Delivering innovative, standards-based I/O
solutions for the Virtualized Data Center
Virtensys I/O 가상화 Appliance
October, 2010
목차
 회사 소개
 I/O 가상화란?
 I/O 가상화 도입 목적
 I/O 가상화 Appliance 핵심기술
 VirtenSys 제품 개요
 VirtenSys 제품 특장점
 제품 활용 방안
현 데이타센터의 당면과제
I/O 가상화 도입효과
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Virtensys 회사 소개
2005년 설립 / 미국 오레곤 주 Portland 본사 – www.virtensys.com
Adaptec, Brocade, Fujitsu, HP, Intel, IBM 출신 최고의 개발인력 보유
20여개 이상 핵심 I/O 가상화 기술 특허 보유한 I/O 가상화 업계 리더
가상화 관련 주요 업체와 제품 Premium Partnership - 하단참조
2010년 연말 내 국내 유명 통신사 및 공사에 공급 예정
고객 사례
파트너
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가트너의 I/O 가상화 정의
“Use Top-of-Rack Switching for I/O Virtualization and
Convergence; the 80/20 Benefits Rule Applies”
 “It delivers 80% (or more) of the benefits of a converged data
center network, with only 20% of the work of a fully
converged network. “
 “It reduces power and cooling problems in the rack.“
 “It preserves the investment in existing switches and storage
arrays..”
 “It avoids the potential political fallout from trying to merge
SAN, server and LAN teams.”
Publication Date: 7 August 2009 ID Number: G00167903
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I/O (Input/Output) 개요
I/O 어댑터 –
Network Adapter
FC SAN Adapter
Graphic Adapter
기타 다수
I/O 케이블
이러한 서버 I/O Architecture는
지난 20년간 큰 변화 없이 계속 사용 !!
각종 스위치 SAN Switch
Network Switch
InfiniBand
서버
서버 내부 I/O 버스 –
Standard PCI Express
각종 Switches
Corporate IT HW Infrastructure
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I/O 가상화란?
기본 개념
1
3
전통적인 서버 I/O 구성에서
I/O 자원을 가상화 Appliance로 통합
2
서버에서 I/O 자원을 분리
4
표준 *PCIe로 연결 후 최대 서버
16대와 I/O 자원을 통합 및 공유
* PCIe = PCI Express
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I/O 가상화란?
VirtenSys 가상화 I/O Appliance 적용단계
일반적 구성
• 중복 및 복수 구성
• 각 서버 당 I/O 어댑터 필요
• 복잡한 케이블링
Step 1
• VirtenSys Appliance 내에 I/O
어댑터를 통합
• 네트워크 및 스토리지 케이블 통합
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Step 2
•
VirtenSys 가상화 Appliance 연결
• 가상화 Software로 Configuration
I/O 가상화란?
연결 방법
서버에 PEC 장착(서버와 가상화 Appliance연결)
Servers
연결당 20-40Giga 속도
Redundant
Power Supply
I/O 가상화 대상 I/O 자원
-10Giga NIC
-4/8 Giga SAN 어댑터
Service LAN
Connection
Server Connect Cards
기존 환경과 100% 호환
SAN
SAN Switch
N/W Switch
NAS
DAS
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I/O 가상화 구현방법 - 1
