W H I T E P A P E R T h e P r o m i s e o f V i r t u a l S t o r a g e : T r a n s f o r m i n g I T i n t o a S e r v i c e

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1 Matriz global: 5 Speen Street Framingham, MA EUA Tel.: Fax: W H I T E P A P E R T h e P r o m i s e o f V i r t u a l S t o r a g e : T r a n s f o r m i n g I T i n t o a S e r v i c e Encomendado por: EMC Benjamin Woo Maio de 2010 R E S U M O E X E C U T I V O A tecnologia da informação está sendo redefinida como serviço. Isso requer, entre outras coisas, uma infraestrutura mais flexível e virtualizada na qual o armazenamento virtual complementa os servidores virtuais para liberar informações dos sistemas físicos. Sabe-se bem que os servidores virtuais oferecem agilidade, eficiência e vários outros benefícios. A estratégia de armazenamento virtual da EMC e a execução inicial (VPLEX) estendem varios dos benefícios de servidor/processamento para o armazenamento. No centro do armazenamento virtual está a coerência de cache distribuído da EMC, que integra conhecimento dos dados em todas as plataformas local, metro, global e na nuvem privada. As informações podem ser distribuídas à distância, possibilitando que o armazenamento seja agrupado. As organizações não precisam mais colocar antecipadamente todas as informações em outro local para prever cada eventualidade. O armazenamento virtual possibilita uma infraestrutura mais dinâmica e flexível que, em inúmeros casos de uso, oferece mudanças profundas e positivas à TI e aos negócios. V I S Ã O G E R A L D A S I T U A Ç Ã O Quando se consolidou o conceito de abstração de recursos de TI, os profissionais do setor constataram que a virtualização poderia ser adaptada a vários recursos de computador, que variavam de hardware a sistemas operacionais e aplicativos. No entanto, as informações estavam, em praticamente todas as situações, vinculadas ao hardware do armazenamento físico. Agora é possível agrupar dados à distância, para abstraí-los. Nesse contexto, os dados podem ser armazenados em uma multiplicidade de locais físicos e ainda ser vistos e acessados nas plataformas de TI como um recurso único de armazenamento virtual. O agrupamento estende a metáfora de servidor/processamento ao armazenamento. Os dados são abstraídos do sistema de hardware físico, fazendo com que o tempo, o local e a distância sejam praticamente irrelevantes para os usuários. Ainda mais importante, a combinação de virtualização e agrupamento permite que a TI automatize totalmente a colocação dos dados para servir a qualquer configuração de negócios ou cenário de uso, tornando perfeito, independente, coerente e imperceptível o acesso aos dados entre os storage arrays. Fazendo-se isso, o uso das informações é materializado em uma proposta de valor que tem sido, até o presente momento, um contexto apenas imaginado.

2 A evolução da virtualização de armazenamento Indiscutivelmente, a virtualização reduziu os custos de TI e criou um novo modelo de alocação de recursos: um servidor virtual atinge e supera cada princípio da Lei de Moore de desempenho computacional por unidade. A virtualização de dados foi considerada por algum tempo como a peça final do quebra-cabeça virtual, mas depois os profissionais de armazenamento começaram a ponderar se seria possível abstrair o armazenamento lógico do armazenamento físico, o que liberaria informações, tornando-o não apenas independente dos dados, mas também virtualmente independente. Se os recursos de processamento pudessem ser distribuídos e colocados onde houvesse necessidades e/ou aplicações específicas, onde elas fossem mais necessárias, então o armazenamento deveria ser implantado para tornar os dados instantaneamente disponíveis, atualizados e mantidos em sincronia em tempo real e completamente independentes de tempo e distância. Virtual Storage significaria que o uso dos dados transcenderia a largura de banda, a coerência de cache e a latência geográfica. O usuário e os dados podem estar em qualquer lugar, e os dados são atuais, consistentes e atualizados. O usuário tem imediatamente as informações necessárias sem ter de pensar de modo algum no sistema nem nos dados. Coerência de cache distribuído Desde a introdução de drives de disco fixo no final dos anos 1950, o gerenciamento do armazenamento tem sido uma atividade muito simples: armazenar dados de modo democrático, uniforme e lógico, sem muita preocupação com o acesso ou uso frequente ou, aliás, acesso imediato. Para o usuário, em resumo, o problema era latência. O cache era um passo rápido à frente, melhorando as velocidades de acesso aos dados e fazendo com que os drives de disco velhos, lentos e fixos apresentassem melhor desempenho. O cache de estado sólido não envolve peças em movimento, como disco giratório e cabeçotes de leitura/gravação, e serve a várias finalidades úteis de armazenamento, entre elas a retenção de dados frequentemente acessados e disponíveis, sem discriminação nem latência. O cache foi anunciado como solução para um novo problema quando clienteservidor e computação distribuída passaram a ser usados em larga escala. O gerenciamento de arquivos e o controle de versões precisavam ser administrados e o cache era ideal para esse tipo de gerenciamento de alterações, conhecido como coerência de cache. O cache está sendo redefinido novamente como coerência de cache distribuído à medida que avançamos para o ambiente virtual. O desempenho do armazenamento é aperfeiçoado com o uso de flash, sem dúvida, mas de modo muito mais importante pela distribuição dinâmica entre todos os tipos de dispositivos de armazenamento. Em ambos os casos, os dados estão mais perto do usuário e quanto mais perto, melhor. Mais perto significa que os dados são informações. A maioria dos aspectos do trabalho com informações alta disponibilidade, recuperação rápida, controle de versão, backup e segurança melhora, porque o cache virtual está bem próximo do usuário. Percebeu-se que o cache resolve dois importantes problemas. Um, naturalmente, é a velocidade de acesso. O outro é a capacidade de priorizar as solicitações de acesso aos dados. Um disco fixo não tem essa inteligência, já que os dados 2 # 2010 IDC

