IBM PowerVM项目实施文档-VIO设计与配置

为什么服务器需要虚拟化
· 可以有效控制服务器数量，提高资源利用率。 利用 IBM 的 PowerVM 技术，我们实现了 1 台 p570 划分 20 个分区，如果实际购买机器，至少需要 20 台 p510。· 节能减排，降低投资 . 显而易见，服务器虚拟化可以省电省散热省空间，大量减少 PCI 卡等等投资。拿宝信实验室举例，1 台 p55A 能顶掉原来 10 台 p52A，空间节省 75%，电节省 80%，散热减少 80%，投资也至少减少 70%，长期下来节能效果相当惊人。· 简化服务器的部署、管理 利用 IBM 的 PowerVM 技术，可以使得服务器的环境完全一致，使得加上 NIM 安装技术的成功率大大提高，可以在短短 60 分钟内，部署 8 台以上的虚拟服务器，由于 APV 和 IBM 硬件控制台（HMC）密不可分，也就可以很方便地实现了这些虚拟服务器远程管理，包括启停、调整系统资源等等。· 模拟各类操作系统和各个资源不同的机器，实现良好的学习测试实验环境 。 对于 IBM 的 PowerVM 技术，目前支持 AIX5.3、AIX6.1，部分 Linux，可以模拟多台从 0.1CPU,128 MB 到小于物理机器资源的机器。 PowerVM 的主要组成部分及概念
最新的 PowerVM 是在基于 IBM POWER 处理器的硬件平台上提供的具有行业领先水平的虚拟化技术家族。它是 IBM Power System 虚拟化技术全新和统一的品牌（逻辑分区，微分区，Hypervisor，虚拟 I/O 服务器，APV，PowerVM Lx86，Live Partition Mobility)。大家对 2004 年即出现的 APV 应该记忆犹新，随着 Power6 的推出和 i 和 p 系列的合并，APV 也发展成为 PowerVM。 PowerVM 有三个版本，分别是 PowerVM Express Edition，PowerVM Standard Edition，PowerVM Enterprise Edition。对于 Power6，PowerVM 新支持 Multiple Shared Processor Pools 功能和 Live Partition Mobility 功能。下面就其主要部分介绍一下，以方便后面实战部分的阅读。 微分区（Micro-Partitioning）
微分区改变了 POWER 系列服务器的整个规划结构。实施 APV 后，可以在资源分配方面提供更大的灵活性和细分能力。添加处理器的部分处理能力而不是整个处理器，还能够帮助客户更好地利用服务器。使用工作负载管理器（WLM）和 PLM 有助于更好地优化这些资源。现在，分区要么是专用的处理器分区（按整个处理器的增量来分配处理能力），要么是共享的处理器分区（使用微分区）；不会出现两者的组合。使用微分区时，可以将一组处理器分配到共享处理器池（SPP），然后使 LPAR 可以（根据在池中获得的容量和优先级）使用这些处理器。此时，服务器上仅有一个 SPP 可用，但多个 LPAR 可以共享这些资源。 虚拟 I/O 服务器
APV 功能部件的关键组件之一是虚拟 I/O 服务器。该设施可以提供 I/O 虚拟化和网络资源虚拟化。虚拟 I/O 服务器是一个分区，用于提供 I/O 资源共享，还用于为一个或多个客户机 LPAR 托管虚拟盘、光存储和 SEA。
虚拟 LAN
虚拟 LAN 不是 APV 的一部分，它只需要 POWER5 系统上有 AIX 5L V5.3 或支持的 Linux 版本。HMC 用于定义虚拟 LAN 设备，从而使 LPAR 通过内存而非以太网卡连接。一个 LPAR 可支持多达 256 个虚拟 LAN，每个虚拟 LAN 的传输速度都在 1 到 3 Gbps 之间。在这里，性能是值得关注的一点。如果在分区之间使用物理 LAN 连接，则适配器以 LAN 的传输速度运行，而不是以通常快许多的内存传输速度运行。由于适配器能够自行处理其任务，所以需要的处理器开销非常少。如果使用 VLAN，数据传输／交换速度会更快，因为两个分区之间基本上是内存传送。但是，这种传输需要处理器的参与。这两种传输方式的速度可能各有不同，视具体情况而定。但总的来说，VLAN 比物理互连要快。
共享以太网适配器
SEA 是一种与 APV 一起提供的 POWER5 中的新服务，它支持多个分区共享虚拟 I/O 服务器上的物理适配器。它实际上起着第 2 层网桥的作用，在客户机中的虚拟以太网适配器和主机服务器中的实际适配器之间路由数据。网络适配器共享是通过虚拟 I/O 服务器上配置的 SEA 实现的。通过虚拟 I/O 服务器，数据或者在实际网络中流动，或者经由 Hypervisor 流向实际分区。
虚拟 SCSI
在 I/O 方面，使用虚拟 SCSI 服务器共享磁盘和适配器。虚拟 SCSI 服务器运行在虚拟 I/O 服务器上，它能够支持您在一个物理磁盘上分配多个逻辑卷（LV）。然后，您可以将每个 LV 导出到不同的客户机 LPAR。客户机 LPAR 会将这些 LV 视为常规 SCSI 磁盘，而它们实际上可能是通过光纤连接到服务器。例如，您可以使用一个 146GB 磁盘驱动器，将它划分为 3 个 45 Gb LV 并将它们用作 3 个不同 LPAR 的引导磁盘。总的来说，这些概念相互独立。为便于后面阅读和实践，我们主要弄清 2 个大的概念：微分区和 VIO server 即可，以下是我个人的白话理解：
微分区 可以理解成可以小于 1 个 CPU 并和其他分区充分共享 CPU 的 LPAR，内存的使用和 LPAR 没有什么不同。它可以使用 VIO server 共享出来的网卡和存储，也可以不用。
VIO server 是一个特殊的分区，负责共享 I/O( 网卡和存储 ) 供其他分区使用。不仅仅是微分区，实际也可以供一般 LPAR 使用，只是考虑到性能的原因，一般不这么做。其中网卡通过实际网卡通过 SEA 勾连转换为共享虚拟网卡，通过 虚拟 LAN 和各个分区连通，同时使得各个分区可以通过共享虚拟网卡的桥接与外界联系。共享存储是通过设置虚拟 SCSI 卡 vhost，可以把 VIO server 的 lv 或磁盘，（新 powerVM 还可以包括文件）映射给 vhost，实际 vhost 对应到其他分区就是一块 SCSI卡，可以供其他分区使用。 实验环境及实验过程如下：