Virtualização do Microsoft Exchange Server 2007 Com Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V no IBM System x3850 M2 Com Processadores Intel Xeon

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1 Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V no IBM System x com processadores Intel Xeon Julho de 2009 Virtualização do Microsoft Exchange Server 2007 Com Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V no IBM System x3850 M2 Com Processadores Intel Xeon Por Roland G. Mueller

2 Página 2 Sumário Executivo O teste de carga de trabalho do Microsoft Exchange Server 2007 no Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V, feito pelo IBM Center for Microsoft Technologies, captura a maneira pela qual o Hyper-V pode alavancar o desempenho, a confiabilidade e a alta disponibilidade dos servidores IBM System x para capacitar a consolidação do Microsoft Exchange Server O Hyper-V no Microsoft Windows Server 2008 R2 pode agora suportar 64 processadores lógicos. Cada máquina virtual pode ser configurada com 4 processadores virtuais e até 64 GB de memória por máquina virtual. O Live Migration agora é suportado com Hyper-V R2. Alavancando as melhores práticas de dimensionamento e virtualização da IBM, as empresas podem utilizar o Hyper-V para consolidar vários servidores de que utilizam o Microsoft Exchange Server 2007 em um único servidor físico da IBM para: - Utilização mais eficiente dos recursos de computação - Simplificação das tarefas de gerenciamento - Redução dos custos dos centros de dados e das demandas de energia e refrigeração O Microsoft Exchange Server 2007 Proporciona Comunicações de Missão Crítica Atualmente, os funcionários procuram acesso rico e eficiente a , calendários, anexos, contatos e mais - independentemente de onde estão ou de que tipo de dispositivo estão utilizando. Para os profissionais de TI (Tecnologia da Informação), a utilização de um sistema de mensagens que atenda a essas necessidades deve ser considerada levando em conta outros requisitos como segurança e custo. O Microsoft Exchange Server 2007 foi projetado especificamente para enfrentar esses desafios e oferecer a proteção avançada que sua empresa exige, o acesso em qualquer lugar que o seu pessoal deseja e a eficiência operacional que você, na TI, necessita.

3 Página 3 Porque virtualizar? Valor da Implantação Virtualizada Para as Empresas: Benchmarks de TI Unidades Servidores físicos por gerente Horas inativas por servidor físico por Tempo necessário para iniciar Tempo necessário para atualizar/ ano aplicativos migrar (semanas) Não virtualizado (semanas) Virtualização básica Virtualização avançada Fonte: Pesquisa da IDC: Valor da Virtualização Para as Empresas, 2008 Figura 1: Valor da Implantação Virtualizada Para as Empresas: Benchmarks de TI Valor da Implantação Virtualizada Para as Empresas: Redução de Custos (% de redução) Custo de mão-de-obra de TI Custo de hardware Custo do tempo inativo Virtualização básica Virtualização avançada Fonte: Pesquisa da IDC: Valor da Virtualização Para as Empresas, 2008 Figura 2: Valor da Implantação Virtualizada Para as Empresas: Redução de Custos

