UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE EDUARDO FLORENCE DE CARVALHO DESKTOPS VIRTUAIS OTIMIZANDO REDES CORPORATIVAS

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE EDUARDO FLORENCE DE CARVALHO DESKTOPS VIRTUAIS OTIMIZANDO REDES CORPORATIVAS Niterói 2010

2 EDUARDO FLORENCE DE CARVALHO DESKTOPS VIRTUAIS OTIMIZANDO REDES CORPORATIVAS Trabalho de Conclusão de Curso submetido ao Curso de Tecnologia em Sistemas de Computação da Universidade Federal Fluminense como requisito parcial para obtenção do título de Tecnólogo em Sistemas de Computação. Orientador: Alexandre Domingues Gonçalves NITERÓI 2010

3 EDUARDO FLORENCE DE CARVALHO DESKTOPS VIRTUAIS OTIMIZANDO REDES CORPORATIVAS Trabalho de Conclusão de Curso submetido ao Curso de Tecnologia em Sistemas de Computação da Universidade Federal Fluminense como requisito parcial para obtenção do título de Tecnólogo em Sistemas de Computação. Niterói, de de Banca Examinadora: Prof. Alexandre Domingues Gonçalves, Msc. Orientador UFF - Universidade Federal Fluminense Prof. Leandro Soares de Sousa, Msc. Avaliador UFF - Universidade Federal Fluminense

4 Dedico este trabalho a minha esposa e ao meu filho pela enorme compreensão nas horas que precisei ficar ausente para conclusão de meu curso.

5 AGRADECIMENTOS A meu Orientador Alexandre Domingues Gonçalves pelo estímulo e atenção que me concedeu durante a realização do trabalho. A minha quase afilhada, Sharisse, que me estimulou a realizar este curso, mesmo sem saber, ao me convidar para sua formatura. A todos os meus familiares e amigos pelo apoio e colaboração.

6 A melhor maneira de prever o futuro é inventá-lo Alan Curtis Kay

7 RESUMO Este trabalho visa relatar informações a respeito da virtualização de desktops. Mostrar conceitos, utilização, arquitetura, vantagens, desvantagens e benefícios. Através de pesquisas, mostrar a utilização da tecnologia nas empresas que estão em busca de soluções para reduzir os altos custos de manutenção, os intermináveis ciclos de substituição e as vulnerabilidades de segurança que afetam o desktop padrão em suas redes e faz um comparativo com as vantagens e desvantagens da virtualização de desktop com o uso de thin clients, proporcionando redução do custo total de propriedade, além de destacar as ferramentas de mercado mais conhecidas. Palavras-chaves: virtualização, desktop, tco, ltsp e thin client

8 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Computação Centralizada [2]...16 Figura 2 - Computação Distribuída [2]...17 Figura 3 Virtualização [3]...20 Figura 4 - Virtualização Total...24 Figura 5 - Paravirtualização...25 Figura 6 - Infraestrutura de Desktops Virtuais (VDI) [4]...26 Figura 7 - Compartilhamento do mesmo sistema operacional...33 Figura 8 - Compartilhamento do Blade...34 Figura 9 - Compartilhamento do Hospedeiro (Host)...35 Figura 10 - Computador Pessoal e um Thin Client [2]...44 Figura 11 - Download do Ubuntu...51 Figura 12 - Site do LTSP...52 Figura 13 - Acessando aplicativo Terminal do Ubuntu...53 Figura 14 - Coletando informações de rede do Servidor...54 Figura 15 - Arquivo hosts...57 Figura 16 - Incluindo usuários no Ubuntu...58 Figura 17 - Tela de login dos terminais...60 Figura 18 - Uso do processador e memória sem terminais...60 Figura 19 - Uso do processador e memória sem terminais e com OpenOffice...61 Figura 20 - Uso do processador e memória com um terminal...61 Figura 21 - Prioridade de boot no setup do computador...67 Figura 22 - Boot através do PXE...68