한 개의 I/O Adapter를 다수의 가상화 Adapter로
Servers
각각 독립된, 복수개의 가상화 I/O Adapter 생성
– 최대 16대, 모든 가상화 Adapter들은
unique MAC address 또는 WWPN 가짐
PCIe Cable
한 개의 물리적인
Adapter
PCIe Switch ASIC
(IOVE)
Co-processor VPC
(HW virtualization)
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I/O 가상화 구현방법 - 2
서버당 다수의 가상화 I/O Adapter를 할당
Servers
I/O 가상화 솔루션으로,
• 서버당 다수의 가상화 I/O Adapter를 할당
함으로써 서버의 I/O Performance 증대
• 각각의 가상화 I/O Adapter는 필요에 따라
사용자가 Bandwidth를 조정하여 서버에 필
요한 만큼 I/O를 할당 - I/O 통합 관리구현
• I/O Adapter는 업계 평균사용률 15%정도
로 여러 개의 가상화 Adapter를 생성할 경
우 90%이상의 peak-level utilization을 실현
여러 개의 가상화 I/O Adapter를
서버에 할당 – 서버에서는
물리적으로 직접 장착된
Adapter처럼 보임
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Virtensys 제품 개요
제품 구성
VIO
4001 &4004
(기본형)
VIO
4008
(확장형)
•
•
•
•
서버 최대 16대 지원
PCI Express (20Gbps/40Gbps) 지원
Ethernet NIC, iSCSI, FCoE, FC 가상화 (4001 only)
Dual port 10G NIC / Dual port HBA
•
•
•
4001의 기본 사양을 포함
Ethernet NIC, iSCSI, FCoE, FC 및 SAS/SATA 가상화
Dual port 10G NIC / Dual port HBA / RAID
Adapter
8 Hot-plug Disk Drive Bays
•
Option
Module
•
•
•
•
•
PEC(PCI Express Extention Card) : 서버에 설치 / Single Port
SCC(Server Connection Card) : VIO 스위치에 설치 / Dual Port
DAS Adapter : 6Gbps SAS/ SATA RAID Adapter
LAN Adapter : 10Gb Ethernet / Dual Port
HBA Adapter : 4/8 Gb FC Adapter / Dual Port
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Virtensys 제품 세부 사양
제품 스펙
제품사양
항목
하드웨어
2U Rack Mount (4001,4004, 4008 공통), 8 Hot-plug Disk Drive Bays(4008 모델)
최대 가상화 서버 수
16 대
가상화 가능 Adapter
기본 4개/최대 8개 PCI Express Type Adapter
제공 가상화 Adapter
관리소프트웨어
업그레이드
HA (High Availability) 지원
호환성
기타
• Dual port 10기가 NIC / Dual port FC 4/8 기가 Adapter
• SAS/SATA RAID3/6Gbps (4008 모델)
CLI, API, SNMP 지원 / Local & Remote
All SW/FW, Adapter Type support, & Safe Recovery
Local/Remote & In/Out of Band
• Switch level: 두 대의 VIO Switch로 Active/Active Fail Over 구성 가능
• Server와 VIO Switch간 Full Mesh HA 구성 가능
x86 CPU 가 장착된 모든 서버
FCoE 지원
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제품 특장점 - VirtenSys Native IOV 장점
 서버에 대한 변경 사항 No !!
• NO 전용 hardware 장치 or Software Drivers
• NO Operating System, Applications 변경
 기존 Infrastructure에 대한 변경 사항 No !!
• NO 별도의 전용 Network 추가 및 구성 vs InfiniBand
• NO 서버의 Native PCI Express 사용으로 추가 IT 비용
Virtensys VIO Switch는 PCI Express 표준 방식을 사용하여 모든 서버 Vendor와
호환성을 가진 가격 대비 최고 성능을 제공하는 I/O 가상화 솔루션 입니다.
