Uma introdução ao HP Virtual Server Environment

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1 Uma introdução ao HP Virtual Server Environment Capítulo 1: Visão da HP Para uma infra-estrutura adaptável... 3 Virtualização em uma Infra-estrutura adaptável... 3 Visão do VSE... 3 Capítulo 2: Por que uma organização de TI deve se preocupar com a virtualização?... 5 Provisão excessiva... 5 Responsabilidade de grupos de aplicativos por seus próprios recursos de TI... 5 Variações na carga de aplicativos... 5 Dificuldades em planejar a capacidade... 5 Graves prejuízos por provisão insuficiente... 6 Anatomia de uma carga de trabalho... 6 utros custos associados à provisão excessiva... 7 Componentes principais de uma Infra-estrutura adaptável... 7 Capítulo 3: A virtualização ajuda a reduzir a provisão excessiva... 9 Cargas de trabalho podem compartilhar recursos... 9 Recursos por utilização atendem a cargas máximas... 9 Flexibilidade simplifica o planejamento da capacidade Virtualização reduz tempo de implantação Capítulo 4: Soluções de partição da HP npartitions Virtual Partitions Integrity Virtual Machines Secure Resource Partitions Capítulo 5: Soluções do VSE com preço por utilização Instant Capacity Temporary Instant Capacity Global Instant Capacity Pay-per-use Capítulo 6: Soluções de automação do VSE HP-UX Workload Manager Global Workload Manager Como escolher entre WLM e gwlm Capítulo 7: Combinação de soluções de virtualização... 20

2 Combinação de soluções de partição...20 Como adicionar icap à partição Capítulo 8: Gerenciamento do Virtual Server Environment HP Integrity Essentials Virtualization Manager HP Integrity Essentials Capacity Advisor HP Integrity Essentials Global Workload Manager Capítulo 9: Como iniciar a jornada Resumo das opções Passos iniciais Para obter mais informações... 24

3 Capítulo 1: Visão da HP Para uma infra-estrutura adaptável Há vários anos, a HP promove a visão da Infra-estrutura adaptável. objetivo dessa visão é sincronizar negócios e TI para tirar proveito da mudança. No atual mundo de negócios, parece que quase todas as decisões comerciais resultam em um evento de TI. s eventos podem ser a mudança de preço do produto, a realização de uma promoção de marketing ou a implementação de uma grande fusão. Qualquer um desses eventos pode exigir: Modificações em aplicativos Implantação de novo aplicativo Uma nova instância de aplicativo existente Mais recursos disponíveis para esses aplicativos Reformulação geral da arquitetura do centro de dados Com esse cenário, é essencial que as organizações de TI se tornem mais ágeis mais capazes de responder às mudanças muito rapidamente. Virtualização em uma Infra-estrutura adaptável Embora todos concordem que as tecnologias de virtualização sejam o componente principal de uma infra-estrutura adaptável, a HP adota uma visão de virtualização um pouco diferente da visão dos nossos concorrentes. HP Virtual Server Environment (VSE) abrange tecnologias que muitas pessoas não consideram ser rigorosamente tecnologias de virtualização. A HP adota a visão de que virtualização é mais do que a habilidade de apenas reunir e compartilhar recursos. Em vez disso, a HP oferece software para otimizar a utilização de recursos e aplicar automaticamente esses recursos às cargas de trabalho em que eles são necessários. Segundo essa perspectiva, o VSE inclui algumas tecnologias não tradicionais de virtualização, como preço por utilização, migração de carga de trabalho e alta disponibilidade. Além disso, o software HP Integrity Essentials oferece um conjunto integrado de ferramentas para ajudar a planejar, configurar e gerenciar o VSE em uma estação de trabalho central com o HP Systems Insight Manager (HP SIM). Na HP, o objetivo mais importante é assegurar a integração da solução completa. Não é suficiente apenas haver produtos em cada uma dessas áreas. s clientes não aproveitam todas as vantagens desses produtos quando eles não funcionam adequadamente em conjunto. A HP investe bastante na oferta de uma solução coesa que possa ser implementada como componentes ou integrada com os demais componentes. Visão do VSE VSE é um conjunto de produtos e soluções de virtualização da HP, executados em servidores HP 9000 e HP Integrity. Assim como a visão da Infra-estrutura adaptável, a visão do VSE se concentra na solução fornecida aos clientes. Estes são alguns dos objetivos que orientam o trabalho da HP há alguns anos: Cargas de trabalho são encapsuladas em compartimentos isolados. Cargas de trabalho são instaladas uma única vez e podem ser executadas em qualquer lugar. 3