9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Prioridades do CIO...19 Tabela 2 - Desktop Virtual X Desktop Tradicional...28 Tabela 3 - Arquivo dhcpd.conf com comentários...55

10 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Investimento em virtualização de desktop...27

11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS RAM Random Access Memory (Memória de acesso direto). MB Megabyte. GB Gigabyte. x86 Nome genérico dada à família (arquitetura) de processadores baseados no Intel 8086, da Intel Corporation. GB Gigabyte. CIO Chief Information Officer é um título de cargo dado ao diretor de informática. CPU Central Processing Unit (Unidade central de processamento) ICA Independent Computing Architecture RDP Remote Desktop Protocol XDMCP X Display Manager Control Protocol LTSP Linux Terminal Server Project VMM Virtual Machine Monitor VDI Infraestrutura de Desktops Virtuais TCO Total Cost of Ownership WTS Windows Terminal Services WAN Wireless Area Network ROM Read Only Memory

12 SUMÁRIO RESUMO...7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES...8 LISTA DE TABELAS... 9 LISTA DE GRÁFICOS...10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA IMPLEMENTAÇÃO DA PROPOSTA...47 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...65 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...65 ANEXOS...66

13 13 1 INTRODUÇÃO A virtualização é um dos temas mais abordados atualmente no mundo da informática. A necessidade cada vez maior de servidores aliada à busca por redução de custos, aumento de desempenho, gerenciamento simplificado e otimização da estrutura provocaram um movimento quase unânime em prol da virtualização. A computação em nuvem, outro tema muito abordado, nada mais é do que a virtualiza ção de servidores em um ambiente não local. Para completar o tema virtualização temos outro assunto em crescimento: os Desktops Virtuais. No ambiente corporativo as estações de trabalho são utilizadas com funcionalidades específicas e, consequentemente, são subutilizadas. A necessidade do usuário em uma empresa está bem aquém do poder de processamento e armazenamento dos computadores pessoais atuais. Os mesmos benefícios oriundos da virtualização de servidores podem ser encontrados na virtualização de desktops, destacando-se principalmente o gerenciamento simplificado e a redução de custos devido ao gigantesco crescimento dos usuários por empresa. Este trabalho tem por objetivo demonstrar as diferenças e semelhanças entre a virtualização tradicional e a de desktops, e explorar os detalhes da virtualização de desktops como novo paradigma nas redes corporativas. Na fundamentação teórica são abordados os temas virtualização e virtualização de desktops e, como parte prática, no último capítulo deste trabalho, é mostrada, a implementação da virtualização de desktops voltada para micro e pequena empresa.

14 OBJETIVO O objetivo principal deste trabalho é relacionar os conceitos, benefícios e limitações da implantação da virtualização de desktops em empresas e mostrar aos gestores de TI como ela pode se tornar grande aliada na redução de custos. 1.2 METODOLOGIA Esse trabalho foi elaborado por levantamento bibliográfico através de pesquisa realizada em livros, sites da Internet, monografias, artigos e revistas técnicas sobre o tema de virtualização. Foi também levada em consideração minha própria experiência no tema.

15 15 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 VIRTUALIZAÇÃO DEFINIÇÃO Em uma definição pessoal, virtualização é a criação de máquinas virtuais, através de um único servidor, que se comportam como se fossem computadores independentes, cada qual com seu sistema operacional (igual ou diferente ao do servidor). Ampliando esse conceito, é importante aprofundar o entendimento de como os ambientes computacionais são independentes um dos outros. Além do hardware do servidor que hospeda os sistemas virtualizados, esses ambientes virtuais não têm nada mais em comum. Não existe interdependência entre os sistemas virtuais nem regras que ditem qual sistema você pode usar em um ambiente virtual, à parte a compatibilidade do software de máquinas virtuais. Normalmente, se você pode instalar um sistema operacional em um hardware "real", poderá instalá-lo em uma máquina virtual. Seu servidor pode hospedar vários sistemas operacionais, sejam eles iguais, similares ou completamente diferentes. Os sistemas operacionais virtualizados são independentes entre si. [5].

