Eduardo Nunes da Silveira Karina Pedro Delfino dos Santos Neto VIRTUALIZAÇÃO COM VMWARE

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1 Eduardo Nunes da Silveira Karina Pedro Delfino dos Santos Neto VIRTUALIZAÇÃO COM VMWARE Trabalho apresentado para avaliação da Disciplina de INTRODUÇÃO A INFORMÁTICA do 1º semestre, do Curso de ANALISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS da Universidade Uniandrade sob orientação do Prof o Neilor Curitiba Abril, 2007

2 I) SUMÁRIO 1) O que é virtualização de computadores 1.1) Quando surgiu a Virtualização de computadores 2) Quais são os benefícios da virtualização para o mercado 2.1) A redução de custos foi o primeiro beneficio, levantado: 2.2) Otimização das informações 2.3) Redução no numero de servidores físicos 2.4) Casos redução no número de servidores físicos 2.5) Um bom exemplo dessa opção vem da CAIXA ECONOMICA FEDERAL 3) Quais as desvantagens da virtualização 4) Como funciona a virtualização de computador 4.1) Virtualização com VMWARE 4.2) Onde o VMWARE pode ser utilizado? 4.3) Versões do WMWARE 4.4) Vantagens de um ambiente de virtualização utilizando o VMWARE ESX SERVER. 4.5) Algumas vantagens da versão ESX: 5) Termos utilizados neste trabalho. 6) Referências Pág: 2 de 14

3 II) INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivo demonstrar como a virtualização de computadores surgiu, onde empresas podem aplicar a virtualização, e quais os ganhos deste procedimento em comparação a utilização de computadores físicos. Dando ênfase a virtualização com o software VMware, indicando qual versão deve ser utilizada, em diferentes ambientes de trabalho. Pág: 3 de 14

4 1) O que é virtualização de computadores Virtualização é um processo para executar vários sistemas operacionais em um único equipamento (hardware). Sendo assim, teremos o conceito de maquinas virtuais que é um ambiente operacional completo que se comporta como se fosse um computador independente. Com a virtualização, um servidor pode manter vários e diferentes sistemas operacionais, em uso ao mesmo tempo. Não existem regras que ditem qual sistema você pode usar em um ambiente de maquina virtual, normalmente se você pode instalar um sistema operacional em um hardwre real, poderá instalá lo em um ambiente de virtualização, ou seja, em uma maquina virtual. 1.2 ) Quando surgiu a Virtualização de computadores A virtualização surgiu do que já era feito nos MAINFRAMES [2] na década de 80, a otimização da capacidade de armazenamento. No final dos anos 90, a tecnologia passou a ser desenvolvida para servidores das plataformas X86 [1] e hoje é uma realidade a virtualização de desktops. Hoje, as máquinas virtuais podem ser acessadas de qualquer lugar, usando soluções com servidores de virtualização, é o caso de virtualização com o VMWARE [3], veremos mais sobre este assunto. 2) Quais são os benefícios da virtualização para o mercado 2.1) A redução de custos foi o primeiro beneficio, levantado: Relativos à administração: Como em um ambiente de maquinas virtuais temos menos servidores físicos, a administração é mais rápida e simplificada. Economia de energia, ar condicionado e espaço físico: Novamente movidos pela Redução do numero de servidores físicos, em um ambiente de maquinas virtuais os custos com energia, assim como ar condicionado, e a redução do espaço para a instalação dos servidores físicos, são fatores que contam a favor de uma implantação de maquinas virtuais. 2.2) Otimização das informações: Com o desenvolvimento da tecnologia as empresas também ganharam, na otimização das informações armazenadas e de as maquinas rodarem com menos ociosidade, ou seja, usar sempre o hardware disponível, sem ter aquele ou outro servidor que fica ocioso durante grande parte do dia, e outro que sempre esta com os processos no topo da sua capacidade, com o uso de maquinas virtuais podemos medir estes processos e dividir corretamente o hardware a ser utilizado por cada maquina virtual. Pág: 4 de 14