3 normalmente utilizados e reutilizados, armazenados em cache, são sempre acessados com maior rapidez. Com o armazenamento virtual, o cache virtual também se torna cache distribuído, e tanto a velocidade como o acesso melhoram significativamente. Além disso, a coerência de cache distribuído, que é por natureza independente de distância, requer novos algoritmos para garantir a integridade dos dados e o controle de versão. A seguir relacionamos os elementos-chave identificados de coerência de cache distribuído, que são essenciais para o respectivo recurso: Imperceptibilidade dos storage arrays no sistema e de qualquer distância Acesso virtual a qualquer momento, de qualquer lugar, de qualquer sistema Rastreamento da transferência de dados para fins de gerenciamento de arquivos e versão Redimensionamento para atender às necessidades corporativas, geográficas, de grupo de trabalho ou individuais Gerenciamento de capacidade agregada entre dispositivos físicos e virtuais Espelhamento de aplicativos e dados independentemente de plataforma. Cada elemento, por si, não parece ser um problema particularmente novo ou difícil de resolver. No entanto, em conjunto, e considerando-se o projeto de implementação de agrupamento global de armazenamento, a solução do problema torna-se mais complexa. O objetivo criar um pool de dados dinâmico e global de recursos de informações e os aplicativos necessários para trabalhar com essas informações que todos possam acessar, de qualquer lugar, com a velocidade e a agilidade de acesso à máquina dos próprios desktops é uma meta necessária, se queremos obter sistemas de TI verdadeiramente virtuais. Os benefícios se acumulam em todos os níveis: tempo, dinheiro, produtividade e vantagem competitiva mais acentuada. Do ponto de vista tecnológico, o agrupamento produz um recurso globalmente consistente de acesso às informações, empregando recursos de cache e armazenamento em níveis altos de desempenho. A coerência de cache distribuído executa qualquer tarefa com mais rapidez e inteligência, garantindo alta integridade dos dados. A abordagem mais prática parece ser começar localmente, depois avançar para global e ir além. Considerando cargas de trabalho corporativas diversificadas Grupos de trabalho e aplicativos diversos têm cargas de trabalho diferentes no tempo e no espaço. Os servidores distribuídos começaram a resolver esses problemas, mas não conseguiram resolver totalmente os dados armazenados em vários locais remotos. Uma das primeiras soluções era os usuários armazenarem os dados que usavam com maior frequência em suas próprias máquinas desktop. Com o passar do tempo, as farms de discos locais ou os dispositivos de armazenamento tentaram gerenciar os dados de grupos geograficamente específicos. Os servidores virtuais possibilitaram a resolução dos problemas de gerenciamento de dados disponibilizando dados remotos e criando mais adaptabilidade das cargas de trabalho; entretanto, os usuários, com frequência, ainda estavam impedidos usando o mesmo conjunto limitado de dados local. Se outras pessoas precisassem desses dados, o conjunto de dados 2010 IDC # 3