16 HISTÓRIA O conceito de virtualização data da década de 60, quando a IBM implementou e desenvolveu as máquinas virtuais. Na época, tinha-se o propósito de utilizar de forma simultânea os caríssimos equipamentos mainframe 1. A IBM criou e desenvolveu, no início dos anos 70, um sistema operacional radicalmente diferente. Este sistema foi originalmente chamado de CP/CMS e posteriormente de VM/370. O coração do sistema era o Virtual Machine Monitor que proporcionava a multiprogramação e a criação de máquinas virtuais. [1, p.15], num cenário chamado de computação centralizada (figura 1). Figura 1 - Computação Centralizada [2] A Virtualização de servidores, tão conhecida e difundida atualmente nos servidores da plataforma x86, tem a sua origem e seus conceitos diretamente relacionados a estas descobertas e pesquisas da IBM. Através da empresa VMWare, fundada em 1998, a tecnologia de virtualização ganhou o mercado. 1 Computador de grande porte

17 17 A virtualização foi abandonada efetivamente durante as décadas de 80 e 90, quando os aplicativos cliente-servidor e os desktops e servidores x86 baratos levaram a uma computação distribuída (figura 2). A ampla adoção do Windows e o surgimento do Linux como sistema operacional de servidor nos anos 90 estabeleceram os servidores x86 como padrão de mercado. Figura 2 - Computação Distribuída [2] DESAFIOS O crescimento das implantações de servidores e desktops x86 levou a novos desafios operacionais e de infraestrutura de TI. Esses desafios incluem: Baixa utilização da infraestrutura As implantações típicas de servidor x86 alcançaram uma média de utilização de 10% a 15% da capacidade total, de acordo com a International Data Corporation (IDC), uma empresa de pesquisa de mercado. As organizações normalmente executam um aplicativo por servidor para evitar o risco de as vulnerabilidades de um aplicativo afetarem a disponibilidade de outro, no mesmo servidor.

18 Aumento dos custos da infraestrutura física Os custos operacionais para fornecer suporte à crescente infraestrutura física tiveram um aumento constante. A maior parte da infraestrutura de computação deve permanecer em operação o tempo todo, resultando em custos de consumo de energia, refrigeração e instalações invariáveis com os níveis de utilização Aumento dos custos de gerenciamento de TI À medida que os ambientes de computação ficam mais complexos, o nível de conhecimento especializado e a experiência exigidos para a equipe de gerenciamento de infraestrutura e os custos associados dessa equipe aumentam. As organizações gastam tempo e recursos desproporcionais em tarefas manuais associadas à manutenção de servidor e, portanto, exigem mais pessoas para concluir essas tarefas Proteção insuficiente contra desastres e failover2 As organizações são cada vez mais afetadas pelo tempo de inatividade dos aplicativos de servidor essenciais e pela inacessibilidade de desktops importantes para os usuários finais. A ameaça de ataques de segurança, os desastres naturais, as pandemias e o terrorismo elevaram a importância do planejamento da conti nuidade de negócios para desktops e servidores. 2 Disponibilidade contínua

19 Desktops de usuário final com alta manutenção O gerenciamento e a segurança de desktops corporativos apresentam inúmeros desafios. O controle de um ambiente de desktop distribuído e a aplicação de políticas de gerenciamento, acesso e segurança, sem minar a capacidade do usuário de trabalhar efetivamente, constituem operações complexas e caras. Várias correções e atualizações devem ser continuamente aplicados aos ambientes de desktop para eliminar as vulnerabilidade de segurança O RETORNO No momento atual da TI, quem acompanha as notícias no mercado, sabe que virtualização é a palavra da vez. Virtualizar virou sinônimo de abstrair e, portanto, praticamente tudo que tem um conceito de abstração leva virtualização em seu nome. O relatório da Gartner EXP sobre CIOs, Liderando em tempos de transição: A Agenda de 2010 para o CIO, aponta as prioridades de Tecnologia que po dem ser conferidas na Tabela 1. Este relatório representa a análise mais abrangente das prioridades das empresas e as estratégias dos CIOs, pois o estudo inclui respostas de diretores de TI, que representam mais de US$ 126 bilhões em gastos dos setores corporativo e público em 41 países. 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Virtualização Cloud computing Web 2.0 Networking, voz e comunicação de dados Business intelligence Tecnologias móveis Gerenciamento e storage de dados/documentos Aplicações e arquiteturas orientadas às aplicações Tecnologias de segurança Gerenciamento de TI Tabela 1 - Prioridades do CIO