4 Página 4 O Hyper-V ajuda a reduzir os custos e melhorar a agilidade dos negócios Virtualizando com o Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V, as empresas podem utilizar melhor os investimentos em hardware de servidor consolidando múltiplas cargas de trabalho de servidor como máquinas virtuais (VMs) separadas funcionando em uma única máquina física. O resultado? Menor TCO (Total Cost of ownership/custo total de propriedade) pela redução das exigências de hardware, bem como menores custos de energia, refrigeração e gerenciamento. As empresas também se beneficiam da otimização da infraestrutura, da capacidade de equilibrar cargas de trabalho em diferentes recursos e aumentar a agilidade operacional, proporcionando a flexibilidade para prever aumentos de demanda. O Hyper-V só funciona no modo de 64-bit como uma função do Windows Server 2008 ou como hypervisor independente baseado em painel no produto Microsoft Hyper-V Server 2008 (disponível para download no site da Microsoft). As máquinas virtuais podem suportar até 4 processadores virtuais e 64 GB de memória, dependendo do sistema operacional hospedado carregado. Cada máquina virtual tem sua própria execução de sistema operacional e é totalmente isolada do sistema operacional do computador central, bem como do de outras máquinas virtuais, assegurando fortes limites de segurança entre as máquinas virtuais. A alta disponibilidade é uma opção ao executar a Enterprise Edition ou Datacenter Edition do Windows Server 2008 com o Microsoft Clustering instalado. A alta disponibilidade também é uma opção com o Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 com o Microsoft Clustering instalado. O Hyper-V não é suportado nos servidores baseados no processador Intel Itanium. Os servidores IBM System x, oferecem uma plataforma flexível e altamente confiável para a virtualização Os recursos avançados incorporados no portfólio da IBM X-Architecture ajudam os servidores IBM System x e os chassis e blades do IBM BladeCenter a oferecer a confiabilidade e a alta disponibilidade necessárias para virtualizar aplicativos de missão crítica como o Microsoft Exchange Server 2007 em Hyper-V: Os servidores empresariais System x3850 M2 oferecem até 24 processadores lógicos, 256 GB de memória e 7 conectores de expansão PCI-E. A tecnologia de mainframe reduz as buscas na memória. As análises líderes de mercado de falhas previsíveis e a depuração avançada de erros de memória ajudam a detectar e reparar automaticamente bits com falha da memória antes que se tornem um problema.

5 Página 5 Os servidores IBM BladeCenter oferecem redundância de hardware incorporada no chassis para comutadores de energia, Ethernet e SAN, bem como gerenciamento. Até 14 blades por chassis proporcionam densidade de servidor superior. Virtualizando o Exchange Em agosto de 2008, a Microsoft emitiu um demonstrativo de suporte atualizado que incluiu suporte para o Exchange Server 2007 SP1 funcionando em um ambiente de virtualização de hardware. O software de virtualização de hardware suportado inclui a tecnologia Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V, o Microsoft Hyper-V Server 2008 e outros hipervisores de terceiros que foram validados pelo Windows Server Virtualization Validation Program. Esse demonstrativo de suporte é acompanhado por um documento detalhado que destaca os limites do suporte. O demonstrativo abrange o Exchange Server 2007 com SP1 funcionando em uma máquina virtual do Windows Server 2008 e nenhuma outra combinação é suportada atualmente. O demonstrativo também mostra quais funções do Exchange são suportadas e quais não são recomendadas ou suportadas. Por exemplo, o sistema operacional hospedado não pode ter a função Unified Messaging instalada. Com relação ao armazenamento em disco (similar a qualquer outro ambiente de implantação de produção), os discos virtuais precisam ser configurados como disco fixo e não como disco dinamicamente expandido. Além disso, somente o software de gerenciamento (como software antivírus ou de backup) deverá ser instalado na máquina física básica - nenhum aplicativo baseado em servidor deverá ser instalado porque a adição de um software na partição principal/de gerenciamento aumenta a complexidade. Quando se trata de disponibilidade, o Hyper-V e o Exchange oferecem opções incorporadas nos produtos. Dependendo do ambiente, pode ser escolhida a solução apropriada - uma combinação de ambos não tem sentido e a Microsoft não suportará a combinação de soluções de clustering do Exchange Server e soluções de clustering baseadas no hipervisor. Entretanto o CCR (cluster continuous replication/reprodução contínua do cluster) e a SCR (stand by continuous replication/reprodução contínua em espera) são suportadas em um ambiente de virtualização de hardware, desde que o ambiente de virtualização não utilize servidores básicos em cluster.