5 2.3) Redução no numero de servidores físicos: Este é o principal beneficio da implantação de um ambiente de maquidas virtuais. A INTEL [4] e VMWARE [3] apresentaram alguns casos de sucesso de empresas conhecidas, que vem usando esta tecnologia principalmente para redução do numero de servidores. O conceito é simples: Onde há 10, 20 ou 30 servidores em distintos equipamentos, estes são substituídos por uma ou poucas maquinas reais, rodando vários sistemas operacionais em maquinas virtuais. 2.4) Casos redução no número de servidores físicos: GAP: 30 para 1 (substitui 30 maquinas por uma). MRRILL LYNCH: 15 para1 (substitui 15 maquinas por uma) FELEVEM: 10 para1 (substitui 10 maquinas por uma) QUALCOMM: 30 para1 (substitui 30 maquinas por uma). São empresas conhecidas e de porte considerável. Estes não embarcariam em aventuras ou modismos tecnólogos mesmo a vmware reporta que consolidações de 30 para1 são casos mais raros e isolados mas considera uma media de 10 para 1 bem realista para os parques instalados que existem nas empresas. 2.5) Um bom exemplo dessa opção vem da CAIXA ECONOMICA FEDERAL: No inicio do ano de 2006, a instituição estava com 2123 pontos de atendimento espelhados pelo país, entre agencias, casas lotéricas e outros representantes bancários. A aplicação desses pontos, rodava em WINDOWS NT4 [5] e a MICROSOFT [6] tinha parado dar suporte ao sistema, e o novo software só ficaria pronto em dois anos. O hardware estava dando sinais de fadiga, sem condição de agüentar o crescimento de usuários, a saída encontrada pela setor de tecnologia da CAIXA foi consolidar os servidores em hardware novo e virtualizar as aplicações em WINDOWS NT4 [5]. Cerca de seis meses depois do inicio da implantação os 2123 servidores, deixaram as agencias para dar lugar a 244 maquinas novas, cada um com quatro processadores e software de virtualização instalados em 17 locais diferentes do país, como o numero de pontos de atendimento da caixa continua crescendo, estima se que serão 2500 até o final do ano. Seus dados serão processadores em 250 servidores físicos cada um rodando dez maquinas virtuais cada um. 3) Quais as desvantagens da virtualização Pág: 5 de 14

6 Como toda tecnologia, a virtualização e ótima quando funciona, não estão descartadas incompatibilidades e perda de performance com certas aplicações. Um servidor de BANCO DE DADOS (7), tende a tomar conta de toda a memória quando, colocado junto com a virtualização, compete pelo controle dos recursos gerando conflitos. Alguns aplicativos que controlam dispositivos físicos de rede como o FIREWALL (8) também não devem compartilhar ambientes virtualizados. Grandes economias com hardware ou licenças de software também não se deve esperar da virtualização pelo menos num primeiro momento as maquinas virtuais consomem basicamente processamento e memória exigindo maquinas parrudas que custam caro. 4) Como funciona a virtualização de computador Uma maquina virtual normalmente simula um ambiente de execução de um computador real, com direito a pressionar DEL ou F2 para entrar no setup da BIOS (8), teste de memória, etc, vamos precisa instalar o sistema operacional como qualquer máquina nova, usando o boot por CD ou por disquete é requerido para isso, claro, exatamente como um computador novo. Outro tipo de virtualização é a da linguagem de programação JAVA (10), fala se sobre a MAQUINA VIRTUAL JAVA,(JVM (11), na sigla em inglês) uma emulação de uma maquina hipotética baseada em especificações estritas. Os estados internos não são realmente importantes para o usuário. A JVM (11) funciona como um processador virtual dentro de um ambiente virtual de execução. Esse tipo de emulação também é possivel num sistema computacional completo, a tarefa normalmente não e gerenciada pelo hardware, mas requer um componente de hardware especial para esse suporte, um tipo de sistema Pág: 6 de 14

