Virtualização e Consolidação de Centro de Dados O Caso da UTAD António Costa - acosta@utad.pt

Transcrição

1 Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Virtualização e Consolidação de Centro de Dados O Caso da UTAD António Costa - acosta@utad.pt

2 Agenda A UTAD Virtualização Uma definição Introdução e abrangência Consolidação do Centro de Dados da UTAD Resultados e Recomendações Próximos Passos

3 A UTAD Localizada na Região de Trás-os-Montes a Alto Douro, com o pólo principal em Vila Real e pólos em Chaves e Miranda do Douro. Aproximadamente Alunos distribuídos por cerca de 60 cursos de Licenciatura, Mestrado e Doutoramento. Participação em vários projectos de investigação e associações de promoção científica, nacionais e internacionais.

4 Virtualização - Uma definição Em centros de dados tradicionais, existe uma relação muito estreita entre servidores, discos, portas de rede e as aplicações que estes suportam. A virtualização permite quebrar essas barreiras: Com virtualização podemos mover dinamicamente recursos para onde eles são realmente necessários e, consequentemente, mover o processamento para os serviços que realmente dele necessitem; A tecnologia de virtualização é um meio que facilita a optimização, consolidação e migração de centros de dados; Por oferecer a possibilidade de alojar múltiplos sistemas operativos num único servidor físico, a virtualização permite libertar espaço em centros de dados, poupando espaço, energia, hardware e mesmo recursos de TI.

5 Virtualização - Uma definição Virtualização refere-se à abstracção entre poder computacional, espaço em disco (storage) e dispositivos de rede. Assim, podemos: separar o hardware físico do sistema operativo (OS), permitindo maiores utilizações dos recursos disponíveis; maior flexibilidade na utilização dos mesmos. Podemos definir virtualização como o uso de software que habilita múltiplos softwares para que possam interagir com hardware de modo a que cada componente do software pensa que tem o controlo completo do hardware.

6 Introdução e abrangência Existem 4 razões principais que colocam as tecnologias de virtualização como um tema central dos ambientes de computação: Hardware subutilizado O aumento de poder computacional e de integração trouxe a possibilidade de ter maior capacidade em servidores mais pequenos e..sem utilização útil. Espaço de centro de dados O crescimento da infra-estrutura de TI causou o crescimento de servidores em centro de dados e, consequentemente, falta de espaço. Construir novos centros de dados é dispendioso. Custos energéticos O custo de ter centros dados lotados com níveis de utilização baixos é alto. Administração de sistemas Administradores de sistemas, sistemas de monitorização de hardware, Patching de Sistemas de Operativos, upgrade e backups de sistemas caso a caso, são tarefas penosas sujeitas a erros e muitas vezes impossíveis de realizar.

7 Introdução e abrangência Com as tecnologias de virtualização é possível reduzir todos estes factores de modo a optimizar os centros de dados. A gestão dos sistemas torna-se mais fácil e menos consumidora de tempo. No entanto, os modelos de gestão de centros de dados tradicionais deixam de ser aplicáveis. Pela aplicação de tecnologias de virtualização, passamos a ter o potencial de retirar maiores vantagens em termos económicos e de eficiência. Mas, e novamente, os gestores dos sistemas de TI necessitam de enfrentar os desafios que lhes são apresentados num modelo de gestão orientado para a performance.

8 Consolidação do Centro de Dados da UTAD O Centro de Informática da UTAD, notou a necessidade de consolidação do seu centro de dados devido : Espaço disponível, custos energéticos de operação de equipamentos e com o ar condicionados, além de alguns aspectos relacionados com boas práticas ambientais; Problemas de aumento de eficiência com os administradores de sistemas e com a gestão da infra-estrutura; Mas, o problema real foi o de resolver a necessidade de aumentar a infraestrutura de modo a poder fornecer mais serviços, mais dinamicamente e com mais qualidade e, em simultâneo, reduzir a infra-estrutura de centro de dados e os custos de gestão relacionados.

9 Consolidação do Centro de Dados da UTAD Para responder a estas questões o CIUTAD, iniciou a tarefa de criação de uma arquitectura virtual híbrida de modo a retirar o máximo possível de vantagens do hardware existente em centro de dados. A arquitectura foi baseada na criação de: servidores virtuais em grupos de storage de sistemas operativos (OS Storage Group) separados; mapeamento de grupos de storage de dados (Data Storage Group) com mapeamento directo aos servidores virtuais.

