在IBM集成虚拟化管理器上进行Linux分区的DLPAR操

在IBM集成虚拟化管理器上进行Linux分区的DLPAR操作第1部分动态逻辑分区（DLPAR）是IBMSystemp服务器上的一种虚拟化特性，该特性允许用户在分区运行的时候动态调整分区的资源分配，使得系统资源得到更为有效的利用，并且不影响应用或者服务的正常运行。集成虚拟化管理器（IVM）是一种与HMC类似的用于管理Systemp服务器的平台，也同样支持DLPAR，不过与HMC上的DLPAR存在不少差异。本系列文章介绍IVM上Linux逻辑分区的DLPAR，分成四个部分。本文是第一部分，介绍了IVM和Linux对DLPAR的支持情况、Linux分区上DLPAR环境的准备过程、以及IVM上Linux分区DLPAR的基本过程等背景知识。IBMSystemp服务器从POWER5开始支持动态逻辑分区（DynamicLogicalPartitioning，简称DLPAR）虚拟特性，该特性允许用户在分区运行的时候动态调整分区的资源分配，这种调整在分区运行的时候随即生效，不需要重启操作系统。这使得用户可以根据工作负载来动态调整系统的资源分配，使得资源得到最有效的使用，并且不影响客户的应用或服务的不间断运行。除了Systemp平台的硬件和固件外，DLPAR还需要分区操作系统的支持。Linux是一种开放源码的操作系统，以其开放性、稳定性和高效性等特点得到越来越多用户的青睐。它支持多种硬件平台，能够运行在Systemp服务器上并提供DLPAR功能，这使得Systemp上的Linux用户可以利用DLPAR这一重要的虚拟化特性来优化业务的运行。HMC（HardwareManagementConsole）是用户熟知的Systemp服务器管理平台，它提供了简单有效的DLPAR操作界面，包括图形界面和命令行界面两种方式，用户可以通过该界面对Linux分区进行处理器、内存和适配器DLPAR等操作。IVM（IntegratedVirtualizationManager）－集成虚拟化管理器是Systemp上的类似于HMC的另外一种管理平台，在设计和操作方式上与HMC存在较大差别。那么IVM是否也支持Linux分区的DLPAR操作，IVM上Linux分区DLPAR的基本执行过程究竟是怎样的，用户如何通过IVM进行DLPAR操作，IVM和HMC上的DLPAR又有哪些不同呢？本系列文章将逐一解答这些问题。本系列文章介绍了IVM上Linux逻辑分区的DLPAR操作，分成四个部分：第一部分介绍了IVM对DLPAR功能支持的变化过程、主流的Linux发行版本对DLPAR的支持情况、Linux分区上DLPAR环境的准备过程、以及IVM上Linux分区DLPAR的基本过程等背景知识；第二部分介绍了处理器和内存的DLPAR操作；第三部分介绍了虚拟适配器和物理适配器的DLPAR操作，并比较了IVM和HMC上DLPAR的联系和区别；第四部分介绍了虚拟磁盘和光学设备的动态调整，这种动态调整虽然不是真正意义上的DLPAR，但是可以起到相同的效果，使得用户能够方便的动态调整这些资源。为了更加直观有效的讲解IVM上Linux分区的DLPAR操作过程，使读者能够更好的理解和掌握这些内容，本系列文章使用实例贯串全文。本文是本系列文章的第一部分。虽然本系列文章所面向的读者是Systemp上的Linux用户，但是由于AIX和Linux上的DLPAR在原理和操作方面都非常类似，因此AIX用户也可以从中获益。为了更好的阅读本系列文章，要求读者对IVM的基本原理和操作界面有初步的认识，了解DLPAR的基本原理，并熟悉HMC上的DLPAR操作和Linux的使用。读者可以通过阅读本文所提供的参考资料1、2、3和4了解或熟悉这些方面的相关知识。如果读者有IVM、DLPAR和Linux方面的配置和使用经验，则能更好的理解和掌握本系列文章所描述的内容。