AIX 6.1 工作负载分区

AIX 中工作负载分区的基本管理

工作负载分区 (WPAR) 是 AIX® 6.1 中一种新的虚拟化特性。本文将帮助您确定 WPAR 是否适合于您的 AIX 工作负载,然后逐步地指导您如何了解更多关于 WPAR 的信息,并开始使用它们。

Jack Alford (alfordja@us.ibm.com), Advisory Human Factors Engineer, EMC

Jack Alford 是 一位 Advisory Human Factors Engineer,他已经在 IBM 工作了 27 年,其工作主要是为 VM 和 AIX 操作系统设计并测试系统管理工具的用户界面,包括 IBM Workload Partitions Manager for AIX。您可以通过 alfordja@us.ibm.com 与他联系。



2007 年 12 月 10 日

AIX 6.1 中的工作负载分区入门

如果您是一名负责维护和使用 IBM® System p™ 服务器的系统管理员,那么您可能对使用逻辑分区 (LPAR) 的虚拟化和服务器整合比较熟悉。使用硬件管理控制台(Hardware Management Console,HMC)或者集成虚拟管理器(Integrated Virtualization Manager,IVM),您可以迅速地定义新的 LPAR、安装 AIX® 或者 Linux®、配置您的操作系统、安装各种应用程序,然后启动新的虚拟服务器。

AIX 6.1 引入了一种新的虚拟化机制:工作负载分区 (WPAR)。在本文中,您将了解有关 WPAR 的基础知识、它们与 LPAR 之间的不同之处,以及如何快速而方便地在您的 AIX 6.1 系统中尝试使用它们。本文还提供了根据经验获得的一些基本规则,以帮助您选择最适合于您的虚拟化方法,并分步指导您创建第一个 WPAR。然后,您将研究一些附加的生命周期管理任务,您可以通过 AIX 命令行或者系统管理界面工具 (SMIT) 来执行这些任务。因为本文的目的是提供概要性的介绍,所以您将看到相关信息的链接,这些信息可以帮助您了解这种新技术的所有技术细节。最后,您将回顾一些更高级的 WPAR 特性,包括使用一种新的管理工具 IBM Workload Partitions Manager for AIX(WPAR 管理器)实现动态应用程序迁移(将正在运行的、基于 WPAR 的应用程序从一个 AIX 系统迁移到另一个 AIX 系统的能力)。

什么是 WPAR 呢?

与 LPAR(在服务器的固件级别进行创建和管理)有所不同,AIX WPAR 是一些软件分区,这些分区由 AIX 操作系统的单个实例进行创建,并共享该实例的资源。这意味着,要创建 WPAR,您必须使用 AIX 6.1,但是您可以在所有支持 AIX 6.1 的 System p 硬件(包括 POWER4、POWER5 和 POWER6 硬件)上创建 WPAR。您并不需要使用 HMC 或者 IVM 来创建或者管理 WPAR。

有两种类型的 WPAR:

  • 系统 WPAR
  • 应用程序 WPAR

系统 WPAR

系统 WPAR 是自主的虚拟系统环境,这些环境拥有它们自己的私有文件系统、用户和组、登录、网络空间和管理域。对用户和应用程序来说,系统 WPAR 看起来几乎和一个完整的 AIX 系统没有两样。它支持各种操作系统服务(如 telnet),因此,如果已经对网络信息进行了配置,那么用户就能够以 root 用户、或者任何其他已定义用户的身份,使用 telnet 连接到系统 WPAR、执行各种命令,以及运行各种应用程序,就像在任何其他的 AIX 系统中一样。

下面介绍了两个简单的示例,在这两种情况下,系统 WPAR 可能会很有价值:

  • 如果您是一位系统管理员,并且所管理的 AIX 系统是在一所大学的计算机科学专业的某个班级中使用,那么您可以为每位学生创建一个系统 WPAR。每个学生都可以是他们自已的私有虚拟环境中的 root 用户,他们可以定义用户、安装各种应用程序、编写程序完成他们班上的作业。如果让某个学生键入 rm –r *,以了解所发生的具体操作,那么将会发现,该操作仅仅只是破坏了他的 WPAR,一个 WPAR 中的灾难性事故不会危害到其他的 WPAR 或者全局 AIX 环境。在学期结束的时候,您可能会运行一个脚本,以删除并清空这个班上所有的 WPAR。
  • 如果您希望建立一个应用程序开发或者测试环境,那么您可以在系统 WPAR 中创建这个环境。您不需要使用一台专门的服务器或者 LPAR,但是如果这个新的环境出现严重的问题,那么任何负面影响将仅限于这个 WPAR。

