High availability using virtualization

Abstract

High availability has always been one of the main problems for a data center. Till now high availability was achieved by host per host redundancy, a highly expensive method in terms of hardware and human costs. A new approach to the problem can be offered by virtualization. Using virtualization, it is possible to achieve a redundancy system for all the services running on a data center. This new approach to high availability allows to share the running virtual machines over the servers up and running, by exploiting the features of the virtualization layer: start, stop and move virtual machines between physical hosts. The system (3RC) is based on a finite state machine with hysteresis, providing the possibility to restart each virtual machine over any physical host, or reinstall it from scratch. A complete infrastructure has been developed to install operating system and middleware in a few minutes. To virtualize the main servers of a data center, a new procedure has been developed to migrate physical to virtual hosts. The whole Grid data center SNS-PISA is running at the moment in virtual environment under the high availability system. As extension of the 3RC architecture, several storage solutions have been tested to store and centralize all the virtual disks, from NAS to SAN, to grant data safety and access from everywhere. Exploiting virtualization and ability to automatically reinstall a host, we provide a sort of host on-demand, where the action on a virtual machine is performed only when a disaster occurs. -- Garantire un servizio in alta affidabilita' e' da sempre uno dei principali problemi di un centro di calcolo. Fino ad ora servizi di alta affidabilita' erano ottenuti duplicando uno ad uno i vari computer di un centro, metodo altamente dispendioso in termini di hardware e tempo uomo. Un nuovo approccio al problema puo' essere offerto dalla virtualizzazione. Utilizzando la virtualizzazione e' possibile ottenere un sistema di ridondanza per tutti i servizi ospitati da un centro di calcolo. questo nuovo approccio all'alta affidabilita' permette di distribuire le macchine virtuali attive in determinato momento sui soli server attivi e disponibili, sfruttando le caratteristiche del layer di virtualizzazione: accensione, spegnimento e spostamento di macchine virtuali tra gli host fisici presenti. Il sistema (3RC), basato su una macchina a stati finiti con isteresi, offre la possibilita' di far ripartire ogni macchina virtuale su un determinato host fisico, o reinstallare la stessa da zero. Una complessa infrastruttura e' stata realizzata per installare sistema operativo e middleware in pochi minuti. Al fine di virtualizzare i principali servizi di un centro di calcolo e' stata sviluppata una nuova procedura per migrare un host da fisico a virtuale. L'intero nodo Grid SNS-PISA sta al momento girando in ambiente virtuale in alta affidabilita'. Come estensione dell'architettura 3RC, sono state testate diverse soluzioni di storage per salvare e centralizzare tutti i dischi virtuali, da sistemi NAS a SAN, al fine di garantire la sicurezza dei dati e l'accesso da ovunque. Sfruttando la virtualizzazione e la capacita' di reinstallare un computer in modo completamente automatico, viene fornita una sorta di host a richiesta, dove una qualunque azione su una macchina virtuale e' eseguita solo nel momento in cui effettivamente succede il disastro