4 era replicado em outro data center localizado. Agora os problemas de redundância, gerenciamento de arquivos e controle de versão aumentaram. Os departamentos de TI que conseguiram fazer a transição de servidores independentes para servidores virtuais concordam que ela foi transformadora, e agora a mesma evolução é possível com o armazenamento. Bem no início, a virtualização do VMware e o Symmetrix VMAX da EMC demonstraram o que poderia ser feito: O VMware emprega tecnologia que possibilita a execução de vários sistemas operacionais, simultânea e independentemente, no mesmo servidor ou estação de trabalho padrão que as máquinas virtuais. Aplicativos ao vivo podem ser acessados ou implantados em vários sistemas sem causar interrupção nos negócios. Os servidores virtuais VMware permitiram que os usuários acessassem recursos de informações distantes como se fossem locais, representando um importante passo à frente para se entender a necessidade de armazenamento virtual. O EMC Symmetric VMAX, aproveitando o data center virtual, oferece altos níveis de armazenamento até 2 petabytes para a consolidação de cargas de trabalho e desempenho de aplicativos redimensionáveis. Com base na plataforma de armazenamento Symmetrix, este produto atendeu à necessidade de maior disponibilidade de armazenamento e desempenho de aplicativos críticos em servidores físicos e virtuais, simplificados pelo VMware. Outra revelação no entendimento dos sistemas virtuais foi que os servidores podem falhar e quase sempre falham, mas, quando isso ocorre, os dispositivos de armazenamento normalmente continuam funcionando. Portanto, além de aumentar a resposta do sistema e tornar as informações mais disponíveis, o agrupamento da virtualização de armazenamento e a integração da coerência de cache distribuído podem redirecionar os dados para um servidor on-line sem causar interrupções. Esse sistema não só é mais confiável e produtivo, mas reduz significativamente o RPO (Recovery Point Objective, objetivo de ponto de recuperação) e o RTO (Recovery Time Objective, objetivo de tempo de recuperação). Embora os dados em cache possam parecer simples e práticos, transferi-los à distância tem sido um dos mais desconcertantes problemas para a TI. V P L E X : o s u r g i m e n t o d o a r m a z e n a m e n t o de d a d o s a g r u p a d o s O cache em servidor e aplicativos já foi simples e prático, mas dependia da proximidade local. Sempre foi muito mais fácil transferir servidores ou aplicativos dispersos do que distribuir os dados à distância. A solução do problema significava repensar o modelo fundamental de computação. À medida que a EMC explorava o conceito de agrupamento e começava a desenvolver um conhecimento mais profundo sobre os problemas que envolviam largura de banda, latência e coerência de cache distribuído, surgiram várias e novas perspectivas: Pensar a TI como um serviço, do mesmo modo que outros serviços distribuídos Desenvolver data centers em comum que repliquem máquinas e processos idênticos 4 # 2010 IDC

5 Criar modelos de armazenamento virtual com base em modelos de servidor virtual Resolver o problema de distribuição de DaaD (Data at a Distance, dados à distância) Liberar as informações dos dispositivos físicos Agrupar sistemas para ficar totalmente consistente, da escala local à escala global À medida que essas soluções se concretizavam, ficou claro que a antiga terminologia de virtualização, virtualização de armazenamento, não correspondia ao novo modelo de armazenamento de dados agrupados. No entanto, denominando-a Virtual Storage (armazenamento virtual), surgiu uma definição mais precisa: Virtual Storage: o gerenciamento de coerência de cache distribuído à distância. A EMC agora apresentou sua visão abrangente de Virtual Storage. O produto é o VPLEX. É uma plataforma de hardware e software para uso com farms de dados que utilizam arrays EMC, Hitachi, IBM e outros. Do mesmo modo que os servidores podem ser agrupados, o VPLEX pode agrupar dispositivos de armazenamento para criar coerência de cache, ou Daad. Os dados, seja em megabytes ou petabytes, são apresentados como dados locais ao usuário. O armazenamento de dados agrupados, de local para global e para a nuvem privada, significa uma redução e quase sempre a eliminação completa de problemas com latência e largura de banda. Em seu lugar, ele cria coerência de cache distribuído. Vários ambientes computacionais, independentemente da localização no globo terrestre, contam com um enorme grupo compartilhado de dados e informações que podem ser acessados de qualquer servidor e aplicativos. Os usuários de vários locais no mundo podem acessar e trabalhar com informações idênticas, de modo simultâneo, enquanto o arquivo mestre permanece em sincronia. O VPLEX possibilita a conceitualização de um novo modelo de ambiente de TI virtualizado, aplicando os princípios da evolução do servidor virtual ao armazenamento virtual. Da tela do usuário, o ambiente de TI é visto de modo consistente e independente de dispositivo, mesmo que não o seja. Agora que o usuário aprendeu a não se preocupar com a localização dos recursos de processamento nem com o aplicativo host, ele pode trabalhar com informações como se estas estivessem armazenadas em sua máquina local, não importa onde estão armazenadas fisicamente. O VPLEX baseia-se na flexibilidade dinâmica do FAST (Fully Automated Storage Tiering, classificação do armazenamento por níveis, totalmente automatizada), que exemplifica o ideal de possuir as informações e dados no lugar certo no momento certo neste caso, no cache coerente. Em resumo, o VPLEX é o conjunto de ferramentas fundamentais para desenvolver um sistema de informações virtuais e agrupadas (hardware, software e rede) na forma de nuvem privada, capaz de transpor qualquer distância, grande ou pequena. No processo, ele oferece estes benefícios: 2010 IDC # 5