4 Recursos são aplicados automaticamente às cargas de trabalho conforme são necessários de acordo com regras de negócios definidas pelo cliente. Se necessário, cargas de trabalho são movidas para propiciar melhor alocação de recursos ou alta disponibilidade. Grupos de sistemas são gerenciados como uma única entidade, segundo uma perspectiva física e do serviço da carga de trabalho. Essa visão exige várias tecnologias. Ela requer a habilidade de execução de cargas de trabalho em partições flexíveis que possam ser redimensionadas dinamicamente com base na carga de aplicativos executados. Também requer a habilidade de mover cargas de trabalho entre sistemas de maneira transparente. Por fim, requer um conjunto integrado de ferramentas de gerenciamento que proporcionem uma visão do ambiente para que os administradores possam saber onde as cargas de trabalho estão em execução, quais recursos estão utilizando, quais são as outras cargas de trabalho em execução no mesmo local e quando será necessário atualizar toda a infra-estrutura. Nos últimos anos, a HP obteve enorme progresso para alcançar esses objetivos. 4

5 Capítulo 2: Por que uma organização de TI deve se preocupar com a virtualização? A virtualização passou a ser um tópico importante nos últimos anos. No final dos anos 1990, várias empresas estavam crescendo com muita rapidez e era bastante comum as organizações de TI implantarem servidores em separado para cada aplicativo necessário aos negócios. resultado final foi um mar de servidores nos centros de dados de muitas empresas muitos dos quais seriamente subutilizados. Vamos explorar como e por que essa provisão excessiva ocorre e como a virtualização pode ajudar a reduzir bastante os custos de computação. Provisão excessiva corre provisão excessiva de servidores por vários motivos. Alguns desses motivos incluem: Responsabilidade de grupos de aplicativos por seus próprios recursos de TI Variações na carga de aplicativos Dificuldades em planejar a capacidade Graves prejuízos por provisão insuficiente Responsabilidade de grupos de aplicativos por seus próprios recursos de TI Provavelmente, é o principal motivo de haver provisão excessiva de servidores. É comum cada unidade de negócios ou aplicativo importante possuir um grupo de aplicativos em separado responsável por seus próprios recursos de TI. Essa situação resulta na provisão excessiva de servidores, porque cada servidor é dimensionado para atender a cargas máximas, sem ser considerado o tempo em que os mesmos servidores são subutilizados. Além disso, normalmente os recursos são dedicados e não podem ser compartilhados. Variações na carga de aplicativos Muitos centros de dados apresentam dois tipos comuns de cargas de trabalho: aplicativos com os quais os usuários interagem todos os dias e o processamento em lote utilizado para extrair e processar informações de grandes quantidades de dados, o que costuma ocorrer fora do horário comercial. Esses dois tipos de carga de trabalho diferem quanto aos seus perfis de carga. Cargas de trabalho interativas tendem a variar em curtos intervalos de tempo. Uma carga de trabalho pode consumir 15% dos recursos do sistema em um momento e 75% um minuto depois. Geralmente, processos em lote têm períodos de pico mais longos, mas tendem a passar de 0% a quase 100% e retornar a 0% à medida que o trabalho é iniciado, executado e concluído. Como os servidores normalmente são dimensionados para cargas máximas (e, às vezes, para crescimento extra), a carga média costuma ser baixa em relação à capacidade do servidor. Dificuldades em planejar a capacidade utro motivo para a provisão excessiva é o fato de o planejamento da capacidade não ser uma ciência exata. Clientes tentam prever o futuro usando, em muitos casos, nenhum dado real sobre recursos necessários à carga de trabalho. Mesmo quando existem dados reais disponíveis, os clientes especulam sobre a quantidade de recursos necessários em um novo servidor e sobre o 5

6 crescimento esperado da carga de trabalho ao longo da vida útil do sistema. Como resultado, apenas por segurança, as unidades de negócios costumam superestimar suas necessidades. Graves prejuízos por provisão insuficiente Um motivo importante para superestimar a necessidade de recursos é o o grave impacto causado por um servidor dimensionado com capacidade insuficiente. Quando um cliente compra um novo sistema com recursos insuficientes para atender à demanda da carga de trabalho, o cliente deve: Comprar outro servidor maior, aumentando bastante o custo do projeto. Aguardar a chegada do novo servidor. Iniciar outro projeto de instalação, teste e migração e passar a carga de trabalho para o novo servidor. Um impacto ainda mais importante é a perda de credibilidade da organização que projetou a solução original, gerando ceticismo em recomendações futuras e resultando na necessidade de um esforço maior para justificar novas recomendações. Anatomia de uma carga de trabalho Esta seção explora os dois tipos mais comuns de cargas de trabalho interativas e em lotes mais detalhadamente. Cargas de trabalho interativas com o usuário Normalmente, as cargas de trabalho interativas com o usuário apresentam muitos picos, conforme mostra a Figura 1. Figura 1. Utilização da CPU ao longo do tempo 5 Número de CPUs: Tempo 6

