Una partición lógica ( LPAR ) es un subconjunto de los recursos de hardware de una computadora, virtualizado como una computadora separada. En efecto, una máquina física puede dividirse en múltiples particiones lógicas, cada una de las cuales aloja una instancia separada de un sistema operativo . [1]
IBM desarrolló el concepto de hipervisores ( máquinas virtuales en CP-40 y CP-67 ) y en 1972 lo proporcionó para el S/370 como Virtual Machine Facility/370 . [2] IBM introdujo la instrucción Start Interpretive Execution (SIE) (diseñada específicamente para la ejecución de máquinas virtuales) en 1983 como parte de la arquitectura 370-XA en el IBM 3081 , así como versiones VM/XA de VM para explotarla.
El Multiple Domain Facility (MDF) de Amdahl Corporation se introdujo en 1982. [3] IBM introdujo su PR/SM funcionalmente similar en 1988, implementado en su arquitectura ESA/370 lanzada ese año con los procesadores IBM 3090. [4] PR/SM (Processor Resource/System Manager) es un hipervisor de tipo 1 (un monitor de máquina virtual ) que permite que múltiples particiones lógicas compartan recursos físicos como CPU , memoria, canales de E/S e interfaces LAN; las LPAR pueden compartir dispositivos de E/S como dispositivos de almacenamiento de acceso directo (DASD). PR/SM está integrado con todas las máquinas IBM System z . Formalmente, LPAR designa el modo de operación o una partición lógica individual, mientras que PR/SM es la designación comercial de la característica. [1] : 83
La tecnología LPAR basada en MDF continuó siendo desarrollada por separado por Amdahl y Hitachi Data Systems , en parte para sus implementaciones de la nueva arquitectura ESA/370, que incluyó la introducción de registros de acceso que permitían el uso de múltiples espacios de datos direccionables por un único espacio de direcciones .
Posteriormente, IBM continuó con el desarrollo de LPAR con su arquitectura System z de 64 bits . Las reconfiguraciones de LPAR y PR/SM se pueden realizar sin reiniciar la computadora, es decir, mientras algunas LPAR permanecen activas. Las reconfiguraciones pueden incluir cambios en las definiciones de rutas de canal y de dispositivo.
IBM introdujo una función opcional, simplificada y relacionada llamada Dynamic Partition Manager (DPM) en sus máquinas IBM z13 y IBM LinuxONE de primera generación. DPM proporciona interfaces de usuario basadas en la Web para muchas tareas de configuración y monitoreo relacionadas con LPAR.
z/VM admite la función HiperSockets de z/Architecture para la comunicación TCP/IP de alta velocidad entre máquinas virtuales y particiones lógicas (LPAR) dentro del mismo servidor IBM zSeries. Esta función utiliza una adaptación del protocolo de E/S de alta velocidad QDIO (Queued-Direct Input/Output).
IBM introdujo las LPAR en sus servidores AS/400 (posteriormente denominados iSeries) y pSeries basados en PowerPC en 1999 y 2001, respectivamente, [5] aunque con especificaciones técnicas diferentes. Esos sistemas utilizan PHYP (el hipervisor POWER) para habilitar sus funcionalidades LPAR desde aproximadamente el año 2000 en los sistemas POWER4. Este soporte continúa en IBM Power Systems .
Hay varios sistemas operativos compatibles con LPAR, incluidos z/OS , z/VM , z/VSE y z/TPF en mainframes, AIX e IBM i en IBM Power Systems, y Linux en ambos.
En los sistemas de almacenamiento , como IBM TotalStorage DS8000, las LPAR permiten que existan múltiples instancias virtuales de una matriz de almacenamiento dentro de una única matriz física.
A principios de 2010, Fujitsu anunció la disponibilidad de su línea de servidores x86-64 PRIMEQUEST [6] , que admiten LPAR. A finales de 2011, Hitachi anunció la disponibilidad de los sistemas blade CB2000 y CB320 [7] , que admiten LPAR en hardware x86-64 .
La partición lógica divide los recursos de hardware. Dos LPAR pueden acceder a la memoria desde un chip de memoria común, siempre que los rangos de direcciones directamente accesibles a cada una no se superpongan. Es posible que una partición controle la memoria administrada por una segunda partición indirectamente comunicándose con un proceso en la partición con acceso directo, que actúa como intermediario. Las CPU pueden estar dedicadas a una única LPAR o ser compartidas. Si bien en MDF (Multiple Domain Facility) de Amdahl era posible configurar una LPAR con CPU tanto compartidas como dedicadas, esto ya no es posible con ningún mainframe que se encuentre actualmente en el mercado.
En los mainframes IBM, las LPAR son administradas por la función PR/SM o una función simplificada, opcional y relacionada llamada Dynamic Partition Manager (DPM). Todos los mainframes IBM de 64 bits, excepto los modelos de 64 bits de primera generación (z900 y z800), funcionan exclusivamente en modo LPAR, incluso cuando solo hay una partición en una máquina. Múltiples LPAR que ejecutan z/OS pueden formar un Sysplex o un Parallel Sysplex , ya sea en una máquina o distribuidos en varias máquinas. [8]
En el hardware IBM System p POWER , las LPAR son administradas por PHYP (el hipervisor POWER ). [9] PHYP actúa como un conmutador virtual entre las LPAR y también maneja el tráfico SCSI virtual entre las LPAR. El microparticionamiento admite 10 veces más LPAR que procesadores con asignaciones fraccionarias. Se introdujo con el procesador POWER5 . Todos los sistemas IBM POWER5 , POWER6 y sucesores pueden ser particionados. Tenga en cuenta que se puede definir una partición completa del sistema donde todos los recursos son consumidos por una sola partición. Los servidores System P con PowerVM habilitado permiten que las LPAR con CPU compartidas deleguen sus ciclos no utilizados en el grupo compartido. Los procesadores dedicados no están disponibles para compartir. Los ciclos no utilizados se vuelven disponibles para otras particiones y se rigen por los parámetros especificados cuando se define la LPAR. Los cambios en una partición en ejecución se pueden realizar de forma dinámica hasta el valor máximo establecido y hasta el valor mínimo establecido en el perfil activo. El cambio de asignaciones de recursos sin reiniciar la partición lógica se denomina particionamiento lógico dinámico . IBM PowerVM es la característica licenciada/comprada que habilita las funciones de virtualización en servidores de las series p4, 5, 6, 7 y posteriores. [10]
Aprovechando Intel vPro (es decir, acceso a memoria no uniforme ), también existen implementaciones de particionamiento lógico basadas en Intel Xeon , por ejemplo, por Hitachi Data Systems . [11]
Las LPAR (con la certificación suficiente) permiten combinar de forma segura múltiples tareas de prueba, desarrollo, control de calidad y producción en el mismo servidor, lo que ofrece ventajas como menores costos, implementación más rápida y mayor comodidad. Las LPAR de mainframe de IBM tienen certificación Common Criteria EAL 5+ , equivalente a servidores físicamente no conectados, por lo que admiten los requisitos de seguridad más exigentes, incluido el uso militar. Casi todos los mainframes de IBM funcionan con múltiples LPAR; los IBM System z9 e IBM System z10 admiten hasta 60 LPAR y los modelos posteriores hasta 85. [8]