6 Espelhar um ambiente mestre globalmente significa que os recursos físicos redundantes podem ser eliminados e substituídos por dispositivos virtuais A replicação de dados para superar as restrições de distância é coisa do passado A economia de redução proporcional significa que a TI funciona melhor, mais rápido e com custos menores Como os recursos físicos agora são agregados e baseiam-se em um modelo virtual, não importa mais onde está localizado um data center, portanto a transferência das operações para ambientes mais econômicos tornou-se prática. Considerações para o futuro O VPLEX é uma solução desenvolvida para as necessidades atuais e previstas. Várias operações de TI ainda precisam desenvolver recursos virtuais, e o VPLEX é a luz no fim do túnel para eles. Apesar de saber que ele está lá, no horizonte, e que pode ser criado um caso de negócio para adotá-lo como uma solução abrangente para vários problemas importunos e distintos, ele pode criar uma dinâmica do tipo desenvolva-o e eles surgirão. O VPLEX é uma solução baseada em blocos, inicialmente oferecida em dois produtos: VPLEX Local e Metro. O Metro estende os recursos observados acima a uma distância síncrona de até 100 km. Pode-se imaginar os casos de uso possíveis quando os dados são liberados. Veja abaixo um pouco do que nos passa imediatamente pela cabeça: Compartilhamento e balanceamento imperceptíveis de recursos nos data centers e entre eles Balanceamento de carga de trabalho Transferência de cargas de trabalho para locais com baixo custo de energia Suporte a VMware VMotion Acesso aos dados em tempo real para usuários remotos Acesso aos dados de vários hosts com leitura e gravação simultâneas Acesso aos dados em data centers físicos remotos sem armazenamento local. Espelhamento distribuído em plataformas mistas Aumento da capacidade de recuperação e da disponibilidade Execução contínua de aplicativos Associação e agregação de capacidade Aumento da utilização do armazenamento Inicialmente, o VPLEX pode ser a melhor opção para aplicativos que exigem muita leitura. Com vários aplicativos, tecnologias de servidor e ambientes de 6 # 2010 IDC