IVM和Linux对DLPAR的支持IVM简介在IBMSystemp上，IVM是与HMC类似的另外一种服务器管理方式，同样可以进行AIX或者Linux分区的创建、编辑和删除，分区状态的控制，虚拟网络和存储的创建、分配和删除，DLPAR，动态分区迁移（LivePartitionMobility）等操作，同样提供了图形操作界面（基于Web的UI）和命令行操作界面。既然有了HMC这种通用的Systemp服务器管理方式，为什么还要提供IVM呢？首先，虽然HMC被设计成能够有效管理各种Systemp机型的管理方案，但是却使得该方案显得比较复杂和过剩，对于某些简单的应用（比如用户仅购买了一个低端的Systemp机器，并且只需要对它进行简单的分区划分和使用，而不需要HMC所提供的管理多台服务器的功能或者多台HMC管理同一服务器的冗余功能等）而言，一个能够实现快速部署和降低学习代价的管理方案更适合用户的需求。其次，HMC是独立于Systemp服务器之外的一台机器，用户需要单独付费购买，对于购买低端服务器的用户来说，HMC的价格还是占了相当大的比重，因此在这种情况下该管理方案并不能给用户带来很好性价比。最后，HMC不能管理刀片服务器，如果需要对刀片服务器进行分区划分和管理，那么HMC就无能为力了。为了解决上述HMC的缺点，IBM提供了IVM这种简化的管理方式（如图1所示），可以说，IVM是一个简化版的HMC。为了支持分区管理，VIOS（VirutalI/OServer）不仅能够为其它分区提供虚拟资源，还增加了IVM这个功能部件。由此可见，IVM不是独立的，而只是VIOS的一个组成部分。在IVM管理下，整台服务器被划分成几个分区，包括一个VIOS和其它几个分区（称为客户分区）。基于Web的UI（图1中WebBrowser部分）是由IVM中的“WebServer”部件提供的，用户通过浏览器连接到VIOS就可以使用该界面了；用户还可以使用telnet或者ssh（图1中Telnet/SSH部分）登陆到VIOS，通过VIOS提供的“CommandShell”来使用命令行界面。用户通过图形或者命令行界面发出操作指令后，IVM或VIOS根据操作的类型进行命令分发。如果是跟虚拟资源管理相关的操作（比如创建或分配虚拟磁盘等），那么就由VIOS提供的“VIOSCLI”进行处理；如果是跟分区管理相关的操作（比如创建或删除分区），则由IVM提供的“LPARCLI”进行处理。IVM通过VMC（VirtualManagementChannel）这个虚拟设备与POWERHypervisor进行通信，对分区进行管理或控制。由于VMC只能与它所在的服务器上的Hypervisor进行通信，因此每个IVM只能管理一台服务器。同时，由于IVM的市场定位和功能的局限性，通常它只用于中低端服务器，而高端服务器仍然由HMC进行管理。图1：集成虚拟化管理器IVM功能的变化IVM作为VIOS上类似于HMC的一个部件，其功能随着开发过程的进行在不同的VIOS版本中不断得到增强。图2显示了这一变化过程，图中主要列出了跟DLPAR相关的一些变化。VIOS对IVM功能的支持并非与生俱来的，而是从版本1.2才开始的。这时候的IVM主要关注一些基本的分区管理功能，如分区的创建和删除，分区定义的修改和状态的控制，虚拟网络和虚拟存储的创建、分配和删除等，但是不支持DLPAR和客户分区端的物理适配器（PhysicalAdapter）等功能。从版本1.3.0.0开始，IVM开始支持处理器和内存等资源的DLPAR。不过在该版本之前，IVM已经支持VIOS上资源的动态调整，从而支持分区的创建、修改和删除等操作，比如在创建分区的时候，IVM需要在VIOS上为该分区创建相应的虚拟SCSI服务器端适配器（VirtualSCSIServerAdapter），如果IVM不支持VIOS上资源的动态调整的话，那么就没办法在VIOS运行的时候使新的分区配置马上生效（由于VIOS在IVM这种管理方式下的特殊性，如果没有特别指定，本系列文章所讨论的内容都是针对客户分区而言的）。