7 operacional rudimentar conhecido como MONITOR DE MAQUINAS VIRTUAIS (vmm, na sigla em inglês) ou hypervisor. Entretanto o hardware, principalmente a CPU ou VIRTAL SERVER suportam esse tipo de virtualização na arquitetura x86, os processadores INTEL (4) e AMD (12) não oferecem tudo que e necessário para suportar a virtualização de forma eficiente. Para isso cada instrução de maquina que permite acesso aos recursos do sistema hospedeiro precisaria acionar uma interrupção software, a menos que ele esteja rodando em um dos modos privilegiados do processador. As CPUs VANDERPOLL, da INTEL e PACIFICA, da AMD (12), serão os primeiros processadores a suportar esse recuso de forma eficiente. Hoje em dia sofwares como o VMWARE (3) contornam esse problema. 4.1) Virtualização com VMWARE VMWARE é um software/máquina virtual que visa criar ambientes para instalação de sistemas distintos. Ele permite a instalação e utilização de um sistema operacional dentro de outro dando suporte real a softwares de outros sistemas. O VMWARE não é um emulador. Ele desce a um nível mais baixo, onde o processador chega por vezes a executar o código da máquina virtual. Quando isto não é possível, o código é convertido de forma que o processador não precise trocar para o modo real, o que seria uma inconveniência. 4.2) Onde o VMWARE pode ser utilizado? Ambientes de desenvolvimento, onde é necessário testar uma aplicação em várias plataformas: Muitas empresas têm produtos multiplataforma, que precisam ser testados em Windows (13) e em diversas distribuições do Linux (14). Ambientes de suporte, onde é necessário dar suporte a diversas aplicações e sistemas operacionais. Um técnico de suporte pode rapidamente usar uma máquina virtual para abrir um ambiente Linux (14) ou Windows (13). Migração e consolidação de servidores antigos: é muito comum vermos redes com diversos servidores antigos, que resultam em um custo de manutenção maior. Com o VMware podemos concentrá los em uma máquina só. Manutenção de aplicações antigas e teste de sistemas novos: o uso do VMware para testar sistemas operativos é um dos usos mais comuns do produto. Por exemplo, é possível usá lo para executar o Windows (13) dentro do Linux (14) ou o oposto. Pág: 7 de 14

8 Manter a compatibilidade de hardware. Alguns hardwares não têm drivers para o Linux (14) ou para versões mais recentes do Windows (13). Neste caso, é possível usar hardwares (ligados pela porta paralela ou USB) com uma máquina virtual. Simulação de instalações complexas de rede. Apresentação de demonstrações de sistemas completos, tipicamente referidas como VMware appliances. 4.3) Versões do WMWARE VMWARE PLAYER: versão gratuita de um rutine player de maquinas virtuais. Quaquer máquina virtual criada previamente pode ser distribuída e colocada em produção ou testes. ACE: assured computing enviroment for enterprise, é um ambiente de maquina virtual baseado em uma modalidade de VMware PLAYER, que permite empresas colocarem PCs(virtuais) a disposição de prestadores de serviço, consutores,etc. com isolamento controlado da rede corporativa e de forma gerenciada. WORKSTATION: versão do ambiente de virtualização para desktops, apropriado para testes preliminares de maquinas virtuais ou uso menos critico. Roda desde WINDOWS NT WOKSTATION ate WINDOWS XP e WINDOWS SERVER 2003 ou LINUX. (14) VMWARE SERVER(GSX) : versão aprimorada do ambiente de virtualização mas roda somente em sistemas operacionais servidores WINDOWS2000/2003SERVER,LINUX (14) ). ESX SERVER ( INFRASTRUCTURE 3): É o mais sofisticado, diferentemente de todos os outros produtos da família, esta versão se baseiaem um sistema operacional próprio, um LINUX. (14) com KERNEL (15) modificado e otimizado para esta função. Indicado para ambientes sofisticados e critcos, consolidação de servidores em larga escala. Pág: 8 de 14

9 A versão do VMWARE PLAYER e a VMWARE SERVER são gratuitas e podem ser utilizados por qualquer tipo de usuário, seja ele corporativo ou não. O VMWARE PLAYER é indicado para usuários que tem uma maquina virtual e simplesmente precisa executar esta maquina vitual, sem muitos recursos de adminstração remota, já o VMWARE SERVER, que também é gratuito, cria um servidor de maquinas virtuais onde esta disponível todo o gerenciamento para criar um servidor de maquinas virtuais assim como o accesso remoto a estes servidores e uma ótima interface web para o seu gerenciamento. 4.4) Vantagens de um ambiente de virtualização utilizando o VMWARE ESX SERVER. Alem de todas as vantagens que foram mostradas, a utilização de um ambiente de virtualização em servidores utilizando a versão do VMWARE ESX SERVER, traz a qualquer empresa enormes vantagens em relação a administração e disponibilidade de sistemas ) Algumas vantagens da versão ESX: Criação de redes virtuais: O ESX em sua sofisticação permite, por exemplo, a criação de redes virtuais, com isolamento de sub redes, switches (16) virtuais e alocação de placas de redes físicas pelas máquinas virtuais na forma desejada. Virtual Center: Outro conceito interessante é do VM Virtual Center, uma central administrativa do ESX Server. A criação de um servidor novo é muito abreviada, pois podem ser usados templates de servidores prontos. O que o VM Virtual Center faz é criar um hardware virtual novo a partir do modelo (um servidor de banco de dados com Oracle ou MS SQL SERVER já instalado, por exemplo) e o implanta em um dos servidores físicos disponíveis muito mais rápido que operacionalizar um servidor físico novo em sua rede. Pág: 9 de 14

