Partición lógica

Una partición lógica ( LPAR ) es un subconjunto de los recursos de hardware de un ordenador, virtualizado como un ordenador independiente. En efecto, una máquina física puede dividirse en múltiples particiones lógicas, cada una de las cuales aloja una instancia independiente 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.

La función 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). Inicialmente, el operador podía seleccionar el modo básico o el modo de partición lógica. PR/SM está integrado en 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 función. ^{[ 1 ] : 83}

La tecnología LPAR basada en MDF continuó desarrollándose por separado por Amdahl y Hitachi Data Systems, en parte para sus implementaciones de la nueva arquitectura ESA/370, que presentaba 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 el desarrollo de LPAR con su arquitectura System z de 64 bits . Las reconfiguraciones de LPAR y PR/SM se pueden realizar sin reiniciar el equipo, es decir, mientras algunas LPAR permanecen activas. Las reconfiguraciones pueden incluir cambios en las definiciones de ruta de canal y de dispositivos.

IBM introdujo una función opcional, simplificada y relacionada, llamada Dynamic Partition Manager (DPM), en sus máquinas IBM z13 y en la primera generación de IBM LinuxONE. DPM proporciona interfaces de usuario basadas en web para muchas tareas de configuración y monitorización 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 (más tarde llamados iSeries) y pSeries basados ​​en PowerPC en 1999 y 2001, respectivamente, ^{[ 5 ]} aunque con especificaciones técnicas variables. Estos sistemas utilizan PHYP (el hipervisor POWER) para habilitar sus funcionalidades LPAR desde aproximadamente el año 2000 en los sistemas POWER4. Este soporte continúa en los sistemas IBM Power .

Existen varios sistemas operativos compatibles con LPAR, entre ellos 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 el 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 .

El particionamiento lógico divide los recursos de hardware. Dos LPAR pueden acceder a la memoria de un chip común, siempre que los rangos de direcciones directamente accesibles para cada una no se superpongan. Es posible que una partición controle indirectamente la memoria gestionada por una segunda partición mediante la comunicación 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 el MDF (Multiple Domain Facility) de Amdahl era posible configurar una LPAR con CPU compartidas y dedicadas, esto ya no es posible en ningún mainframe actualmente en el mercado.

En los mainframes de IBM, las LPAR se gestionan mediante la función PR/SM o una función relacionada, opcional y simplificada llamada Dynamic Partition Manager (DPM). Todos los mainframes de IBM de 64 bits, excepto los modelos de primera generación de 64 bits (z900 y z800), operan exclusivamente en modo LPAR, incluso cuando solo hay una partición en una máquina. Varias LPAR que ejecutan z/OS pueden formar un Sysplex o un Sysplex paralelo , ya sea en una sola máquina o distribuidas en varias. ^{[ 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 ellas. 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 particionarse. Tenga en cuenta que se puede definir una partición de sistema completa 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 ser compartidos. Los ciclos no utilizados quedan 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 dinámicamente 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 función con licencia/adquirida que habilita las funciones de virtualización en los 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 adecuada) permiten combinar de forma segura múltiples tareas de prueba, desarrollo, control de calidad y producción en el mismo servidor, ofreciendo ventajas como menores costes, una implementación más rápida y mayor comodidad. Las LPAR de los mainframes de IBM cuentan con la certificación Common Criteria EAL 5+ , equivalente a servidores físicamente desconectados, por lo que cumplen con los requisitos de seguridad más exigentes, incluido el uso militar. Casi todos los mainframes de IBM funcionan con múltiples LPAR; los sistemas IBM System z9 e IBM System z10 admiten hasta 60 LPAR y los modelos posteriores hasta 85. ^{[ 8 ]}

• Particionamiento lógico dinámico : tecnología de particionamiento lógico en servidores IBM POWER. 
• Virtualización completa : métodos para dividir los recursos informáticos. Páginas que muestran breves descripciones de los destinos de redireccionamiento. 
• HiperSocket : software para la comunicación entre servidores. 
• Dominios lógicos : particionamiento de hardware y software del servidor. Páginas que muestran breves descripciones de los destinos de redirección. 
• Virtualización de plataformas : métodos para dividir los recursos informáticos. Páginas que muestran breves descripciones de los destinos de redireccionamiento. 
• Contenedores Solaris : virtualización a nivel de sistema operativo 
• Particiones de carga de trabajo : virtualización a nivel de sistema operativo 

• Seguridad en el Mainframe , diciembre de 2009, por Karan Singh, Capítulo 4. Virtualización, páginas 24 y 83.
• Sistema i y Sistema p: Guía de particionamiento lógico
• Virtualización de IBM System p: la solución de virtualización más completa para UNIX y Linux.
• Particionamiento lógico de sistemas de energía
• LPARs de Hitachi Compute Blade
• Fujitsu XPAR (SPARC) y "E/S y particionamiento flexibles" (x86_64)
• Sistema z PR/SM