7 gráfico da Figura 1 mostra uma carga de trabalho real na infra-estrutura de TI da HP e representa um aplicativo da web no portal Por ser uma carga de trabalho que gera receita, é essencial que não apresente problemas de desempenho quando utilizada de maneira intensa. Como resultado, o servidor que executa essa carga de trabalho deve ser capaz de atender cargas de utilização máxima. Se essa carga de trabalho estivesse em execução em servidor ou partição de capacidade fixa, seriam necessárias no mínimo 6 CPUs. Porém, a intensidade média dessa carga de trabalho é apenas cerca de 1,5 CPU. Como resultado, a utilização média é de 25%. Cargas de trabalho em lotes As cargas de trabalho com processamento em lotes apresentam um perfil de recursos bem diferente. Elas tendem a consumir todos os recursos disponíveis enquanto estão em execução e, em seguida, retornam a zero recurso. Essas cargas de trabalho também tendem a resultar em enorme quantidade de recursos não utilizados, por exigirem alocação de recursos para uso máximo, mesmo que os recursos fiquem ociosos enquanto o trabalho em lote não é executado. A duração das cargas máximas é maior, mas a disparidade entre a carga máxima e a mínima é enorme. Essa situação se torna pior quando o servidor é dedicado para o aplicativo de execução em lotes, permanecendo ocioso na maior parte do tempo. utros custos associados à provisão excessiva É claro que a provisão excessiva gera uma despesa maior com hardware de servidor, processadores ou memória. Porém, a provisão excessiva também resulta em outros custos que não são óbvios à primeira vista. Custos diretos s clientes podem acabar gastando muito mais do que o necessário em licenças de software. Muitas licenças de software têm como base o número de processadores. Esse é um bom motivo para você considerar que, reduzindo o número de processadores, poderá reduzir os custos com licenças de software. Um número maior de servidores ou processadores também implica custos maiores de manutenção e suporte, além de mais requisitos de espaço físico, energia e refrigeração. Custos indiretos Um número maior de servidores implica a necessidade de mais recursos para gerenciá-los. Menos servidores e sistemas operacionais a serem gerenciados permitem liberar recursos para tarefas mais produtivas. Componentes principais de uma Infra-estrutura adaptável A abordagem tradicional para lidar com demandas variáveis de recursos era dimensionar servidores para demandas máximas. Dessa maneira, o volume de recursos poderia ser otimizado controlandose quando ocorre a execução de certas cargas de trabalho, para limitar a possibilidade de retenção de recursos. Por exemplo, geralmente as cargas de trabalho interativas eram executadas no sistema durante o dia e o processamento em lotes acontecia à noite, quando os usuários não utilizavam o sistema. 7

8 A virtualização permite considerar essa situação em uma perspectiva diferente. Em vez de gerenciar as cargas de trabalho para ajustar os recursos, a virtualização permite gerenciar os recursos para ajustar as cargas de trabalho. Dois recursos essenciais são necessários para propiciar essa abordagem diferente. primeiro é a flexibilidade. As cargas de trabalho devem ser distribuídas em compartimentos flexíveis, permitindo que recursos por utilização possam ser aplicados à carga de trabalho, quando necessários, e retornem ao pool de recursos disponíveis, quando não são mais necessários. A segunda é a automação. Não é uma atitude realista esperar que administradores reconheçam quando recursos são necessários, identifiquem onde devem ser obtidos recursos disponíveis por utilização e alterem a alocação desses recursos antes que problemas de desempenho afetem as cargas de trabalho principalmente em cargas de trabalho interativas com muitos picos. Flexibilidade As cargas de trabalho devem ser distribuídas em um compartimento com flexibilidade para atender desde direitos mínimos fixos até direitos máximos, obtendo recursos adicionais por utilização. Conforme é examinado em seções a seguir, o compartimento pode ser qualquer item, desde servidores com componentes por utilização até partições baseadas em hardware ou software com flexibilidade para compartilhar recursos ou aproveitar as vantagens dos componentes subjacentes por utilização. Automação Não é uma atitude realista esperar que um ser humano, observando uma tela como a exibida na Figura 1, identifique um pico na carga de trabalho, encontre recursos com utilização ociosa disponíveis em outra parte do sistema, altere a alocação desses recursos remanejando-os para a carga de trabalho adequada antes que o pico diminua. Usar a automação é a única maneira de aplicar, de maneira ideal, recursos por utilização a cargas de trabalho semelhantes a essa. Para o VSE, isso significa gerenciamento da carga de trabalho. Recursos por utilização objetivo final de um ambiente virtualizado é a criação de uma utilização da computação em que as cargas de trabalho usem recursos quando estes são necessários e, em seguida, os liberem quando não são mais necessários. De maneira ideal, o cliente paga pelos recursos apenas quando estes são utilizados. Normalmente, cada carga de trabalho é configurada com uma quantidade mínima de recursos que sempre permanecem ativos. São recursos fixos. Recursos adicionais podem ser aplicados à carga de trabalho quando necessário; são recursos por utilização. Não importa de onde esses recursos são obtidos; para a carga de trabalho, são consumidos conforme necessário e são liberados quando não são mais necessários. Essa definição de recursos por utilização inclui nova alocação de recursos ociosos de uma partição para outra. 8