6 Página 6 Para assegurar um desempenho apropriado, uma razão de 2:1 de processador virtual para processador lógico não pode ser ultrapassada. Por exemplo, se o servidor do computador central tiver um processador quad-core, ele terá quatro processadores lógicos. Assim, a razão de 2:1 permite um total de 8 processadores virtuais naquele sistema. De uma perspectiva da máquina virtual nesse exemplo, embora você possa criar múltiplas máquinas virtuais, o total necessário de processadores virtuais em todas as máquinas virtuais funcionando não pode exceder 8. Compreensivelmente, muitos líderes de TI vêem a virtualização desse aplicativo de missão crítica com apreensão. Entretanto, com todo o avanço em testes de design e infraestrutura, um ambiente virtualizado para o Exchange Server 2007 pode proporcionar suporte flexível, confiável e altamente expansível para aplicativos de mensagens. Estudo de Caso: aliação do desempenho do Exchange Server 2007 funcionando em um ambiente virtualizado O IBM Center for Microsoft Technologies em Kirkland, Washington, conduziu uma série de testes de desempenho para avaliar o Exchange Server 2007 em um ambiente virtualizado do Hyper-V no servidor System x3850 M2 com processadores Intel Xeon X7350. Nossa meta era determinar se o desempenho atenderia aos requisitos de um ambiente de produção exigente e se manteria dentro dos limites das melhores práticas estabelecidas pela Microsoft. A instalação executou os testes no servidor IBM System x3850 M2 para empresas com Windows Server 2008 e Hyper-V. O controlador IBM System Storage DS4800 com inclusão de drive Fibre Channel de RPM proporcionou armazenamento auxiliar.

7 Página 7 Foram utilizados quatro servidores IBM System x3850: um servidor para CAS e HUB (ambas as funções foram instaladas no mesmo servidor), um servidor para o Microsoft Exchange Load Generator (LoadGen), um como Controlador de Domínio e um como cliente para coletar os resultados de desempenho com a utilização do Windows Performance Monitor. A Figura 3 mostra a configuração do teste. Ambiente de Teste Gerador de Carga X3850 X3850 M2 executando o Hyper-V e hospedando o Exchange 2007 Mail Server CAS/HUB X3850 Controlador de Domínio X3850 Controlador de Armazenamento DS4800 Monitor de Desempenho X3850 Figura 3: Configuração do ambiente de teste

8 Página 8 A Figura 4 mostra a configuração de hardware para o x3850 M2 e a máquina virtual de correio eletrônico. Mostra também a configuração do Exchange. O x3850 M2 utilizado para executar o Hyper-V e hospedar a máquina virtual de correio eletrônico do Exchange ofereceu 16 núcleos do processador Intel Xeon X7350 e 64 GB de memória, mais do que suficiente para a execução de múltiplas máquinas virtuais. A máquina virtual de correio eletrônico do Exchange recebeu quatro processadores virtuais e 16 GB de memória para acomodar os usuários simulados no teste. Configuração do servidor principal (x3850 M2) CPUs físicas Núcleos lógicos Velocidade do processador Memória ,93 GHz 64GB Configuração da máquina virtual de correio eletrônico CPUs físicas Memória 4 16GB Configuração do Exchange Usuários do correio eletrônico Perfil do LoadGen Tamanho do correio eletrônico do usuário Pesado 500 MB Figura 4: Configurações de hardware e software do teste