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제품 특장점 - Virtensys 가상화 Switch 클라우딩
 I/O Infrastructure를 Remote로 관리
 Integrated Management Engine
• Web-based 또는 Command Line
Interface(CLI)로 모든 I/O resource들을 관리
 Once Wired. Reconfigure At Will
Web-based Console
Embedded in each Virtual I/O Switch
• 기존처럼 각각의 서버에 I/O adapter들을
장착하지 않고 PCI Express Native 연결로 I/O
Resource들을 신규 서버 및 기존 서버에 할당,
제거, 추가 가능
• 매우 편리한 구성 작업
• 가상화 구성 환경에 대한 간편한 백업 및 복구
가능
 기존 Data center와의 통합 관리
• Scriptable Command Line Interface 지원
• Data Center 통합 관리에 편리한 SNMP 지원
 장애 감지 기능
• IPMI 2.0 for Active System Health Monitoring
• SNMP Traps and Alerts
• Alerts and Events for Monitored Components
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제품 특장점 - Bandwidth 할당 (QoS)
 Virtual I/O Adapter는 I/O Resource 성능을 최대
peak level까지 사용 가능하게 함
 Virtual I/O Adapter는 Physical I/O Adapter를
0-100% 사이 Bandwidth를 조정 가능
 Virtual I/O Adapter는 최소 사용 Bandwidth로
구성한 후, Application need에 따라 동적으로
조정 가능(3Q 지원 예정)
 Virtual Storage Adapter들은 I/O Bandwidth를
공유하며 Virtensys의 최적화된 I/O 관리 기술로
최적화 된 성능 제공
 서버 Multi-pathing등 I/O Management
Software와 Network Switch의 NIC teaming과
같은 기능에 대한 호환성을 제공
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제품 특장점 - High Availability 구성 사례
Redundant Adapters
Redundant Ports
Redundant Switches
 Virtual adapters (vNIC, vFC
HBA)는 Dual Port 장착
 이중화 Network Path 구성
• Dual Port Ethernet Adapters
• Dual Port DC HBA
 Options for Dual Ports
• vNIC Teaming
• vFC HBA Multipathing
 서버 한대에서 2개의 Virtual
Adapters 구성
 각각의 Virtual Adapter들은
물리적으로 다른 VIO 연결을
가짐
 Options for 2-4 Network Ports
• vNIC Teaming
• vFC HBA Multipathing
 서버 한대에서 2개의 Virtual
Adapter를 서로 다른 VIO
Switch에 연결
 이와 같이 VIO Switch를
Active/Active, Active/Passive로
구성
 Options for 2-4 Ports
• vNIC teaming
• vFC HBA multipath
Virtensys 가상화 I/O는 업계 표준의 HA 를 포함한 다양한 HA 구성을 제공합니다.
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제품 활용 방안 - 비용/성능 최고의 10GbE Upgrade 솔루션
Servers
(Rack or Blades)
Virtual NIC
Physical 10GbE
Adapters
20%
10%
10 GbE
Adapter
10 GbE
Switch or
Router
60%
10%
Unique MAC address
Network
Resources
IOV Shared Device
각 서버당 복수개의 10 Giga Adapter들을 할당함으로써,
High Performance Computing을 가능하게 함 – InfiniBand 대체
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제품 활용 방안 - SAN 환경에서의 FC HBA의 최적화
Servers
(Rack or Blades)
Virtual FC HBA
Physical Adapters
SAN Switch –
Option !
10%
10%
FC
HBA
FC SAN
60%
20%
Unique WWN
Subset of Virtual Ports
IOV Shared Device
Storage Solutions
VirtenSys I/O 가상화 Appliance로 복수대의 서버들이 동시에 Storage
System과 연결할 수 있으므로, SAN 스위치와 복잡한 케이블링이 필요 없음
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제품 활용 방안 - 서버 가상화 솔루션의 I/O 병목 해결
Server 1
Server n
Server 2
App +
Hosted OS
App +
Hosted OS
App +
Hosted OS
App +
Hosted OS
App +
Hosted OS
App +
Hosted OS
Virtual IO
Virtual IO
Virtual IO
Virtual IO
Virtual IO
Virtual IO
SW IO Virtual layer
Hyper Visor
(vmWare, Xen, etc)
Virtual
Funct.
Virtual
Funct.
Standard IO
physically
Virtualized
VirtenSys
IOV Switch
IOV Switch
Virtual
Funct.
