Логический раздел ( LPAR ) — это подмножество аппаратных ресурсов компьютера, виртуализированное как отдельный компьютер. По сути, физическая машина может быть разделена на несколько логических разделов, каждый из которых содержит отдельный экземпляр операционной системы . [ 1]
IBM разработала концепцию гипервизоров ( виртуальных машин в CP-40 и CP-67 ) и в 1972 году представила ее для S/370 как Virtual Machine Facility/370 . [2] IBM представила инструкцию Start Interpretive Execution (SIE) (разработанную специально для выполнения виртуальных машин) в 1983 году как часть архитектуры 370-XA на IBM 3081 , а также версии VM/XA для ее использования.
Multiple Domain Facility (MDF) корпорации Amdahl был представлен в 1982 году. [3] IBM представила свой функционально похожий PR/SM в 1988 году, реализованный на ее архитектуре ESA/370 , выпущенной в том же году с процессорами IBM 3090. [4] PR/SM (Processor Resource/System Manager) — это гипервизор типа 1 ( монитор виртуальной машины ), который позволяет нескольким логическим разделам совместно использовать физические ресурсы, такие как ЦП , память, каналы ввода-вывода и интерфейсы LAN; LPAR могут совместно использовать устройства ввода-вывода, такие как устройства хранения данных с прямым доступом (DASD). PR/SM интегрирован со всеми машинами IBM System z . Формально LPAR обозначает режим работы или отдельный логический раздел, тогда как PR/SM — это коммерческое обозначение функции. [1] : 83
Технология LPAR на основе MDF продолжала разрабатываться отдельно компаниями Amdahl и Hitachi Data Systems , частично для их реализаций новой архитектуры ESA/370, которая характеризовалась введением регистров доступа , что позволяло использовать несколько пространств данных, адресуемых одним адресным пространством .
IBM впоследствии продолжила разработку LPAR с 64-битной архитектурой System z . Реконфигурации LPAR и PR/SM могут быть выполнены без перезагрузки компьютера, т. е. в то время как некоторые LPAR остаются активными. Реконфигурации могут включать изменение определений путей каналов и определений устройств.
IBM представила связанную, упрощенную, дополнительную функцию под названием Dynamic Partition Manager (DPM) на своих машинах IBM z13 и IBM LinuxONE первого поколения. DPM предоставляет веб-интерфейсы пользователя для многих задач конфигурации и мониторинга, связанных с LPAR.
z/VM поддерживает функцию z/Architecture HiperSockets для высокоскоростной связи TCP/IP между виртуальными машинами и логическими разделами (LPAR) в пределах одного сервера IBM zSeries. Эта функция использует адаптацию высокоскоростного протокола ввода-вывода Queued-Direct Input/Output (QDIO).
IBM представила LPAR для своих серверов AS/400 (позже названных iSeries) и pSeries на базе PowerPC в 1999 и 2001 годах соответственно [5] , хотя и с различными техническими характеристиками. Эти системы используют PHYP (гипервизор POWER) для включения своих функций LPAR примерно с 2000 года в системах POWER4. Эта поддержка продолжается в IBM Power Systems .
С LPAR совместимы несколько операционных систем, включая z/OS , z/VM , z/VSE и z/TPF на мэйнфреймах, AIX и IBM i на IBM Power Systems, а также Linux на обеих платформах.
В системах хранения данных , таких как IBM TotalStorage DS8000, LPAR позволяют нескольким виртуальным экземплярам массива хранения существовать в одном физическом массиве.
В начале 2010 года Fujitsu объявила о доступности своей линейки серверов x86-64 PRIMEQUEST, [6] которые поддерживают LPAR. В конце 2011 года Hitachi объявила о доступности блейд-систем CB2000 и CB320, [7] которые поддерживают LPAR на оборудовании x86-64 .
Логическое разбиение разделяет аппаратные ресурсы. Два LPAR могут получать доступ к памяти из общей микросхемы памяти, при условии, что диапазоны адресов, напрямую доступных каждому, не перекрываются. Один раздел может косвенно управлять памятью, управляемой вторым разделом, взаимодействуя с процессом в разделе с прямым доступом, который действует как посредник. ЦП могут быть выделены для одного LPAR или совместно использоваться. В то время как в MDF (Multiple Domain Facility) Amdahl можно было настроить LPAR как с общими, так и с выделенными ЦП, это больше невозможно ни с одним мэйнфреймом, представленным на рынке в настоящее время.
На мэйнфреймах IBM LPAR управляются средством PR/SM или связанным, дополнительным, упрощенным средством, называемым Dynamic Partition Manager (DPM). Все 64-битные мэйнфреймы IBM, за исключением 64-битных моделей первого поколения (z900 и z800), работают исключительно в режиме LPAR, даже если на машине есть только один раздел. Несколько LPAR, работающих под управлением z/OS, могут образовывать Sysplex или Parallel Sysplex , как на одной машине, так и распределенных по нескольким машинам. [8]
На оборудовании IBM System p POWER разделы LPAR управляются PHYP ( гипервизор POWER ). [9] PHYP действует как виртуальный коммутатор между разделами LPAR, а также обрабатывает виртуальный трафик SCSI между разделами LPAR. Микроразбиение поддерживает в 10 раз больше разделов LPAR, чем процессоров с дробным распределением. Оно было введено с процессором POWER5 . Все системы IBM POWER5 , POWER6 и последующие могут быть разделены. Обратите внимание, что можно определить полный системный раздел, где все ресурсы потребляются одним разделом. Серверы System P с включенным PowerVM позволяют разделам LPAR с общими процессорами делегировать свои неиспользуемые циклы в общий пул. Выделенные процессоры недоступны для совместного использования. Неиспользуемые циклы становятся доступными для других разделов и регулируются параметрами, указанными при определении LPAR. Изменения в работающем разделе могут быть сделаны динамически до максимального установленного значения и до минимального установленного значения в активном профиле. Изменение распределения ресурсов без перезапуска логического раздела называется динамическим логическим разделением . IBM PowerVM — это лицензированная/приобретенная функция, которая включает функции виртуализации на серверах серий p4, 5, 6, 7 и последующих. [10]
Используя Intel vPro (т.е. неравномерный доступ к памяти ), существуют также реализации логического разбиения на основе Intel Xeon, например, Hitachi Data Systems . [11]
LPAR (с достаточной сертификацией) безопасно позволяют объединять несколько тестов, разработок, контроля качества и производственных работ на одном сервере, предлагая такие преимущества, как более низкие затраты, более быстрое развертывание и больше удобства. LPAR мэйнфреймов IBM сертифицированы по Common Criteria EAL 5+ , эквивалентны физически неподключенным серверам, поэтому они поддерживают самые высокие требования безопасности, включая военное использование. Почти все мэйнфреймы IBM работают с несколькими LPAR, при этом IBM System z9 и IBM System z10 поддерживают до 60 LPAR, а более поздние модели — до 85. [8]