9 Página 9 Dimensionamento de um Ambiente do Exchange O dimensionamento do Exchange Server 2007 para um ambiente virtual não é diferente do dimensionamento de uma plataforma física. Entretanto, cada ambiente é único e deverá ser testado com a utilização da ferramenta Microsoft Exchange Server Jetstress e do LoadGen. A Jetstress simula a E/S de disco do Exchange para testar a configuração de armazenamento do ambiente de TI para ajudar a assegurar que ele suportará a carga desejada. A ferramenta produz um relatório fácil de ler com uma categoria de Aprovado ou Reprovado para o ambiente. O LoadGen mede o impacto dos clientes MAPI, OWA, IMAP, POP E SMTP nos servidores do Exchange. A ferramenta envia múltipas solicitações de mensagens de computadores clientes para o servidor do Exchange, o que permite à equipe de TI testar a qualidade da resposta do servidor do Exchange para as cargas de . Diferentemente do Jetstress, o LoadGen é simplesmente uma ferramenta de geração de carga sem capacidades de relatórios. Para verificar se o ambiente está tendo um bom desempenho dentro dos parâmetros especificados, o Monitor de Desempenho deverá ser configurado para registrar as estatísticas de desempenho enquanto o LoadGen está executando um teste. A Figura 5 lista alguns contadores de desempenho que são úteis para determinar a saúde do ambiente, bem como os valores esperados. Categoria Contador Valores Requeridos Condições de Aprovação Processamento(_Total) % Processor Time Average Avg<90 MSExchangelS Correio Eletrônico(_Total) Mensagens na Fila Para Envio Máximo e Média Máximo<1000 e Média<250 MSExchangelS Latência Média de RPC Solicitações de RPC Máximo e Média Máximo e Média Máximo<100 e Média<50 Máximo<100 e Média<50 Disco Físico Leitura Média Por Segundo do Disco Gravação Média Por Segundo do Disco Média Média Média<0,02 ou Média<0,01* Média<0,02 ou Média<0,01* Figura 5: Contadores de desempenho úteis para monitorar o ambiente de correio eletrônico do Exchange Server. Observe que essa tabela não é uma lista completa de contadores de desempenho úteis, mas fornecerá orientações básicas para ajudar a avaliar como um sistema de correio eletrônico está respondendo às suas demandas. Observe também que os contadores de disco físico são necessários para cada LUN física com um banco de dados ou arquivo de log.

10 Página 10 A Figura 6 mostra as estatísticas obtidas com a utilização do Monitor de Desempenho enquanto o servidor LoadGen gerava o tráfego do correio. Observe que os tempos de leitura estão bem abaixo de 10 milissegundos e que os tempos de gravação estão abaixo de 20 milissegundos. Essas estatísticas indicam que o armazenamento está respondendo de maneira oportuna às solicitações de leitura/gravação. Leitura Média do Disco Por Segundo Gravação Média do Disco Por Segundo Leitura Média do Disco Por Segundo Gravação Média do Disco Por Segundo Leitura Média do Disco Por Segundo Gravação Média do Disco Por Segundo Gravação Média do Disco Por Segundo Gravação Média do Disco Por Segundo Gravação Média do Disco Por Segundo DB1: DB2: DB3: Log1: Log2: Log3: Figura 6: Tempos médios de leitura/gravação para os três drives de banco de dados e três drives de log utilizados na configuração do teste, obtidos pela ferramenta do Monitor de Desempenho Maximize o sucesso da virtualização através de um planejamento antecipado A criação de um ambiente de virtualização de alto desempenho requer algumas considerações adicionais além das suas experiências tradicionais de consolidação de servidor.