9 Capítulo 3: A virtualização ajuda a reduzir a provisão excessiva A virtualização pode ajudar a reduzir a provisão excessiva de várias maneiras. Não é mais necessário dimensionar servidores (nem cargas de trabalho) para capacidade máxima ou para crescimento futuro inesperado. tamanho dos vários tipos de partição pode ser flexível com processadores HP Instant Capacity (icap) ou Temporary Instant Capacity (TiCAP). Esses processadores podem ser realocados dinamicamente entre Virtual Partitions ou compartilhados com Integrity Virtual Machines (Integrity VM) ou Secure Resource Partitions. É possível adicionar novas partições ou redimensionar partições existentes permanentemente (se necessário), com muito mais rapidez do que colocar um novo servidor on-line. As próximas seções descrevem mais detalhadamente esses recursos. Cargas de trabalho podem compartilhar recursos A flexibilidade de ambientes virtualizados significa que recursos desnecessários em uma carga de trabalho podem ser utilizados em outras. gráfico da Figura 1 mostra que o tempo de 6 CPUs utilizado pela carga de trabalho é muito curto e, na maior parte do tempo, a carga máxima constante pode ser controlada por 3 CPUs. As outras 3 CPUs podem ser colocadas em um pool compartilhado e utilizadas por qualquer carga máxima de trabalho. Mesmo nesse modelo, uma capacidade de reserva ainda é necessária. Porém, a quantidade de capacidade de reserva exigida é muito menor por ser possível compartilhá-la com várias cargas de trabalho. Engenheiros da HP analisaram cargas de trabalho em execução em mais de servidores e concluíram ser possível satisfazer às cargas de pico de todas as cargas de trabalho em ambientes consolidados usando-se 40% menos CPUs. Por exemplo, se 10 cargas de trabalho compartilhassem recursos, apenas 36 CPUs, em vez de 60, poderiam atender a seus requisitos. Recursos por utilização atendem a cargas máximas Muitos clientes não se sentem seguros executando ambientes sem recursos de reserva suficientes. Para resolver essa questão, a HP oferece soluções com preço por utilização que podem proporcionar capacidade adicional. Dessa forma, no caso improvável de várias cargas de trabalho ocorrerem ao mesmo tempo, o cliente poderá ativar uma capacidade adicional, quando a capacidade ociosa do sistema for insuficiente. s próximos parágrafos proporcionam uma breve visão geral dessas soluções HP. Seções a seguir examinam tecnologias HP específicas relacionadas. A solução icap permite aos clientes adquirir um servidor com mais CPUs do que realmente necessitam. As CPUs icap estão instaladas fisicamente no gabinete, mas sem direitos de utilização; assim, permanecem inativas e não são utilizadas pelo S em execução no sistema. Em algum momento futuro, elas podem ser ativadas com direitos plenos de utilização e a maior parte do custo das CPUs é paga no momento da ativação e no momento da aquisição. A solução TiCAP permite ativar as CPUs icap (sem direitos plenos de utilização) para períodos curtos a fim de atender a cargas máximas. Considerando-se o exemplo anterior de 10 cargas de trabalho, o cliente pode adquirir um servidor com 64 CPUs para consolidação de 10 cargas de trabalho, mas 36 dessas CPUs possuem capacidade permanente e as outras 28 podem ser icap. s custos dessa configuração são muito inferiores aos da aquisição permanente de todas as 64 CPUs. Se você adicionar algumas licenças TiCAP, poderá ativar qualquer quantidade das 64 CPUs, se as cargas de trabalho ocorrerem ao mesmo tempo. Embora seja improvável a situação em que todas as cargas máximas de trabalho ocorram simultaneamente, não existe qualquer medida de segurança capaz de garantir que o servidor poderá lidar com todas as combinações de cargas máximas. Além disso, os custos são reduzidos porque o cliente paga apenas pelas CPUs que realmente são ativadas. 9

