OpenVZ

Každý kontejner je samostatný subjekt a chová se do značné míry jako fyzický server. Obsahuje vlastní:

• Soubory
  • Systém knihoven, aplikací, virtualizovaný /proc, /sys a zámků, atd.
• Uživatelé a skupiny
  • Každý kontejner má svého vlastního superuživatele (root), stejně jako ostatní uživatele a uživatelské skupiny.
• Strom procesů
  • Kontejner vidí pouze své vlastní procesy (od init). Číslo procesu (PID) je virtualizováno, stejně jako init.
• Síť
  • Virtualizované počítačové síťové rozhraní umožňuje každému kontejneru mít svou vlastní IP adresu, stejně tak jako možnost jejího nastavení přes iptables a směrovací tabulky.
• Zařízení
  • V případě potřeby je možné kontejneru přidělit přímý přístup k zařízení, jako jsou síťové rozhraní, sériový port, diskové oddíly, atd.
• IPC objekty
  • Sdílená paměť, Synchronizace, zasílání zpráv.

Každý kontejner může mít svou vlastní diskovou kvótu, měřeno bloky na disku a nebo počtem nodů (souborů). V kontejneru je možné nastavit kvóty disku pro jednotlivé uživatele nebo skupiny.

Scheduler (plánovač) CPU na OpenVZ je dvoustupňový a zajišťuje rovnoměrné sdílení v rámci stejné úrovně priority zpracování. Na první úrovni se rozhoduje, který kontejner dostane přidělený čas CPU na základě cpuinits. Na druhém stupni je linuxový scheduler priority procesů, který rozhodne o procesu, který se spustí. Hodnoty lze nastavit každému kontejneru individuálně. V čase bude CPU rozděleno úměrně k těmto hodnotám. Případně je možnost nastavit maximální procentuální zatížení CPU daným kontejnerem.

Podobně jako u CPU i I/O operace mají svůj dvoustupňový plánovač (scheduler) s využitím Jens Axboe je CFQ I/O plánovače na druhém stupni. Každý kontejner má přidělenu I/O prioritu a plánovač přiděluje volné pásmo v závislosti na přidělené prioritě. To zabraňuje zablokování I/O kanálu jedním kontejnerem.

Beancounters je soubor čítačů,limitů a záruk jednotlivých kontejnerů. K dispozici je cca 20 parametrů, které jsou určeny k ovládání všech aspektů provozu kontejneru. To má za cíl zabránit alokování všech fyzických prostředků serveru jedním kontejnerem.

Tyto prostředky tvoří hlavně paměť a různé objekty v rámci kernelu hostitelského operačního systému, jako jsou interní procesy, sdílené segmenty paměti a síťové vyrovnávací paměti. Každý zdroj naleznete zde: /proc/user_beancounters. Obsahuje pět hodnot asociovaných do: současného využití, maximální využití (po celou dobu životnosti kontejneru), bariéry, omezení a chybové stavy. Význam omezení a limitů je závislý od nastavených parametrů. Hlavní myšlenkou je oddělení jednoduchých limitů (například v podobě nedostatečného přidělovaného výkonu) a těžkých limitů v podobě přetížení s častým selháním a chybovostí. Tyto problémy kontejneru nám umožňuje odhalit právě /proc/user_beancounters.

Live migrace a funkce bodu obnovy byly implementovány v polovině dubna roku 2006. To umožnilo migrování virtuálních serverů (kontejnerů) z jednoho fyzického serveru na druhý bez nutnosti vypnutí. Bod obnovy znamená zmražení aktuálního stavu disku kontejneru a jeho uložení do souboru, který se přenese na jiný fyzický server s příslušnými kontrolními součty. Poté probíhá synchronizace změn mezi přenesenou verzí a aktuální verzí. Následuje odpojení kontejneru od původního serveru a pokračování zpracování na novém serveru, přičemž zpoždění je natolik mizivé, že se dá hovořit o výpadku v řádu instrukčních cyklů procesoru.

OpenVZ funguje na bázi jednoho systémového vlákna. Jedná se o škálovatelné linuxové jádro, které podporuje až 4096 procesorů a až 64 GB RAM. (Na 32bitových s PAE. Dnes se čím dál častěji setkáme s 64bitovým hardwarem, který je doporučovaný). Jeden kontejner lze škálovat až na celý fyzický server, popřípadě cluster.

Virtualizace na úrovni operačního systému, ke které se řadí i OpenVz má zanedbatelné ztráty výkonu oproti nativnímu systému.

Díky snížení režie jednotlivých fyzických serverů a omezením nevyužitých zdrojů je možné nejenom ušetřit prostředky na provoz serveru, případně nákup hardwaru, ale také zefektivnit údržbu serverů (snížením jejich počtu) díky konsolidaci (kontejnerů) až do 100 % výkonu fyzického serveru.

Správce počítače (root) fyzického OpenVZ serveru (hostitelského systému) má právo nahlížet na všechny běžící procesy a soubory ze všech kontejnerů v systému. To má patřičné výhody, mezi které patří např. aktualizace, které budou mít automaticky vliv na všechny kontejnery, zatímco jiné změny mohou být jednoduše spuštěny na všechny kontejnery pomocí.

Pokud to porovnáme s řízením virtualizovaného prostředí ve VmWaru nebo Xenu s cílem použít aktualizace zabezpečení do více virtuálních serverů, budeme potřebovat mnohem složitější systém, nebo bude nutné, aby se správce přihlásil na jednotlivé stanice a spustil aktualizace (za předpokladu, že nejsou nastavené na automatické spouštění). To je hlavní výhodou u OpenVz v případech, kdy takový systém nelze realizovat.