11 Página 11 Um ambiente de máquina virtual de alto desempenho deve estar baseado em algumas diretrizes simples. Essas diretrizes devem ser desenvolvidas com a contribuição obtida do perfil dos sistemas físicos que estão sendo substituídos, bem como dos clientes que dependerão da máquina virtual. As recomendações básicas incluem: Alocação do processador. Evite comprometer excessivamente os processadores lógicos do sistema principal. Diferentemente dos métodos anteriores de consolidação de servidores legados, onde o comprometimento excessivo dos processadores normalmente era de três a quatro vezes a sua capacidade, o comprometimento excessivo de processadores com máquinas virtuais de alto desempenho pode resultar em perdas de desempenho indesejadas à medida que os processadores são comutados entre as máquinas virtuais. Alocação da memória. O Hyper-V não suporta o comprometimento excessivo da memória. Os computadores centrais em cluster devem ter memória suficiente para suportar quaisquer máquinas virtuais adicionais que possam ser necessárias para a migração. Se não houver memória física suficiente para todas as máquinas virtuais, a migração falhará. Instalação do sistema operacional. Instale o sistema operacional para a máquina virtual em um disco rígido virtual que será ligado ao controlador IDE na máquina virtual. O ideal é que o disco virtual tenha o backup de um disco físico tolerante a falhas. Instalação de aplicativos. Instale os aplicativos em um ou mais discos virtuais dedicados para um controlador de SCSI na máquina virtual, novamente com o backup de um disco físico tolerante a falhas. Os requisitos de E/S ajudarão a determinar o número de eixos necessários para manter as operações no nível desejado. Armazenamento. Garanta que haja E/S de disco suficiente disponível para suportar os servidores que estão sendo hospedados. A E/S de disco é uma função de muitas entradas, mas os vários elementos principais a serem considerados são o tipo de disco (SAS, SATA), o número de discos utilizados para criar um agrupamento e o controlador de armazenamento a ser utilizado. Os CSVs (Cluster Shared Volumes/Volumes Compartilhados de Cluster) permitem que múltiplos servidores Hyper-V em cluster acessem simultaneamente a mesma LUN. Para maximizar o desempenho, planeje uma configuração que inclua um grande agrupamento de discos e grandes LUNs mapeadas para os servidores principais com CVSs para simplificar a configuração da LUN. E/S de rede. Permite E/S de rede suficiente ou considera controladores de interface de rede (NICs) para cargas de trabalho particularmente pesadas. Os NICs físicos podem ser utilizados para criar comutadores de rede virtuais no computador central e podem ser atribuídos a máquinas virtuais de acordo com o necessário. Se utilizar o Live Migration, considere uma rede privada adicional em seu cluster para manter as cópias da memória sendo transferidas fora da sua rede principal.

12 Página 12 Virtualização e processadores Intel Xeon Os processadores Intel Xeon mostraram uma liderança excepcional na capacitação do Microsoft SQL Server 2008 nos ambientes virtualizados e nativos. Os servidores System x baseados no processador Intel Xeon com a Tecnologia Intel de Virtualização (Intel VT) podem ajudar a proporcionar uma implementação virtualizada do Microsoft SQL Server 2008, com um custo total de propriedade menor. A Intel VT proporciona assistência de hardware para o software de virtualização, permitindo redução do tamanho e da complexidade do gerenciador de máquina virtual e permitindo soluções de virtualização mais baratas, mais eficientes e mais poderosas. Especificamente, a Intel VT: Reduz a necessidade de interpretações de software com utilização intensiva de computação entre o sistema operacional hospedado e o principal em um ambiente virtual. Reduz a sobrecarga permitindo ao sistema operacional hospedado acessar diretamente os ciclos da CPU. Permite a mais máquinas virtuais funcionarem em um servidor principal com desempenho próximo ao nativo. Melhora o desempenho geral do servidor. E com a Intel VT FlexPriority, os centros de dados podem ver melhorias maiores de desempenho. A FlexPriority minimiza o impacto das solicitações, ou interrupções, de outros dispositivos ou aplicativos para o processador utilizando um registro especial para monitorar a prioridade das tarefas, fazendo com que somente as interrupções com maior prioridade recebam atenção imediata. Os servidores funcionando com o processador Intel Xeon Série 5500 podem ajustar o desempenho e a energia utilizada em tempo real para atender às exigências exatas das cargas de trabalho de computação. O Recurso de Uso Inteligente de Energia Intel introduz o gerenciamento de energia no processador, chipset e memória. Isso permite aos sistemas operacionais colocar a energia do processador e a memória na condição de menor consumo de energia disponível, necessária para suportar as cargas de trabalho correntes sem reduzir o desempenho, e permite aos núcleos individuais ficarem inativos independentemente dos demais. A Tecnologia Intel Turbo Boost permite ao processador operar acima de sua frequência estabelecida para acelerar cargas de trabalho específicas. A Tecnologia Intel Hyper-Threading permite múltiplas subrotinas simultâneas dentro de cada núcleo de processador para reduzir a latência computacional. Ela se beneficia de caches maiores e massiva largura de banda de memória para proporcionar maior processamento e capacidade de resposta para aplicativos com múltiplas subrotinas.

