vSphere Inventory Browser for VMware ESX/vCenter 4.x

UNIVERSITÀ DI PISA Facoltà di Scienze MM.FF.NN.

Laurea Magistale in Sicurezza Informatica: Infrastrutture e Applicazioni

Complementi di Programmazione Distribuita - Prof. M. Gatti A.A. 2011/2012

vSphere Inventory Browser for VMware ESX/vCenter 4.x

Salvatore Saeli

Scopo del progetto

Produrre un’Inventory Browser in grado di interfacciarsi con un server ESX/vCenter 4.x sfruttando strumenti e tecniche di ottimizzazione server-side e client-side

¤ Approfondimento dell’infrastruttura di virtualizzazione di VMware

¤ Uso della vSphere Web Services SDK ¤ Uso e approfondimento di Microsoft Visual C# ¤  Installazione di due server ESX e di un server vCenter

vSphere Inventory Browser - Salvatore Saeli

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Introduzione 2


Problematiche affrontate


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¨  Ottimizzazione del numero di oggetti da creare all’interno del server a ogni sessione

¨  Riduzione del traffico d’informazioni tra il client e il server per contenere l’uso della banda

¨  Gestione dei problemi di coerenza e sincronizzazione dei dati da mantenere sul client

Soluzioni adottate


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¨  Server-side ¤  oggetti ViewManager e View

rendono performante l’uso del PropertyCollector ¤  meccanismo di notifica WaitForUpdate

uso efficiente delle risorse di rete, rimane bloccato in attesa di aggiornamenti

¨  Client-side ¤  albero n-ario implementato con tabelle hash

mantiene l’intera struttura in memoria con accesso in tempo costante ai nodi ai vari livelli dell’albero

¤  tecnichedi multi-threading (C#) esecuzione in parallelo delle operazione eseguite in background sincronizzazione dei dati sugli oggetti del server

¤  tecnica di riflessione (C#) accesso alle proprietà degli oggetti di tipo ManagedEntity dall’Inventory UI Tree

Il ViewManager e le View 5


Il PropertyCollector


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È una service interface che supporta le seguenti tipologie di task da un’applicazione client: ¨  navigare all’interno dell’inventory e ottenere

informazioni su specifici managed object dall’inventory

¨  reperire dati sullo stato del server, nel caso di un’applicazione client sincronizzata con lo stato degli oggetti del server

Performance del PropertyCollector


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I fattori che ne possono andare ad intaccarne le performance sono: ¨  il numero di oggetti ¨  il numero di proprietà da trattare su ogni oggetto ¨  la frequenza di cambiamenti degli oggetti e delle

proprietà nel server ¨  la profondità di attraversamento

¤  il numero di proprietà da attraversare

Migliorare le prestazioni di raccolta del PropertyCollector


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Utilizzandolo in congiunzione con gli oggetti ViewManager e View permette di minimizzare ¨  l’overhead sul PropertyCollector ¨  l’ammontare di traffico di rete per un’applicazione

client Il ViewManager permette al client di accedere al contenuto dei managed object sul server creando delle View (s.i. di managed entity)

¤ ContainerView, InventoryView, ListView

PropertyFilterSpec usato con una ContainerView


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Interazione con il PC tramite il supporto delle View

PropFilterSpec più semplici per definire i filtri

Comunicazione Client-Server molto più efficiente

InventoryView


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The InventoryView managed object provides a means of browsing the inventory and tracking changes to open

folders. This managed object is particularly useful for UI clients that display a tree-based navigation panel of the

inventory. (VMware vSphere API Ref)

InventoryView


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¨  fornisce le operazioni per aprire e chiudere le folder in un inventory

¨  la sua proprietà view contiene un array dei MORef agli oggetti che compongono l’inventory

¨  quando viene creato il server inizializza la lista degli oggetti della View con la root folder

¨  per aggiungere dei child object occorre eseguire l’operazione OpenInventoryViewFolder passandogli il MORef della managed object entity

InventoryView – host ESX


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Nel caso di un host ESX, per ottenere tutti gli oggetti server all’interno della View le operazioni sono : 1.  Aprire la root folder

2.  Aprire le folder del Datacenter

InventoryView – server vCenter


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Nel caso di un server vCenter, per ogni Datacenter occorre iterare l’operazione 2. Risultato: con al più 1+(4*N) chiamate, con N uguale al numero dei Datacenter, è possibile ottenere tutti gli oggetti dell’inventory all’interno dell’InventoryView

Albero N-ario e Tabelle Hash 14


Struttura albero n-ario


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Analizzando la gerarchia dell’inventory si evince che ci sono dei livelli prestabiliti

Permette di inserire i nodi in ordine in base al loro livello di appartenenza

È possibile gestire l’inventory di un server vCenter allo stesso modo d’invenotory di un host ESX standalone

Struttura nodo dell’albero n-ario


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¨  Key: ¤ MORef.Value, valore univoco per ogni oggetto del server

¨  Value: ¤ MORef, si ottengono le proprietà Value e Type ¤ ManagedEntity Object, rappresenta una classe per ogni

tipo di oggetto nell’inventory ¤  Rif. ai Child, permettono di attraversare l’albero in

profondità

Tabelle Hash ad indirizzamento diretto


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Generalizzazione del concetto di array ordinario.