10 Flexibilidade simplifica o planejamento da capacidade A flexibilidade inerente dessas soluções HP reduz acentuadamente os riscos de provisão insuficiente. Quando uma carga de trabalho se revela maior do que o esperado ou aumenta mais do que o previsto, o sistema possui recursos de reserva suficientes para satisfazer ao aplicativo de maneira quase instantânea. Não é mais necessário adquirir um servidor maior e migrar a carga de trabalho; basta ativar alguns recursos adicionais e atribuir-lhes a carga de trabalho. Virtualização reduz tempo de implantação utra vantagem da virtualização é que novas cargas de trabalho ou aplicativos podem ser implantados com muita rapidez na capacidade de reserva existente. s clientes podem reduzir o prazo necessário para implantar novos serviços, em um fator igual a 10. processo atual de aquisição de um novo servidor é semelhante ao seguinte: 1. Planejar a capacidade para determinar o porte do servidor. 2. bter aprovação financeira para a compra do novo servidor. 3. Fazer o pedido do novo servidor. 4. Aguardar a entrega do novo servidor. 5. Instalar servidor, S, todos os softwares de apoio e aplicativos a serem executados. 6. Testar o novo servidor/pilha de software para assegurar seu funcionamento adequado no ambiente de produção. 7. Colocar o servidor em produção. Ambientes virtualizados ainda exigem várias dessas etapas, mas muitas das etapas que consumiam mais tempo ou são realizadas em prazos menores ou se tornaram desnecessárias. Por exemplo: 1. Ainda é necessário planejar a capacidade, mas pode exigir menos exatidão e, portanto, é realizado em menos tempo. 2. A aprovação financeira é mais rápida, porque os recursos já estão disponíveis. Pouco ou nenhum desembolso extra de capital é necessário para adicionar a nova carga de trabalho. 3. Não é necessário fazer o pedido de um novo servidor, porque você pode usar recursos do servidor existente. Esse requisito é substituído pela criação de novo ambiente virtual para execução do aplicativo um processo que normalmente é realizado em minutos. 4. Não é necessário aguardar a chegada do novo servidor. É a economia de tempo mais importante do processo. 5. Ainda é necessário instalar S, todos os softwares de apoio e aplicativos a serem executados no ambiente virtualizado, mas não é preciso encontrar espaço no centro de dados para um novo servidor e colocá-lo on-line. Além disso, quando é possível executar o novo aplicativo em um servidor ou partição existente, em que o software já está instalado, o processo pode ser muito rápido. 6. Você ainda precisa testar o novo servidor/pilha de software para assegurar seu funcionamento adequado no ambiente de produção. 7. Ainda é necessário colocar o novo serviço em produção. Como os novos servidores virtualizados podem ser implantados rapidamente, utilizados para projetos de curta duração e, em seguida destruídos ou reciclados, eles também podem ser úteis em ambientes de desenvolvimento ou teste. s recursos são utilizados nesses projetos de curta duração e depois são liberados para uso em projetos subseqüentes. Também é muito mais fácil testar vários Ss, aplicativos e versões de patches diferentes com o mesmo conjunto de recursos. 10

11 Capítulo 4: Soluções de partição da HP Este capítulo apresenta as soluções de partição disponíveis para servidores HP Integrity, com ênfase especial em como cada uma dessas soluções pode se tornar dinâmica. npartitions As HP npartitions são implementadas no hardware de servidores HP baseados em células. Cada npartition é composta por uma ou mais células, cada uma delas com um grupo físico de processadores, memória e placas de E/S. Isso é implementado por meio de chipset avançado que permite qualquer combinação de células a serem eletricamente isoladas de células em outras partições. A Figura 2 mostra como as células são conectadas às barras cruzadas (identificadas como xbars ) na placa-mãe de um servidor Superdome com chipset sx2000. Todas as conexões entre células e barras cruzadas possuem redundância tripla para assegurar alta disponibilidade. Cada uma das conexões também pode ser configurada, de maneira programática, para emitir sinais elétricos quando as células de origem e de destino não estão na mesma partição. As HP npartitions se tornam flexíveis dinamicamente com o uso de icap (descrito na próxima seção). Esse recurso permite ajustar dinamicamente o número de CPUs ativas em cada partição, sem interromper a execução das partições. Figura 2. Conectividade entre células e barras cruzadas (chipset sx2000) Cél. 0 Cél. 1 Cél. 2 Cél. 3 Cél. 8 Cél. 9 Cél. 10 Cél. 11 xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar Cél. 4 Cél. 5 Cél. 6 Cél. 7 Cél. 12 Cél. 13 Cél. 14 Cél

12 Virtual Partitions Virtual Partitions é um recurso que permite a execução de várias instâncias do HP-UX em um único sistema ou npartition. Essa capacidade proporciona melhor granularidade do que as npartitions por meio de realocação dinâmica de CPUs e memória entre Virtual Partitions. produto Virtual Partitions está disponível nas plataformas HP 9000 e HP Integrity e é implementado com a atribuição de componentes dedicados de hardware como CPU, memória e E/S para cada partição. A Figura 3 ilustra o funcionamento de Virtual Partitions. vpar Monitor, e não o HP-UX, é inicializado diretamente do hardware. vpar Monitor é configurado para identificar todas as partições e componentes físicos pertencentes a cada partição. vpar Monitor carrega cada Virtual Partition, que inicializa o respectivo sistema operacional. Quando o sistema operacional consulta o kernel para determinar quais componentes de hardware estão disponíveis, o kernel responde indicando apenas o subconjunto de recursos alocados para essa partição. Uma vantagem desse modelo é que o Virtual Partition pode se comunicar diretamente com os recursos de hardware, resultando em sobrecarga muito baixa. Virtual Partitions pode ajustar a quantidade de CPUs e memória alocada para cada partição enquanto estão em execução. Isso permite mover CPUs e memória entre Virtual Partitions, liberandoas de uma Virtual Partition e alocando-as subseqüentemente em outra Virtual Partition. Figura 3. Virtual Partitions do HP-UX vpar1 vpar2 vpar3 Dept. A Apl. 1 Dept. A Apl. 1 Dept. B Apl. 2 HP-UX Revisão A Patch Nvl 1 HP-UX Revisão A Patch Nvl 2 HP-UX Revisão B Patch Nvl 1 Monitor vpar Platforma de hardware/partição rígida 12