应用程序 WPAR

应用程序 WPAR 为应用程序及其资源的隔离提供了一种相应的环境,以便在应用程序级别支持检查点、重新启动和重新部署。从本质上说,应用程序 WPAR 是一种对正在运行的应用程序或者进程所进行的包装,以实现隔离性和移动性。它不具备系统 WPAR 所提供的某些系统服务,例如,无法登录或使用 telnet 登录到应用程序 WPAR。当应用程序 WPAR 中所运行的应用程序终止时,这个 WPAR 也将终止并退出。如果您希望支持动态应用程序迁移(也就是说,如果您希望能够将正在运行的应用程序从一个 AIX 系统迁移到另一个 AIX 系统的时候),那么应用程序 WPAR 是最有价值的。您可能希望重新部署应用程序,以避免因执行计划的维护任务而造成的停机时间,或者通过将应用程序移动到一台功能更强大的服务器来提高性能。

WPAR 与 LPAR 有什么不同之处呢?

如前所述,与 LPAR 一样,您不需要访问 HMC 或者 IVM 来创建 WPAR。WPAR 是轻量级的环境,并且安装起来更便捷,因为它们在所处的系统中共享许多文件系统和全局 AIX 系统资源。在使用 LPAR 时,您需要安装完整的操作系统,而系统 WPAR 的创建仅需要安装少量文件系统的私有副本,并且应用程序 WPAR 甚至能够共享更多的全局系统资源。因此,可以在很短的时间内创建 WPAR,而无需使用任何安装介质。对于 WPAR 所进行的管理和维护,应该是比较简单的,因为只需要较少的 AIX 许可证,并且您不需要在诸多的虚拟系统中安装修复和更新程序。有一个命令可用于使用全局系统中相应的文件集来对 WPAR 的文件集进行同步,因此您可以选择将 AIX 修复程序传播到 WPAR、或者使用系统文件的当前版本继续运行。

LPAR 提供了工作负载的高度隔离性,而 WPAR 则可以为特定的工作负载,特别是临时工作负载(如开发或者测试环境),提供“足够的”隔离性。类似地,使用 LPAR,您可以对资源的使用进行更大的控制,例如,通过将整个处理器或者处理器的一部分精确地分配给 LPAR 来实现。对于使用 WPAR,您虽然无法在资源的分配上进行如此精确的控制,但是您可以将目标份额或者 CPU 使用率的百分比分配给一个 WPAR(如果已经使用了 AIX 工作负载管理器,那么您可能非常熟悉这种份额和百分比资源分配方案)。对于内存、进程数目和其他资源的分配,也存在着类似的区别。

使用 WPAR

您是否已经准备好创建您的第一个工作负载分区了呢?要开始后面的工作,您所需要做的的只是能够以 root 身份登录到 AIX 6 系统中,正式的 6.1 产品版本是最新版本,但是如果您已经在 Open Beta Program 期间下载了一个早期的副本,那么您可以使用它来完成基本的 WPAR 操作。

定义一个 WPAR

以 root 用户的身份登录到您的 AIX 6 系统,并运行下面的命令:

mkwpar –n mywpar

要创建一个名为 mywpar 的系统 WPAR,这是您所需要完成的全部工作。在按 Enter 键之后,控制台(该控制台与您在典型的 AIX 安装过程中所看到的控制台非常类似)中将显示一长串消息。几分钟之后,将显示一条消息,后面紧跟着一个命令提示符,这表明已完成了 WPAR 的创建。要验证您的 WPAR 已经创建,可以运行下面的命令,以列出所有已定义的 WPAR:

lswpar

清单 1 显示了一个表格,其中包括您刚创建的、名为 mywpar 的 WPAR。State 字段中的 D 表示该 WPAR 是已定义的(Defined);它已经存在,但是尚未启动。它的类型为 S, 也就是说,它是一个系统 WPAR,因为在缺省情况下,mkwpar 命令将创建系统 WPAR。另外,在缺省情况下,其主机名与 WPAR 名相同,并且所有的 WPAR 文件集的基本目录都位于 /wpars/<wpar name>。

清单 1. lswpar 命令输出
# lswpar
Name    State  Type  Hostname  Directory
---------------------------------------------
mywpar  D      S     mywpar    /wpars/mywpar
#