7 aplicativos que exigem muita gravação, como os processamento de transações, talvez seja necessária uma atualização. Mesmo assim, a possibilidade de um data center agrupado e global é fascinante e faz com que a visão da computação em nuvem privada, agora tão efervescente, pareça muito mais prática. Um fato é evidente: a computação em nuvem, privada ou pública, exige uma camada de gerenciamento de virtualização para gerenciar todos os recursos tecnológicos como um sistema integrado. Na nuvem privada, os usuários agora podem usar todo e qualquer recurso servidores, aplicativos, informações e as várias conexões de rede como se estivessem dentro de suas máquinas pessoais. Essa é a solução de computação para usuários finais mais desejada nos últimos quarenta anos. Os benefícios econômicos que se acumulam para a TI são ainda maiores. O agrupamento em um data center virtual independe de fornecedor e unifica as plataformas entre servidores e farms de armazenamento. Isso significa que os dados são totalmente imperceptíveis e estão disponíveis 24 horas por dia, para sempre. Os recursos e cargas de armazenamento são balanceados na nuvem pela utilização da coerência de cache. A redundância de dispositivos de servidor e armazenamento é reduzida ou eliminada completamente, especialmente quando o modelo principal de data center é clonado e propagado na nuvem. Em média, uma melhoria real de 6 vezes em eficiência. Neste processo, a TI dá um passo largo para se tornar uma verdadeira organização de serviços. O armazenamento virtual agrupado representa um grande salto na evolução da TI. Os profissionais experientes encontrarão vários meios e formas de implementação e aplicações variadas desta nova tecnologia inovadora. Em termos de preservação, uma premissa básica é pensar localmente e agir globalmente. No nível local, o usuário terá uma solução simples para o fluxo de trabalho. No nível de nuvem, o agrupamento altera tudo, porque todos os recursos díspares são ou poderão se tornar totalmente integrados e, dessa forma, agregados. Portanto, este é o objetivo do VPLEX: implementar um ambiente de TI agrupado que disponha de recursos para uma visão global imperceptível do armazenamento, que possa ser distribuído no cache, com coerência consistente no ambiente da nuvem privada. Agora diversas gravações podem trabalhar com as mesmas informações e com os níveis de integridade consistentes com um ambiente corporativo. Quando isso é implementado no nível correto de abstração, praticamente todos os integrantes da empresa, independentemente da perspectiva, podem desfrutar dos benefícios avançados que talvez se acumulem. Com VM e VPLEX, a EMC está criando uma nova definição de virtualização. Juntos, eles criam uma ferramenta competitiva do século 21 e um ambiente de TI orientado ao serviço. D E S A F I O S / O P O R T U N I D A D E S As oportunidades são significativas para a EMC, dada sua presença mundial e aceitação geral entre as principais empresas. As grandes e médias empresas estão buscando resolver o problema da distância há muito tempo. Com a globalização, a mobilidade e as expectativas de disponibilidade permanente por parte de usuários, de organizações e de seus clientes, a disponibilidade de dados consistentes e atualizados em qualquer lugar oferecerá 2010 IDC # 7

8 à EMC um nível de liderança em tecnologia que forçará os concorrentes a encontrar soluções (ou melhor, desenvolvê-las) para cumprir a promessa que a EMC está fazendo. No entanto, embora a EMC acredite que o VPLEX resolverá o problema da distância, como este existe há tanto tempo, e, no passado, tantas empresas tentaram resolvê-lo, é provável que haja uma grande dose de ceticismo. Além disso, o VPLEX não é uma solução milagrosa para os problemas de distância. Ele será uma solução apenas para determinados ambientes. Os usuários finais não devem esperar que o VPLEX resolva todos os problemas relativos à distância. Por exemplo, os aplicativos que exigem muitas transações e são sensíveis à latência não são candidatos ao VPLEX. (Para ser justa, a EMC também não promoverá o VPLEX como solução para esses aplicativos.) O VPLEX exigirá serviços associados para transformar essa promessa em realidade isso envolve consultoria de pré-vendas, suporte a pós-vendas e manutenção de longo prazo para garantir que a solução funcione de modo ideal. Finalmente, a EMC precisará ajudar os usuários a reconhecer a diferença entre os recursos de distribuição global de dados do EMC Atmos e os recursos e função oferecidos pelo VPLEX. C O N C L U S Ã O O VPLEX, e a visão e roteiro que oferece, é um alívio para o problema da distância e uma solução necessária na coerência de cache distribuído. A IDC espera que a EMC continue expandindo esse roteiro com outras soluções, com o passar do tempo. Para aproveitar o VPLEX o mais possível, os usuários finais e os possíveis clientes do VPLEX precisam trabalhar em conjunto com a equipe EMC, pensar além das quatro paredes do data center tradicional e ser criativos em relação às várias oportunidades de obter o máximo retorno sobre o investimento no VPLEX. De modo geral, o VPLEX representa uma abordagem única (e, o que é importante, integrada) para resolver o problema persistente de integração de data centers distribuídos e tornar o mundo da TI menor. A v i s o d e c o p y r i g h t Publicação externa de informações e dados da IDC quaisquer informações da IDC que forem usadas em publicidade, press releases ou material promocional exigem prévia aprovação por escrito do vice-presidente ou do gerente regional da IDC, conforme apropriado. Um esboço do documento proposto deve acompanhar toda solicitação nesse sentido. A IDC reserva-se o direito de negar a aprovação da utilização externa por qualquer motivo. Copyright 2010 IDC. É expressamente proibida a reprodução sem a prévia permissão por escrito. 8 # 2010 IDC

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