10 Alta disponibilidade: No caso mais simples dois servidores que compartilham uma estrutura de storage (17) (SAN). Nesta configuração as máquinas virtuais (os arquivos físicos das mesmas) são armazenados na SAN (arrays de discos compartilhados) e cada CPU tem acesso simultâneo a essas informações. Veja que cada servidor tem três máquinas virtuais em funcionamento, mas no caso de pane de um dos servidores as máquinas virtuais são transferidas de um servidor para o outro. Utilização do Vmotion: Manibulação de maquinas vituais a quente, com o Vmotion. Por exemplo: Uma emprasa que tenha três servidores rodando várias máquinas virtuais. Em uma delas reside o ERP (18) da empresa. É sabido que em determinado período do mês (ou do dia) este sistema exige muito mais recursos. Há várias soluções. Inicialmente podem ser transferidas para outros servidores VMware as máquinas virtuais que desempenham outras funções, para aliviar a carga para o ERP (18). Outra solução é mover o ERP (18) para a máquina física mais poderosa, deixando o sozinho. Passado o período de pico, as máquinas virtuais voltam à configuração original. Essa situação é muito comum nas empresa, mas de solução muito difícil com hardwares reais. Quando o servidor novo chega, sempre mais poderoso e mais rápido, migrar o ambiente de produção para ele exige um projeto específico e um longo tempo para execução. Essa é a facilidade o Vmotion, migração virtual instantânea, sem impacto na operação. Pág: 10 de 14

11 Sendo assim, a versão ESX server é indica para empresas que tem sistemas críticos e não podem ficar com o seu sistemas fora do ar, mesmo porque o custo o licenciamento do ESX Server é muito elevado para pequenas empresa, certa de R$ ,00 para cada servidor, sendo esta licença para cada dois processadores. Pág: 11 de 14

12 III) CONCLUSÃO Mediante os casos de apresentados neste trabalho, podemos concluir que a virtualização de computadores é realidade em muitas empresas de grande porte, as maquinas virtuais estão sendo implantadas com o intuito de agilizar o trabalho de administradores, desenvolvedores e usuários domésticos, que podem fazer uso desta solução para testar softwares, versões de sistemas operacionais entre outros. Pág: 12 de 14

13 IV) Termos utilizados neste trabalho. (1) Em informática, x86 ou 80x86 é o nome genérico dada à família (arquitetura) de processadores baseados no Intel 8086, da Intel Corporation (2) Um mainframe é um computador de grande porte, dedicado normalmente ao processamento de um volume grande de informações. Os mainframes são capazes de oferecer serviços de processamento a milhares de usuários através de milhares de terminais conectados diretamente ou através de uma rede. (O termo mainframe se refere ao gabinete principal que alojava a unidade central de processamento nos primeiros computadores.). (3) VMWare é um software/máquina virtual que visa criar ambientes para instalação de sistemas distintos. Ele permite a instalação e utilização de um sistema operacional dentro de outro dando suporte real a softwares de outros sistemas. (4) Intel Corporation é a contração de Integrated Electronics Corporation, empresa multinacional de origem americana fabricante de circuitos integrados, especialmente microprocessadores. Esta também é fabricante de chips para placa mãe (também conhecidos como chipsets) e memórias flash usadas em dispositivos como tocadores de MP3. Foi fundada em 1968 por Gordon E. Moore (um químico e físico) e Robert Noyce (um físico e co inventor do circuito integrado). No Brasil, é registrada como Intel Semicondutores do Brasil, com sede em São Paulo. (5) Windows NT 4.0 é uma versão da linha de sistemas operativos Windows, foi lançado em agosto de 1996 e direcionado ao meio corporativo (estação de trabalho e servidor. Dentre as inovações, a interface gráfica do Windows 95. (6) A Microsoft Corporation é a maior e mais conhecida empresa de software do mundo. Foi fundada em 1975 por Bill Gates e Paul Allen com o objetivo de desenvolver e comercializar interpretadores da linguagem BASIC. (7) Bancos de dados, (ou bases de dados), são conjuntos de dados com uma estrutura regular que organizam informação. Um banco de dados normalmente agrupa informações utilizadas para um mesmo fim.um banco de dados é usualmente mantido e acessado por meio de um software conhecido como Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD). Normalmente um SGBD adota um modelo de dados, de forma pura, reduzida ou extendida. Muitas vezes o termo banco de dados é usado como sinônimo de SGDB. (8) Firewall é o nome dado ao dispositivo de uma rede de computadores que tem por função regular o tráfego de rede entre redes distintas e impedir a transmissão de dados nocivos ou não autorizados de uma rede a outra. Dentro deste conceito incluem se, geralmente, os filtros de pacotes e os proxy de protocolos. (9) BIOS, em computação, é a sigla para Basic Input/Output System (Sistema Básico de Entrada/Saída) que por vezes é erradamente descrito como sendo Basic Integrated Operating System (Sistema Operacional Básico Integrado). O BIOS é o primeiro programa executado pelo computador ao ser ligado. Sua função primária é preparar a máquina para que o sistema operacional, que pode estar armazenado em diversos tipos de dispositivos (discos rígidos, disquetes, CDs, etc) possa ser executado. O BIOS é armazenado num chip ROM (Read Only Memory, Memória de Somente Leitura) localizado na placa mãe, chamado ROM BIOS (10) Java é uma linguagem de programação orientada a objeto desenvolvida na década de 90 pelo programador James Gosling, na empresa Sun Microsystems. Diferentemente das linguagens convencionais, que são compiladas para código nativo, a linguagem Java é compilada para um "bytecode" que é executado por uma máquina virtual. (11) Graças à máquina virtual Java, os programas escritos em Java podem funcionar em qualquer plataforma de hardware e software que possua uma versão da JVM, tornando assim essas aplicações independentes da plataforma onde funcionam. (12) A AMD (Advanced Micro Devices) é uma empresa americana fabricante de circuitos integrados, especialmente processadores. Seus produtos concorrem diretamente com os processadores fabricados pela Intel. Seu produto mais famoso na década de 1990 foi o processador Athlon, utilizado em computadores pessoais. (13) Microsoft Windows é uma popular família de sistemas operacionais criados pela Microsoft, empresa fundada por Bill Gates e Paul Allen.O Windows é um produto comercial, com preços diferenciados para cada uma de Pág: 13 de 14