13 Integrity Virtual Machines utra solução de conjunto contínuo de partições da HP é denominada HP Integrity Virtual Machines. É um ambiente totalmente virtualizado para execução de aplicativos. A Figura 4 ilustra a arquitetura das Integrity Virtual Machines. VM Host é executado em qualquer sistema HP Integrity ou npartition, o que significa não ser necessário um sistema baseado em células para utilização das Integrity Virtual Machines. Sobre o VM Host, você executa máquinas virtuais, que se apresentam ao VM Host como servidores físicos. Quando um sistema operacional é instalado em uma máquina virtual, ela se torna um convidado. Em ambientes Integrity Virtual Machines, todos os recursos em um convidado são virtualizados. CPUs, memória e dispositivos de E/S físicos são gerenciados pelo VM Host. sistema operacional da máquina virtual vê apenas um recurso mapeado sobre os dispositivos físicos existentes no sistema. Dessa maneira, os recursos físicos podem ser compartilhados por vários convidados. A virtualização fornecida pelas Integrity Virtual Machines é tão completa que os sistemas operacionais das máquinas virtuais são executados sem modificação. Assim, a mesma versão Integrity de cada sistema operacional (HP-UX, Windows e Linux), que seria executada em sistema independente ou npartition, é executada em uma máquina virtual. Graças a esse nível de isolamento, o software em execução em uma máquina virtual não pode determinar que não se trata de um sistema físico. Todos os recursos apresentados são virtuais e a máquina virtual pode estar compartilhando esses recursos com várias outras máquinas virtuais. Como resultado, a alocação de recursos para máquinas virtuais é muito dinâmica por padrão, mas geralmente é transparente para aplicativos em execução na máquina virtual. As seções a seguir descrevem exceções a essa regra. Figura 4. HP Integrity Virtual Machines apl. apl. apl. apl. HP-UX 11i v2 Linux Windows apl. apl. apl. apl. HP-UX 11i v2 Linux Windows Host VM Hardware Memória E/S 13

14 Secure Resource Partitions Secure Resource Partitions é um conjunto de tecnologias que permite executar várias instâncias separadas de aplicativos em uma única instância do HP-UX, preservando o isolamento de recursos e da segurança entre as instâncias. Algumas dessas tecnologias existem no HP-UX há mais de 10 anos. s recursos dessa combinação, em conjunto com os produtos Process Resource Manager (PRM), Workload Manager (WLM) ou Global Workload Manager (gwlm), costumam ser denominados empilhamento de aplicativos. As tecnologias subjacentes incluem: Fair Share Scheduler para a CPU controlar a granularidade de CPUs secundárias Conjuntos de processadores para a CPU controlar sua granularidade como um todo Memory Resource Groups para controlar memória real e compartilhada LVM e VxVM para controlar largura de banda de E/S de discos em cada grupo de volumes Security Compartments para isolamento de segurança entre grupos de processos PRM Application Manager para gerenciar como processos são atribuídos a grupos para cada tecnologia listada aqui Figura 5. Partições de recursos segura Instância de sistema operacional HP-UX Recursos de memória Partição 0 Partição 1 Partição 2 Gerenciador de memória Gerenciador de memória Gerenciador de memória Aplicativo A Aplicativo B Aplicativo C Programador de processos Programador de processos Programador de processos Partição 0 Partição 1 Partição 2 CPU 14

15 Capítulo 5: Soluções do VSE com preço por utilização Soluções com preço por utilização podem ser aplicadas a qualquer servidor HP baseado em células. Não é necessário criar partições no servidor. Porém, as soluções com preço por utilização são integradas às partições e, por isso, é possível usar as duas, se necessário. Esta seção descreve rapidamente as soluções com preço por utilização disponíveis como parte do conjunto de tecnologias do VSE. Aqui, o objetivo é descrever como utilizar essas soluções como parte dos requisitos de flexibilidade da Infra-estrutura adaptável. Instant Capacity recurso Instant Capacity (icap) permite comprar e instalar capacidade adicional de processamento com o uso de um modelo de aquisição em duas etapas. Inicialmente, você compra componentes do sistema (processadores, placas de células ou memória) por uma fração do preço na compra comum, porque os direitos de uso não estão incluídos. Esses componentes do icap ficam inativos, mas estão instalados e prontos para uso. Quando há necessidade de capacidade extra, você paga o restante do preço de compra regular para obter os direitos de uso e ativar um ou mais componentes. Isso simplifica bastante o planejamento da capacidade e ajuda a evitar provisão excessiva visando ao crescimento inesperado da capacidade. Se e quando for necessária capacidade adicional, será possível ativá-la dinamicamente. Além disso, e talvez até mais importante que o modelo de aquisição em duas etapas, o software icap mantém controle apenas do número de direitos de uso adquirido para determinado servidor; o software não controla componentes físicos adquiridos sem direitos de uso. Esse recurso permite maior flexibilidade, porque os direitos de uso podem fluir essencialmente de uma partição para outra conforme necessário, dependendo das demandas de capacidade. Quando uma partição precisa de mais capacidade, é possível desativar núcleos em outras partições para liberar direitos de uso a serem utilizados para ativar núcleos na partição que precisa de capacidade extra. único requisito é que o número de núcleos ativados em todo o servidor não ultrapasse o número de direitos de uso adquiridos ou a capacidade temporária adquirida. Dessa maneira, é possível usar o icap para dar flexibilidade às npartitions. A Figura 6 mostra o funcionamento dessa flexibilidade. No diagrama, um sistema baseado em células está configurado como duas npartitions de duas células. Cada npartition possui o total de 8 processadores físicos (um único núcleo), mas o complexo possui 4 processadores icap. Assim, 12 núcleos estão ativos e 4 estão inativos no servidor. Para o icap, não importa qual partição contém núcleos inativos. No diagrama, pode haver 6 núcleos ativos em cada partição, ou haver 8 núcleos em npar1 e 4 em npar2, ou 8 núcleos em npar2 e 4 em npar1. Desde que o número de núcleos ativos não ultrapasse 12 em todas as partições, é possível usar essas diferentes configurações em qualquer combinação. Dessa forma, cada partição pode conter de 4 a 8 núcleos em incrementos de um único núcleo, com as duas partições ativas, em execução e sob carga, preservando também completo isolamento elétrico entre as partições. 15