L’indirizzamento diretto di un array ordinario permette di esaminare una posizione arbitraria in tempo constante

Funziona bene quando l’universo U delle chiavi è ragionevolmente piccolo e si tratta di valori univoci

I dati satellite vengono memorizzati in un oggetto esterno

N-ary HashTree Node


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* più oggetti uguali in un host ESX ** più oggetti uguali in un server vCenter

Key : MORef.Value Value: puntatore ad un array dinamico con locazioni MORef ; ManagedEtity Object; Puntatori ai nodi child (nessuno nel caso di nodi foglia)

N-ary HashTree


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Albero n-ario ottenuto tramite l’implementazione dei nodi con delle tabelle di hash

La struttura a puntatori permette di attraversare in profondità l’albero

N-ary HashTree – inserimento nodi

1.  Si ottiene la chiave del nodo parent dal ManagedEntity Object 2.  In base alla tipologia del nodo da aggiungere, si accede al nodo

di livello superiore tramite la chiave ottenuta 3.  si aggiunge il riferimento nel nodo parent

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Attraversamento di un albero


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¨  Per attraversamento o visita di un albero s’intende l’ispezione dei nodi dell’albero in modo che tutti i nodi vengano ispezionati una ed una sola volta

¨  Definisce un ordinamento totale tra i nodi dell’albero in base alla loro posizione ¤ ogni nodo ha un predecessore e un successore

all’interno di un attraversamento

Attraversamento Preorder 22


Visita preorder di un BST Adattamento per l’N-ary Tree

Multi-Threading e Sincronizzazione 23


Tecniche usate per il Multi-Threading


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¨  Delegati Sincroni ¤  discovery delle Managed Entity ¤  chiamate Thread-Safe ai Windows Form Controls

¨  BackgroundWorker ¤  operazione di Login ¤  caricamento dell’inventory ¤  event listener

¨  Delegati Asincroni ¤  notifica di tipo Enter

Descriviamo i casi più interessanti

Discovery delle Managed Entity


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Per caricare tutti gli oggetti server all’interno dell’InventoryView viene eseguita l’apertura delle folder di un Datacenter su quattro thread separati

Nel caso di un server vCenter viene l’operazione viene ripetuta per ogni Datacenter

Classe BackgroundWorker


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¨  Rende semplice l’uso dei thread in un Window Fom ¨  Per eseguire un’operazione onerosa in background

si crea un BrackgroundWorker ¨  Si resta in attesa degli eventi che segnalano

l’avanzamento e il completamento dell’operazione

Caricamento dell’Inventory


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¨  Consiste di più sotto-fasi che sono eseguite all’interno di un BackgroundWorker: 1.  Discovery delle ManagedEntity 2.  Raccolta delle proprietà delle ManagedEntity 3.  Creazione dell’Inventory per tipologia delle

ManagedEntity 4.  Costruzione dell’N-ary HashTree 5.  Costruzione dell’Inventory UI Tree

¨  L’avanzamento e il completamento delle operazioni sono segnalati aggiornando una ProcessBar

Event Listener


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¨  La sincronizzazione con il server è mantenuta usando il meccanismo di notifica WaitForUpdate, eseguito all’interno di un BackGroundWorker.

¨  3 Thread, uno per ogni tipologia di notifica ¤  Enter, un managed object è visibile a un filtro per la prima volta ¤  Leave, un managed object non fa più parte dell’insieme degli oggetti

del filtro ¤  Modify, una proprietà di un managed object cambia il suo valore

¨  Avanzamento dell’operazione segnalato tramite ¤  Aggiunta di elementi a una ListBox (tipo di notifica, managed object al

quale è applicata) ¤  Modifica della struttura dell’Inventory UI Tree ¤  Aggiornamento di un DataGridView che mantiene l’elenco delle

proprietà e dei corrispettivi valori

Delegati Asincroni


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¨  Permettono di eseguire un metodo in modo asincrono

¨  Attraverso un delegato è possibile chiamare un metodo e ritornare immediatamente all’esecuzione del codice successivo ¤  Il metodo esegue in un thread separato

Notifica di tipo Enter


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¨  All’inserimento di un nuovo nodo all’Inventory UI Tree (ed eventualmente dei sui nodi figli), occorre creare il nodo e aggiungerlo al suo nodo parent

¨  Può accadere che la notifica d’inserimento non sia data in ordine di livello di profondità quindi non viene trovato il parent

¨  Viene impiegato un delegato asincrono 1.  fa uno o più tentativi di ricerca fin quando non trova il

rispettivo nodo parent del nodo entrante 2.  aggiunge il nodo entrante tra i nodi figli del nodo parent

Event Listener: Thread e Delegati


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Riflessione


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¨  Fornisce oggetti di tipo Type che incapsulan l’assembly, i moduli e i tipi

¨  È possibile usare la riflessione per ottenere il tipo da un oggetto esistente, per poi richiamarne i metodi o per accedere ai campi e alle proprietà dell’oggetto

¨  Si ottiene un’unica procedura che permetta di asaminare tutte le proprietà accessibili, in lettura o in scrittura, di un oggetto ManagedEntity

TreeNode e la proprietà Tag


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¨  Inventory UI Tree implementato con un controllo TreeView

¨  La proprietà Tag dell’oggetto TreeNode permette di ottenere o settare l’oggetto che contiene i dati sul nodo dell’albero

¨  Viene caricato nella proprietà Tag di ogni TreeNode un’istanza del rispettivo oggetto ManagedEntity

Screen dell’Applicazione 34


Form di Login 35


Form di caricamento dell’Inventory 36


Form InventoryBrowser 37


Dettaglio delle VirtualMachine appartenti all’host

Form More Info 38


Fine 39


Presentations & Public Speaking

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