IVM对处理器和内存的DLPAR和适配器的DLPAR在实现机制上存在较大差别，对后者的支持并没有包含在版本1.3.0.0中，而是到版本1.5之后才开始支持的。至此，IVM支持对所有分区（包括VIOS、AIX客户分区和Linux客户分区）上各种资源（处理器、内存和适配器等）的DLPAR操作。IVM对客户分区物理适配器的支持是从版本1.5开始的，与适配器DLPAR的支持同步出现。在此之前，IVM只支持虚拟适配器－虚拟网卡和虚拟SCSI等，虚拟资源的使用提高了系统资源的利用率，但是却降低了分区的性能。对物理适配器的支持使得系统管理员能够在系统资源相对充足的情况下将物理适配器和磁盘等直接分配给分区来使用，从而提高分区的性能，同时满足不同客户对系统配置的不同需求。图2：IVM功能的逐步增强Linux对DLPAR的支持在IBMSystemp上，DLPAR的类型有处理器DLPAR、内存DLPAR和适配器DLPAR等。与AIX类似，Linux也支持DLPAR，但是不同的Linux发行版本对DLPAR的支持情况不尽相同。图3列举了两个主流的Linux产商Redhat和Novell/SuSE所发行的Linux企业版本RHEL（RedHatEnterpriseLinux）和SLES（SUSELINUXEnterpriseServer）中的若干版本对DLPAR的支持情况：RHEL4/5和SLES9/10均支持处理器和适配器的增加、减少和移动等DLPAR操作；而对内存DLPAR的支持是逐步增强的，RHEL4和SLES9不支持任何类型的内存DLPAR，RHEL5和SLES10开始支持内存的动态增加，但是不支持内存的动态减少和移动，这两种内存DLPAR操作有望在将来的版本中得到支持。图3：RHEL和SLES对DLPAR的支持Linux分区DLPAR环境的准备通过上面一节的讨论，我们已经知道了IVM上的Linux分区支持DLPAR操作。要使用DLPAR，首先必须准备DLPAR所需的环境。在IVM上准备Linux分区的DLPAR环境需要经过以下几个步骤：1.在选配了APV（AdvancedPowerVirtualization）特性的Systemp机器上安装和配置IVM，包括虚拟网络和磁盘存储等资源的配置2.定义Linux分区3.激活Linux分区，安装Linux操作系统4.在Linux上安装DLPAR所需的工具包5.确认Linux分区的DLPAR能力回页首因为本系列文章所讨论的是DLPAR，并假设读者对IVM和Linux有一定的了解和使用经验，因此就不再具体讨论IVM和Linux的安装和配置了（步骤1和3）。如果读者需要了解这方面的相关知识，请翻阅参考资料IBM红皮书《IntegratedVirtualizationManageronIBMSystemp5》（参考资料1），以及Redhat或Novell官方网站上提供的相关文档（参考资料2和3）。定义Linux分区本系列文章将以实际的例子来讲解如何在IVM上进行Linux分区的DLPAR操作。IVM被安装在一个基于POWER6的IBMJS22刀片服务器上，该系统包含3个分区：uli14是分区标识为1的VIOS，版本为1.5.1.1-FP-10.1；而uli13lp1和uli13lp2是两个Linux客户分区，标识分别是2和3（如图4所示），其中uli13lp2是本系列文章所使用的实验系统，安装了SLES10ServicePack2。在本系列文章中，我们将基于该实验系统以实例来详细讲解IVM上Linux分区各种资源的DLPAR操作。图4：IVM所管理的分区分区uli13lp2使用的是共享处理器模式，处理单元数的最小值、已分配值和最大值分别是0.1、0.2和0.4，而虚拟处理器数的最小值、已分配值和最大值分别是1、2和4（如图5所示：uli13lp2分区属性页面中的“处理”标签）。最小和最大值的不同为DLPAR操作提供了可能，整个系统剩余1.5个处理器单元（如图4所示）可供处