14 suas versões, embora haja uma enorme quantidade de cópias ilegais instaladas, ele é o sistema operacional mais usado do mundo. (14) Linux refere se a qualquer sistema operacional do tipo Unix que utiliza o núcleo Linux. É um dos mais proeminentes exemplos de desenvolvimento com código aberto e de software livre. O seu código fonte está disponível sob GPL para qualquer pessoa utilizar, estudar, modificar e distribuir livremente. (15) Kernel de um sistema operacional é entendido como o núcleo deste ou, numa tradução literal, cerne. Ele representa a camada mais baixa de interface com o Hardware, sendo responsável por gerenciar os recursos do sistema computacional como um todo. É no kernel que estão definidas funções para operação com periféricos (mouse, discos, impressoras, interface serial/interface paralela), gerenciamento de memória, entre outros. Resumidamente, o kernel é um conjunto de programas que fornece para os programas de usuário (aplicativos) uma interface para utilizar os recursos do sistema. (16) Um switch, que na gíria foi traduzido para comutador, é um dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar quadros (ou tramas em Portugual, e 'frames' em inglês) entre os diversos nós. Possuem diversas portas, assim como os Hubs, e operam na camada acima dos Hubs. (17) Na computação, um storage area network (área de armazenamento em rede, em português) é uma rede projetada para agrupar dispositivos de armazenamentos de computador. Os SANs são mais comuns nos armazenamentos de grande porte. (18) Os ERPs em termos gerais, são uma plataforma de software desenvolvida para integrar os diversos departamentos de uma empresa, possibilitando a automação e armazenamento de todas as informações de negócios. Alguns ERPs conhecidos são:corpore RM da RM Sistemas; o R/3 da SAP; o Protheus da Microsiga; o EMS da Datasul; o Aptus ERP da Aptus Tecnologia; o Prilp 6.20 da Primaverabss; o Multix da Multicomp Informática; o Mult Gestor da Multilogica Sistemas; o PeopleSoft da Oracle; o ERP Varejo da B2ML Sistemas; o Hime da Hime sistemas; o Factory da Núcleo Sistemas; entre outros V) Referências Revista INFO EXAME Novembro de 2006 Revista INFO EXAME Dezembro de 2006 Revista INFO EXAME Janeiro de tinet.com Contato Pedro Delfino dos Santos Neto pedro.delfino3@gmail.com Eduardo Nunes da Silveira eduns21@ig.com.br Karina Pág: 14 de 14