10 Consolidação do Centro de Dados da UTAD

11 Consolidação do Centro de Dados da UTAD No nível virtualizado, colocamos os servidores virtuais. Estes podem ser Microsoft OS, Linux Servers ou mesmo switches virtuais. É neste nível, que os administradores de sistemas instalam e mantêm os servidores. O administrador de sistemas recebe um conjunto standard de drivers para os seus servidores virtuais. Os servidores virtuais são tratados e mantidos como servidores físicos.

12 Consolidação do Centro de Dados da UTAD No nível físico são colocados os servidores físicos e agrupados com um módulo de software de abstracção que fornece a emulação do hardware ao nível virtual: Este módulo de software de virtualização é denominado por Hypervisor, que permite a criação de máquinas virtuais pela emulação de hardware; O Sistema Operativo que é carregado em cada máquina virtual é um produto standard e não modificado. Quando de uma chamada de sistema, o Hypervisor intercepta a chamada e manipula a mesma pelas suas estruturas próprias. Então, o Hypervisor faz ele próprio a chamada ao hardware, isolando, assim, a máquina virtual do hardware.

13 Consolidação do Centro de Dados da UTAD No nível de storage foram criados 2 grupos de storage, o OS Storage Group e o Data Storage Group : O OS Storage Group é o grupo de storage onde são alocadas as imagens dos sistemas operativos virtuais. Cada um dos data stores deste grupo contém a imagem virtual do disco do sistema operativo de um servidor virtual. O Data Storage Group contém, em cada data store, os dados para cada um dos servidores virtuais. Estes dados não são acedidos ou manipulados pelo Hypervisor, mas mapeados directamente pelos servidores. Esta implementação permite, se um servidor virtual falha, a possibilidade de aceder aos dados do mesmo através de um ambiente não virtualizado.

14 Consolidação do Centro de Dados da UTAD Resource Pools Partilha de hardware

15 Consolidação do Centro de Dados da UTAD Relação entre um servidor virtual, data stores e infraestrutura de rede Mapa de relacionamento do centro de dados virtual

16 Consolidação do Centro de Dados da UTAD Equipamento utilizado: 6 HP Blade Servers num1 single enclosure 1 EMC 2 San Storage com 24TB disponíveis 36 portas Ethernet 1 Gbps Solução Backup - 30 TB Software Virtualização - VmWare Esx server Gestão de Infra-estrutura VmWare Infrastructure

17 Resultados e Recomendações Presentemente a UTAD tem, em centro de dados, 18 dos seus servidores de produção virtualizados. Destes destacamos: Os servidores web oficiais da UTAD; Os servidores de intranet da UTAD; O servidor de e-learning; Os servidores dos sistemas de apoio ao ensino; Outros servidores que fornecem serviços vários à UTAD. suportados por 6 máquinas físicas

18 Resultados e Recomendações Os custos de energia pelo suporte de manter 18 servidores físicos foi reduzido para 1/3; As preocupações com manutenção, monitorização e patching preventivo de hardware foram consideravelmente reduzidas; O modelo implementado permitiu ter maiores performances nos serviços e servidores do que o implementado em arquitecturas tradicionais.

19 Resultados e Recomendações No entanto, há algumas recomendações que se devem ter em conta para uma boa implementação de ambientes virtualizados: PRIMEIRO: A virtualização não é a cura de todos os males. As infra-estruturas de virtualização fornecem um ambiente estável, no entanto, em algumas situações, existem casos de implementação de grau elevado de dificuldade e outros mesmo impossíveis; A escolha de serviços ou servidores com muito I/O (ex. servidores de ) ou servidores com determinadas particularidades (ex: ipbx) muitas vezes não funcionam; Deve escolher-se o que virtualizar, olhando para os serviços que devem ser fornecidos pelos ambientes virtuais e, também, pela capacidade de melhorar a qualidade desses serviços em particular.

20 Resultados e Recomendações SEGUNDO: As infra-estruturas de virtualização são dinâmicas, podendo -se mover os servidores virtuais que até os administradores de sistemas não notam. A possibilidade de avaliar constantemente os servidores e melhorar os mesmos, aumentando a capacidade de processamento ou efectuando simples ajustes, é a maior vantagem destas infra-estruturas; TERCEIRO: Quando se adoptar a virtualização, toda a organização deve ser envolvida. A maior parte dos projectos não falham por causa de problemas técnicos.

21 Próximos Passos O nosso objectivo é continuar a migrar para o virtual; Os resultados conseguidos, durante estes últimos meses, são realmente encorajadores; Uma aproximação híbrida permite que possamos continuar a crescer de um modo transparente, adicionando, simplesmente, mais poder computacional na infra-estrutura e revertendo, também, para o mundo físico, caso alguma coisa corra mal.

22 Obrigado António Costa - UTAD acosta@utad.pt