逻辑分区之间提供了严格的隔离。虚拟化具有一个重要的特性,在对逻辑分区进行动态配置和重新配置时,无需重新启动整个物理计算机,也不会影响到其他分区。对于微分区( Micro-Partitioning) 和虚拟 I/O 的支持是 POWER5 特定的新功能。

  为了对虚拟化、硬件、固件和操作系统提供支持,我们需要必要的支持。对虚拟化的硬件支持包括在 POWER5 中引入一些新的寄存器,以及对中断控制硬件的设计。POWER Hypervisor 是在 POWER5 中实现虚拟化的一个固件组件。本文介绍了 POWER Hypervisor 的作用,以及它如何在一个分区的环境中提高性能。同步多线程(Simultaneous Multi-Threading)是 POWER5 中的一个特性,它支持独立的指令流、或者线程,以便在同一个物理处理器中进行同步地执行。AIX? 操作系统提供了某些特性以支持虚拟化,包括各种分区性能监视命令。本文还讨论了在 System p 中虚拟化的硬件、固件和操作系统支持。

  什么是虚拟化呢?

  在计算的世界中,虚拟化是对物理资源进行抽象的一种机制。它提供一种逻辑的方式,以便查看物理资源、它们的组织独立性、实现或者地理位置。

  准虚拟化的介绍

  准虚拟化 是一种在 System p 中实现的虚拟化,它定义了名为 Hypervisor 的新层。该层位于硬件之上,并且使用称为 hypervisor 调用的硬件,通过一组低层的例程进行操作。操作系统通过这些 Hypervisor 调用为 Hypervisor 提供了接口。

  逻辑分区

  System p 中的准虚拟化是通过进行逻辑分区来实现的。逻辑分区不同于物理分区,后者以物理边界对资源和硬件进行划分以创建相应的分区。在进行物理分区时,每个分区可能运行相同的操作系统、或者相同操作系统的不同版本。I/O 资源、处理器和内存并不在多个分区之间进行共享,因此,它们是完全隔离的。

  在进行逻辑分区时,通常使用一些物理处理器、内存和 I/O 设备来创建逻辑分区。对于要分配给一个分区的资源数量,并没有具体规定(尽管在建立一个分区时,存在必须分配的最少资源)。因此,物理处理器、内存和 I/O 可以分配给一个或多个分区。每种资源可以采取任何比例来进行分配。某些资源可以在所有的分区中共享,如电源供应。可以创建的分区的总数依赖于系统处理器模型和可用的资源。

  一个分区,也称为 LPAR,可以与其他分区进行通信,就好像每个分区都是一台独立的计算机一样。可以独立地激活和重新启动各个分区(独立于其他的分区)。

 

  图 1. 逻辑分区

  每个逻辑分区都可以运行一个独立的操作系统、或者相同操作系统的不同版本,但是在不同的分区之间,软件是相互隔离的。如果一个分区中的操作系统出了故障,在其他分区中运行的操作系统不会受到任何影响。类似地,一个分区中运行的应用程序不会对在其他分区中运行的应用程序产生任何影响。

  所有的分区都共同使用整个物理内存空间。然而,每个分区都有它自己的内存空间,这对性能不会有任何影响。可以通过独立的地址映射机制来维护地址的隔离。

  可以在不同的分区之间动态地分配和重新分配资源,而不会影响其他分区,也无需重新启动这些分区。对软件而言,对物理资源所做的更改和重新分配也可能是透明的。在执行应用程序期间,当为一个逻辑分区分配物理 CPU 失败的时候,这种透明性的意义非常重大。对正在 CPU 中运行的应用程序而言,对出现问题的 CPU 的替换是透明的。

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