16 Figura 6. Flexibilidade de npartitions com icap npar1 npar2 npar1 npar2 npar1 npar2 Legenda Núcleo inativo icap Núcleo ativo Temporary Instant Capacity recurso Temporary Instant Capacity (TiCAP) oferece a opção de adquirir um bloco pré-pago de tempo de processamento, permitindo ativar e desativar núcleos icap sem adquirir direitos de uso para ativação permanente. processo envolve a aquisição de um bloco de tempo de processamento (em incrementos de 30 dias), permitindo ativar núcleos icap por um período limitado (medido e acompanhado em intervalos de 30 minutos). De fato, você pode usar o bloco de tempo de processamento para ativar mais de um núcleo icap simultaneamente, o que permite ativar capacidade suficiente em resposta a picos de curto prazo nos requisitos de processamento. Global Instant Capacity Com o recurso Global Instant Capacity (GiCAP), o conceito de direitos de uso compartilhados se estende a um grupo de servidores. Você pode desativar núcleos em um servidor do grupo, para facilitar a ativação em outro servidor. Novamente, o único requisito é que o número de núcleos ativados em todo o grupo GiCAP não ultrapasse o número de direitos de uso adquiridos para o grupo ou a quantidade de capacidade temporária adquirida. Isso estende efetivamente as capacidades icap e TiCAP a partições em execução em servidores físicos separados, que podem estar em cidades diferentes ou até em países diferentes. Pay-per-use Pay-per-use (PPU) é diferente do icap por ser uma opção de leasing. Ao optar pelo leasing de um sistema HP, você pode escolher um pagamento flexível, com base no uso real da CPU do servidor a cada mês. A utilização é medida a cada 5 minutos para cada núcleo em cada partição do servidor. É calculada a média diária desses dados em todos os núcleos do sistema (ou complexo). A média 16

17 diária é utilizada para calcular a média mensal, que representa o valor usado para o cálculo do pagamento do leasing por PPU. Uma característica do PPU é oferecer a opção de desativar núcleos individuais para garantir que contribuam como utilização líquida igual a zero no cálculo do uso médio relativo ao período em que os núcleos estão desativados. Essa opção também pode ser automatizada com o HP-UX Workload Manager ou o HP-UX Global Workload Manager (gwlm), que ativam os núcleos quando estes são necessários e, em seguida, os desativam quando se tornam ociosos. 17

18 Capítulo 6: Soluções de automação do VSE Duas ferramentas do conjunto VSE são projetadas para ajudar a automatizar a migração de recursos entre cargas de trabalho que compartilham uma infra-estrutura. HP-UX Workload Manager (WLM) foi o primeiro produto do setor para gerenciar cargas de trabalho com base em objetivos, em qualquer plataforma Enterprise UNIX. Global Workload Manager (gwlm) mais recente é uma evolução do WLM e foi projetado especificamente para o mercado de TI como fornecedor de serviços. HP-UX Workload Manager produto HP-UX WLM proporciona a capacidade de monitorar cargas de trabalho executadas em plataformas HP-UX e alterar a alocação de recursos, à medida que as cargas mudam ao longo do tempo. É compatível com cargas de trabalho executadas em npartitions, Virtual Partitions e Secure Resource Partitions. Com o WLM, a alocação de recursos pode ser ajustada continuamente em resposta à demanda, segundo um conjunto de regras baseado em prioridades de negócios. Também oferece suporte à alocação e realocação de recursos de icap, PPU e TiCAP entre cargas de trabalho no servidor. HP-UX WLM possui assistente de configuração e interface gráfica remota para o usuário fáceis de usar a fim de simplificar a monitoração e alteração da configuração de instâncias de WLM. Global Workload Manager produto gwlm foi projetado para aproveitar a experiência obtida pelos clientes que usavam o produto WLM. Também foi projetado para um novo modelo de negócios cada vez mais predominante em organizações de TI: TI como fornecedor de serviços. Algumas das principais diferenças de arquitetura entre o WLM e o gwlm incluem: produto gwlm é gerenciado em um único Central Management Server (CMS), tornando mais fácil gerenciar grandes quantidades de servidores e cargas de trabalho em ambientes virtualizados. Com o gwlm, uma única política pode ser aplicada a mais de uma carga de trabalho e em mais de um servidor. Um objetivo importante do gwlm é sua facilidade de uso. Muitas organizações de TI não conhecem profundamente os aplicativos existentes em seu ambiente e, por isso, o gwlm foi desenvolvido com modelos de uso intuitivo destinados a usuários de TI e não a proprietários de aplicativos. produto gwlm oferece vários relatórios padronizados, históricos e em tempo real. Esses relatórios propiciam ao fornecedor de serviços informações para o gerenciamento da infraestrutura e documentam como os recursos são compartilhados e consumidos por unidades de negócios clientes. Como escolher entre WLM e gwlm WLM e o gwlm permitem automatizar a alocação de recursos entre partições que podem compartilhá-los. s dois produtos automatizam o controle relativo à maneira como os recursos são compartilhados entre cargas de trabalho e ambos permitem automação e controle do uso com preço por utilização. Porém, existem algumas diferenças. Por exemplo, o WLM é compatível apenas com o HP-UX, enquanto o gwlm também funciona com penvms e com Linux ou Windows quando 18