要启动您的新 WPAR 并进行登录,可以运行下面的命令:

startwpar mywpar

再次运行 lswpar 命令,其输出将说明 WPAR 的状态由 D 变为 A(表示活动状态 Active)。

您还没有为这个 WPAR 定义网络信息,因此,除非您为 WPAR 所选择的名称已经可以解析为一个有效的网络地址,否则您可能无法进行任何类型的网络登录。既然您仍然在系统控制台中,那么可以使用控制台登录到这个新的 WPAR:

clogin mywpar

这时将显示 AIX 欢迎消息和命令提示符。您已经创建、启动并登录您的第一个 WPAR!运行 hostname 命令,以进行确认。

从此时起,您就可以运行大部分的 AIX 命令、定义其他的用户、执行在完整的 AIX 系统可以执行的大部分操作。

在您登录这个 WPAR 之后,有一点非常重要,请务必牢记:您不能从这个 WPAR 中访问全局系统、或者任何其他的 WPAR。因此,一些熟悉的命令或者 SMIT 菜单将无法正常工作,或者它们可能会把事情搞得一团糟。例如,如果您输入 hostname 命令,那么它将返回 WPAR 的名称,而不是全局 AIX 系统的主机名。现在,通过键入 exit 命令,让我们先退出这个 WPAR,并返回到全局 AIX 环境。然后,要停止这个 WPAR,您只需要键入下面的内容:

stopwpar mywpar

使用 SMIT 来更改 WPAR 的属性

如何使用 SMIT 为新的 WPAR 定义一个 IP 地址呢?当然,您还可以使用命令行来完成这项工作,因为 SMIT 就是一个命令处理程序。在全局 AIX 命令行中,键入 smit,以显示初始 SMIT 菜单。您将看到一个新的菜单选项 Workload Partition Administration

在选择 Workload Partition Administration 之后,您将看到以下三个选项:

List All Workload Partitions
 Administer SYSTEM Workload Partitions
 Administer APPLICATION Workload Partitions

第一个选项 List All Workload Partitions,将执行 lswpar 命令,以显示您的系统中所有已定义的 WPAR。选择 Administer SYSTEM Workload Partitions,以便对您刚才定义的 WPAR 进行管理。这个选项将显示下面的子菜单:

List System Workload Partitions
Create a System Workload Partition or Specification File
Start / Stop / Reboot a System Workload Partition
System Workload Partition Software Maintenance
Change / Show System Workload Partition Characteristics
Remove a System Workload Partition
System Workload Partition Backup Manager

您并不需要创建一个 WPAR,因此可以选择 Change / Show System Workload Partition Characteristics,它将产生下面的子菜单:

Change / Show General Characteristics
Change / Show Network Interfaces
Change / Show File Systems

第一个选项 Change / Show General Characteristics,将显示一个输入面板,该面板允许您查看或更改基本的 WPAR 属性,如 WPAR 名、主机名、启动选项和更多的高级设置,包括资源控制和安全设置。您将对网络设置进行相应处理,因此选择 Change / Show Network Interfaces,该选项将产生下面的数据条目字段:

                                                       [Entry Fields]
*   Workload Partition Name                            []                      
+  Network INTERFACE                                                          
+
*             Internet ADDRESS (dotted decimal)        []
                Network MASK                           []
  1. Workload Partition Name 字段中,键入或者选择 WPAR 的名称。
  2. Network INTERFACE 字段中,按 F4 或者 Esc+4,以显示可用网络接口的列表。选择您希望使用的接口,然后在剩余的字段中输入有效的 IP 地址和网络掩码。

如果您打算定义大量的 WPAR,那么您将需要提前确保网络中存在一组可用的主机名和 IP 地址。

在填写完添加网络接口的面板之后,通过使用 SMIT 菜单、或者在命令行中执行 startwpar 命令,您可以启动 WPAR。在 WPAR 启动之后,您应该可以使用 telnet 进行远程登录。不要忘记设置 root 用户的密码,以及通常在设置新的 AIX 系统时所采取的任何其他安全措施。您可能还希望向全局系统中的 /etc/hosts 文件添加一行内容,包含新 WPAR 的主机名和 IP 地址。

现在,您可以从系统控制台、或者以远程的方式登录到这个新的系统 WPAR,您可以像在任何新的 AIX 系统中那样进行各种各样的工作:创建用户、创建新的文件系统、或者安装软件。关于软件的安装,您可以使用 NIM 来执行网络安装。或者,您可以将 CD-ROM 文件系统添加到 WPAR,从而允许您使用附加到该物理服务器的 CD-ROM 在 WPAR 中安装软件。