13 Página 13 Microsoft Exchange Server 2007: Pronto para virtualização A virtualização de servidor com o Hyper-V ajuda a aproveitar ao máximo a capacidade de computação disponível no centro de dados. Habilitando altas taxas de utilização do servidor, a virtualização ajuda a reduzir o número de servidores necessários e melhora a capacidade de gerenciamento da carga de trabalho. A virtualização de sistemas de missão crítica como o Exchange Server 2007 em servidores IBM System x pode ajudar a simplificar a infraestrutura de TI e reduzir os custos de energia, refrigeração, utilização de espaço e gerenciamento - tudo enquanto aumenta a eficiência. Os testes demonstram que o desempenho do Hyper-V suporta bem a virtualização de aplicativos para empresas como o Exchange Server 2007 em uma implantação de produção dentro das recomendações de melhores práticas da Microsoft. Entretanto, as implantações do Microsoft Exchange Server 2007 variam muito. Uma análise cuidadosa da solução e testes completos antes da implantação em produção são altamente recomendados. A solução mostrada neste documento representa somente uma das várias estratégias de implantação que devem ser consideradas.

14 Página 14 Para obter informações adicionais Para saber mais sobre a virtualização com a utilização do Microsoft Hyper-V ou da plataforma IBM System x, contate seu representante da IBM ou visite ibm.com/systems/x/solutions/infrastructure/virtualization. Saiba mais sobre o Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 em Para ver quais combinações de aplicativos e sistemas operacionais da Microsoft são suportados no Hyper-V, visite Para obter informações úteis sobre serviços de virtualização e identificação e solução de problemas, visite: technet. microsoft.com/en-us/virtualization/cc aspx. Roland G. Mueller é um engenheiro de sistemas IBM System x que trabalha no IBM Center for Microsoft Technology. Ele trabalha na Microsoft há mais de 7 anos para otimizar o desempenho de servidores baseados em x86 executando o sistema operacional Microsoft Windows Server e aplicativos da Microsoft. Roland trabalha diretamente com clientes da IBM para entender os problemas que estão enfrentando e desenvolver soluções para atendê-los. Ele é especializado no Microsoft Exchange e em várias tecnologias de virtualização.

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16 Copyright IBM Corporation 2009 IBM Systems and Technology Group 3039 Cornwallis Road RTP, NC Produzido nos Estados Unidos da América Julho de 2009 Todos os Direitos Reservados IBM, o logotipo IBM, ibm.com, BladeCenter, System x e x-architecture são marcas comerciais ou marcas comerciais registradas da International Business Machines Corporation nos Estados Unidos e/ou em outros países. Se esses ou outros termos com a marca IBM receberem em sua primeira ocorrência um símbolo de marca comercial ( ou ), esse símbolo indica marca comercial ou marca comercial registrada nos Estados Unidos de propriedade da IBM na ocasião em que estas informações foram publicadas. Essas marcas podem representar marcas comerciais ou marcas comerciais registradas em outros países. Uma lista atual das marcas comerciais da IBM está disponível na Web em Copyright and trademark information em ibm.com/legal/copytrade.shtml. Intel, Intel Xeon e Itanium são marcas comerciais ou marcas comerciais registradas da Intel Corporation ou suas subsidiárias nos Estados Unidos e em outros países. Microsoft, SQL, Server, Windows e Windows Server são marcas comerciais da Microsoft Corporation nos Estados Unidos e/ou em outros países. Os outros nomes de produtos, empresas ou serviços podem ser marcas comerciais ou marcas de serviço de terceiros. Por favor, recicle