Hyper Visor
(vmWare, Xen, etc)
SR IO physically
Virtualized
Vmware, Citrix 등 업계 표준
가상화 제품들과 함께
최적의 가상화 솔루션 구현
I/O Bottleneck 발생시 I/O Adapter들을 추가 할당
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제품 활용 방안 - 저전력, 저탄소, 저비용, Green IT 구현
I/O Virtualization System:
• 서버의 IO Adapter들을
통합하고 이를 공유시킴
• 별도의 Device Driver나
Software 설치가 필요 없음
40Gb Enet
(4x 10Gbe
uplink)
32 Gb SAN
(4x 4Gb FC
connection)
Dynamically allocate
shared I/O devices and
available bandwidth
1 x rack
with 32x 1U
servers
I/O가상화 구축 시
Blade/Rack 서버를
활용, 공간활용도
극대화
2 racks with
16 x 2U servers
Increases
I/O utilization
by up to 80%
Reduce cables
by up to 75%
Reduce I/O Space,
Power and Cooling
more than 50%
가상화 주요 대상
서버 댓수
총 I/O Component들의 갯수
Total I/O Power
Total I/O Cost (SRP)
전통적인 데이터 센터의
구성환경
Virtensys I/O
가상화 구성
절감효과
32x 2U
32x 1U
One Rack
200
90
55%
~3984 Watts
~716 Watts
82%
$281,208
$107,600
62%
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현. 데이터 센터의 당면과제
 I/O 사용의 가파른 증가 추세


Multi Core CPU, OS 가상화, 10Giga
Network 도입필요
대용량스토리지 증설 (TCO 증가 초래)
 저비용, 저전력, 저탄소 전략 필요


다양한 I/O Adapter, Cable, Switch 기기
도입으로 Power 와 Cooling 설비의
지속적인 대형화로 비용 발생
서버가격에 I/O Adapter 구입비중 증가
; 서버 수에 따른 비례적 비용 증가
 I/O 자원의 비효율적 사용


데이터 센터 I/O 인프라의 평균 사용률은
업계 평균 15% 정도
전체 자산 중 I/O 관련 기기의 자산이 높은
비중 차지
 관리상 문제점/ 서비스 수준 저하


복잡한 IT 인프라로 인한 Hardware
장애포인트 증가 및 사용자 실수로 인한
치명적 장애포인트 잠재
IT장애 보고서에 따르면 인적자원
실수요인이 증가추세
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현. 데이타센터 구성도
 서비스에 따른 서버운용(현재)
복잡한 운영, 유지보수, 고비용
Infrastructure Servers
사용용도:
웹서비스, 메일서버, 파일서버, 프
린터서버, 검색서버, Active 디렉
토리, 캐쉬서버 등.
Servers
Internet
&
Clients
Aggregation
NW Switch
사용용도:
전자상거래, MRP, ERP, 금융서비스,
웹서비스 등.
사용용도:
Database, Info Query, Data
Mining, CRM, Batch Job 업무 등.
- 특징
-특징
도입 서버 수가 많음
고가의 서버, 고성능 사양
I/O는 Ethernet + FC + DAS
Storage Area Network (SAN)
서버 HA 필요
도입 서버 수가 비교적 많지 않음
고가의 서버, 최고 사양의 서버
I/O는 Ethernet + FC + DAS
Storage Area Network (SAN)
서버 및 Storage HA 필요
SAN Storage
Aggregation
NW Switch
Servers
Servers
도입 서버 수가 아주 많음
저가 서버
I/O는 Ethernet, Direct Attached
Storage (DAS) 사용
High Availability 구성 불필요
Database Servers
Servers
-특징
Application Servers
Aggregation
NW Switch
Aggregation
NW Switch
Aggregation
FC Switch
NAS Storage
Aggregation
FC Switch
Corporate Network (Backbone)
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I/O 가상화 도입시
용도에 관계없이 단일 Server Platform으로
관리비용, 유지보수, 서버 증설 용이
Infrastructure
Servers
• 각 서버당 I/O Adapter 도입 불필요
• 사용량에 따른 I/O 연결
High density,
• 사용량에 따른 Bandwidth
I/O-less,
• N+1 redundancy 지원
Diskless,
• 간편한 I/O Adapter 배분
Servers
• 각 서버에 따른 차별적 I/O Adapter 할당
• 효율적이고 최적화된 IT 자원 운영
Application
Servers
Database
Servers
HW Appliance로
가상화 구현
Virtual I/O Cloud
Corp. SAN
(storage)
VirtenSys
IOV Appliance
Internet
&
Clients
vDAS
Corporate Networks (LAN)
Corporate Networks (SAN)
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I/O 가상화 기술은
현재 IT Infrastructure에서
해결하기 어려운 주요 이슈들을
풀어줄 Key Solution
I/O needs - Consolidation, virtualization, remot
e management, scalability, energy efficiency, de
nsity, availability, serviceability
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주요 레퍼런스
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supplying the global electronics market with
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