创建并使用应用程序 WPAR

创建应用程序 WPAR 与创建系统 WPAR 非常类似。然而,您需要使用 wparexec 命令(而不是 mkwpar 命令),这个命令将创建 WPAR,并且还将启动其中所包含的应用程序。如前所述,应用程序 WPAR 仅在应用程序进程运行期间存在。一旦该进程终止,那么 WPAR 也将停止、并被清除。

要创建一个(不是非常重要)名为 mywpar 的应用程序 WPAR,并使其睡眠 100 秒,可以输入下面的命令:

wparexec –n myappwpar /usr/bin/sleep 100 &

在按 Enter 之后,将显示几条消息,说明正在启动 WPAR,并且正在装入文件系统。如果您键入 lswpar 命令,那么将显示下面的信息:

# lswpar
Name       State  Type  Hostname   Directory
---------------------------------------------
myappwpar  A      A     myappwpar  /
#

这些信息说明,已存在一个命名为 myappwpar 的 WPAR,它处于活动状态,并且它是一个应用程序 WPAR。在 100 秒之后,将显示一条消息,说明系统正在关闭所有的 WPAR 进程。再次输入 lswpar,以验证这个 WPAR 不复存在。

WPAR 管理器

IBM Workload Partitions Manager for AIX(WPAR 管理器)是一种平台管理解决方案,它为在一组运行 AIX 6.1 的托管系统中管理工作负载分区提供了一个集中式的控制点。这些托管系统可以是位于同一个物理服务器中的 LPAR,也可以位于多个不同的物理服务器中。使用 WPAR 管理器,您可以监视多个托管的 AIX 系统中的多个 WPAR 的运行状况和状态。您还可以执行所有的基本 WPAR 生命周期操作,包括创建、查看和管理属性,以及启动、停止和删除。

WPAR 管理器还支持在一组托管服务器的系统中对 WPAR 进行重新部署。WPAR 管理器支持下面两种类型的重新部署:

  • 手工重新部署,这种类型的重新部署任务由用户发起。
  • 基于策略的重新部署,这种类型的重新部署由 WPAR 管理器发起,根据重新部署策略中所定义的工作负载条件进行重新部署。

WPAR 管理器并不是 AIX 中的一部分,它是一个需要单独购买的许可程序(程序编号为 5756-WPM)。但是,如果您正在使用 Open Beta Program 期间下载的 AIX 6 映像,那么您可能拥有该测试版中附带的 WPAR 管理器的早期版本。本文仅介绍 WPAR 管理器的一些主要功能。后续文章将对它的工作方式以及使用方法进行更为详细地描述。

多系统管理

使用 WPAR 管理器对多个 AIX 系统中的 WPAR 进行管理,需要进行两项初始安装和配置步骤。首先,在您的环境的 AIX 系统中,安装并配置管理服务器软件。然后,在每个需要使用 WPAR 管理器进行管理的 AIX 系统中安装 WPAR 管理器代理软件。然后,必须对代理进行配置,以便与特定的管理服务器共享 WPAR 数据。在配置并启动了 WPAR 管理器和代理组件之后,WPAR 管理器将自动地发现所有的托管系统,并开始在内部数据库中记录这些代理所传输的数据。

在 WPAR 管理器的一个主要的资源视图 中,显示了所有托管的 AIX 系统,即已经安装了 WPAR 管理器的代理软件,并配置为与 WPAR 管理器服务器进行通信的所有 AIX 系统。这个视图提供了关于每个托管系统的相关特征的信息,包括其当前的运行状态,以及与 WPAR 管理器之间的连接性。从这个视图中,您可以详细地了解任何托管系统中所定义的所有 WPAR。您还可以创建和删除 WPAR,并执行任何其他的生命周期任务。

图 1. WPAR 管理器系统视图
WPAR 管理器系统视图

另一个主要的资源视图显示了您的管理环境中定义的所有 WPAR。该列表中的 WPAR 可能处于下面的几种状态之一:

  • 在一个托管的系统中处于活动状态。
  • 已部署到一个托管的系统中,但当前没有运行。
  • 没有进行部署,也就是说,在 WPAR 管理器的数据库中进行了定义,但尚未部署到任何托管系统中。