19 estes são executados como convidados Integrity VM. WLM deve estar instalado em cada servidor gerenciado, enquanto o gwlm pode ser executado a partir de um único servidor. É possível aplicar uma única política gwlm a mais de um servidor. Para gerenciar cargas de trabalho em execução em Integrity VM, você deve usar o gwlm. A Tabela 1 resume as principais diferenças entre o WLM e o gwlm. Tabela 1. Diferenças entre WLM e gwlm WLM Projeto Line of Business (LB) Poucos servidores Não exige CMS Políticas personalizadas para cada carga de trabalho Somente servidores HP-UX 11i Integração total de aplicativos gwlm Projeto de TI centralizado Muitos servidores Exige CMS Políticas padronizadas em várias cargas de trabalho HP-UX 11i em penvms (Windows e Linux em Integrity VM) Gerenciamento ideal com HP Integrity VM 19

20 Capítulo 7: Combinação de soluções de virtualização Um recurso exclusivo do HP VSE é a possibilidade de combinar diferentes soluções de partição em um único sistema. Dessa maneira, o usuário tem flexibilidade para consolidar facilmente cargas de trabalho variadas com diferentes requisitos de isolamento e flexibilidade na mesma plataforma. É possível usar npartitions, Virtual Partitions, Integrity Virtual Machines e Secure Resource Partitions em um único sistema ao mesmo tempo. A principal vantagem é você decidir qual é a tecnologia certa para determinada carga de trabalho e colocá-la no sistema usando a tecnologia de partição mais adequada. Você pode obter as vantagens do isolamento de falhas de hardware e da flexibilidade de Virtual Partitions ou Integrity Virtual Machines, além dos recursos de empilhamento de aplicativos das Secure Resource Partitions sem precisar de sistemas em separado para executálas. Você também pode usar soluções HP com preço por utilização, como o icap, para ampliar os recursos existentes. utra vantagem é a possibilidade de combinação da flexibilidade de todas essas tecnologias. E as ferramentas de gerenciamento da carga de trabalho podem fornecer a capacidade de mover recursos automaticamente sempre que necessário; de Integrity Virtual Machines em uma npartition para Secure Resource Partitions em Virtual Partitions de outra npartition, conforme necessário. Combinação de soluções de partição Estas combinações de partições são permitidas: npartitions você pode executar Virtual Partitions, Integrity Virtual Machines ou Secure Resource Partitions em uma npartition. Isso proporciona o benefício de isolamento de falhas de hardware entre npartitions e granularidade de qualquer uma das outras opções de partição. Porém, não é permitido executar Integrity Virtual Machines e Virtual Partitions na mesma npartition. Virtual Partitions você pode executar Secure Resource Partitions em Virtual Partitions para empilhamento de aplicativos em execução em uma npartition. Integrity Virtual Machines você pode executar Secure Resource Partitions em convidados de máquina virtual do HP-UX em execução em servidor independente ou em uma npartition. Porém, como as Integrity Virtual Machines já propiciam granularidade de CPUs secundárias e E/S compartilhadas, provavelmente não é muito comum o uso de Secure Resource Partitions em convidados de máquina virtual HP-UX. Como adicionar icap à partição recurso Instant Capacity é compatível com todas as soluções de partição, mas possui suporte apenas em sistemas baseados em células. único aspecto a ser observado é que o icap deve ser gerenciado no VM Host para Integrity Virtual Machines. Isso ocorre porque as CPUs no convidado VM são CPUs virtuais e o icap opera apenas em CPUs físicas. Assim, o mecanismo para aplicação do icap a um convidado VM consiste em ativar a CPU no host e, em seguida, aplicar ciclos da CPU recém-ativada ao convidado, aumentando-se seus direitos. 20

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