还有几种其他的过渡状态和错误状态。

图 2. WPAR 管理器 WPAR 视图
WPAR 管理器 WPAR 视图

除了主要的资源视图和关联的任务面板之外,WPAR 管理器还提供了一些向导和功能强大的用户界面,用于创建 WPAR 和 WPAR 组,以及将 WPAR 从一个系统重新部署到另一个系统。还有一些其他面板,可用于查看已发起的任务的状态、并且在经过一段时间后对 WPAR 的性能进行监视。

动态应用程序迁移

动态应用程序迁移是将 WPAR 从一个宿主系统重新部署到另一个宿主系统的能力,而无需重新启动这个 WPAR 中运行的任何应用程序或者进程。(动态应用程序迁移是在市场推广材料中看到的术语,而在 WPAR 管理器的用户界面中,则使用术语重新部署。)请注意,不要将动态应用程序迁移与另一个最近提出的 POWER6 服务器特性(动态分区迁移)相混淆。分区迁移指的是将正在运行的整个 AIX LPAR 从一个物理服务器迁移到另一个物理服务器的能力。作为一种基于硬件的功能,仅在 POWER6 硬件上提供了对分区迁移的支持;而所有支持 AIX 6 的硬件都支持应用程序迁移。

在使用 WPAR 管理器重新部署 WPAR 时,将为所有的进程设置检查点,然后在目标系统中重新启动,从而对应用程序或者 WPAR 用户产生最小的影响。尽管可以使用 AIX 命令为 WPAR 设置检查点,将重要的文件复制到另一个系统,然后在目标系统中重新启动 WPAR,但这项任务并不是非常容易的,并且可能由于用户的错误而导致重新部署任务的失败。使用 WPAR 管理器对 WPAR 进行重新部署的另一个重要原因是,它还提供自动恢复机制。如果重新部署任务失败(无论是因为何种原因),那么 WPAR 管理器都可以成功地将 WPAR 恢复到原始的位置和状态。通过图形用户界面中所显示的日志文件和任务状态,您可以了解一项任务是否失败,并且还提供了 stderr 输出,以帮助您了解何处出现了问题。

基于策略的重新部署

WPAR 管理器还可以监视 WPAR 中运行的工作负载的性能,并将这些工作负载重新部署到不同的 AIX 系统中,以便提高性能。例如,如果在一个 WPAR 或者一组 WPAR 中,CPU 或者内存使用率的平均值高于您所指定的某个值,那么 WPAR 管理器会尝试将一个或者多个 WPAR 重新部署到数据中心中功能更强大、或者更空闲一些的服务器中。关于策略引擎工作方式的详细机制,已超出了本文的范围,但在后续文章中将对其进行介绍。

WPAR 管理器信息中心

在 WPAR 管理器的任何面板中,通过单击 WPAR 管理器浏览器窗口顶部的 Help 链接,可以进入 WPAR 管理器信息中心。AIX 信息中心提供了相同的资料,请查看“IBM Workload Partitions Manager for AIX”标题下面的内容(请参见参考资料)。

通过单击任何活动 WPAR 管理器页面右上角的问号图标,您可以获得针对不同页面的帮助信息。这个页面提供了如何与正在查看的页面进行交互的详细信息。

结束语

在本文中,您了解了 AIX 6.1 中工作负载分区的一些基础知识:

  • WPAR 是基于软件的分区,它对 System p 服务器的基于硬件的 LPAR 进行了扩展和补充。
  • 有两种类型的 WPAR:系统 WPAR 和应用程序 WPAR。其中哪一个更适合于您,这取决于您在工作负载隔离性、移动性,以及您所需的操作环境的完整性等方面的需求。
  • 您可以使用 AIX 命令或者 SMIT 快速地创建 WPAR。
  • 您可以使用一些其他命令和 SMIT 菜单来修改、启动、停止或者删除 WPAR。
  • WPAR 管理器是一个独立许可程序,它将 WPAR 管理扩展到多个系统,并支持将 WPAR 从一个系统重新部署到另一个系统。

本文对相关的信息进行了介绍,目的是鼓励您在 AIX 6.1 环境中尝试使用 WPAR,并亲自了解这种新的虚拟化功能能够为您提供什么样的帮助。

参考资料

学习

获得产品和技术

  • IBM 试用软件:从 developerWorks 可直接下载这些试用软件,您可以利用它们开发您的下一个项目。

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Zone=AIX and UNIX
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ArticleTitle=AIX 6.1 工作负载分区
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