20 FUNCIONAMENTO O computador, atualmente, tem sido utilizado para executar um único sistema operacional e um único aplicativo, fazendo com que a maioria das máquinas seja subutilizada. A virtualização, como mostrada na figura 3, permite executar várias máquinas virtuais em uma única máquina física, com cada máquina virtual compartilhando os recursos desse computador físico entre vários ambientes. Máquinas virtuais diferentes conseguem executar sistemas operacionais diferentes e vários aplicativos no mesmo computador físico. Figura 3 Virtualização [3]

21 21 A CPU, a memória RAM, o disco rígido e o controlador de rede poderão ser incluídos para criar uma máquina virtual capaz de executar um sistema operacional e aplicativos próprios, exatamente como um computador "real". Cada máquina virtual contém um sistema completo, o que elimina possíveis conflitos. A virtualização funciona com a inserção de uma fina camada de software diretamente no hardware do computador ou no sistema operacional host. Ela contém um monitor de máquinas virtuais ou "hypervisor" que aloca os recursos de hardware de modo dinâmico e transparente. Encapsulando uma máquina inteira, incluindo CPU, memória, sistema operacional e dispositivos de rede, uma máquina virtual se torna totalmente compatível com todos os sistemas operacionais, aplicativos e drivers de dispositivos. A virtualização de um único computador físico é apenas o início. É possível criar uma infraestrutura virtual inteira, dimensionando centenas de computadores físicos e dispositivos de armazenamento interconectados. Não é necessário atribuir servidores, armazenamento ou largura de banda de rede permanentemente a cada aplicativo. Em vez disso, os recursos de hardware são alocados dinamicamente quando e onde são necessários. Os aplicativos com prioridade mais alta sempre têm os recursos necessários sem desperdiçar dinheiro em hardware usado apenas em horários de pico. [4] Não é apenas a virtualização que é importante. São necessárias ferramentas de gerenciamento para executar essas máquinas com habilidade para executar uma ampla seleção de aplicativos e serviços de infraestrutura, permitindo que seja aumentada a disponibilidade dos serviços, eliminando as tarefas manuais sujei tas a erros. Será necessário lidar com o dobro ou o triplo de servidores, dando ao usuário acesso aos serviços de que eles precisam enquanto mantém controle centralizado, fornecendo disponibilidade, segurança e desempenho incorporados a todos, do desktop ao data center3. 3 Local preparado especialmente para abrigar os servidores de uma empresa

22 TERMINOLOGIA Nesta seção serão definidos alguns dos principais termos empregados na tecnologia de virtualização: Virtual Machine Monitor - VMM (ou hypervisor): é o software que implementa a virtualização propriamente dita, gerenciando a(s) máquina(s) virtual(is). Hardware Virtual Machine - HVM: Máquina virtual que faz uso de tecnologias de virtualização embutidas em hardware como os chips Intel Vanderpool e AMD Pacifica. Computador hospedeiro (host): é o nome dado a máquina física virtualizada. Sistema operacional convidado (guest operational system): é o sistema operacional que executa em cada máquina virtual. Client: é o dispositivo que acessa a máquina virtual.

23 TIPOS DE VIRTUALIZAÇÃO Emulação A máquina virtual simula uma plataforma de arquitetura distinta daquela do computador hospedeiro. Em geral usa-se emulação quando se deseja recriar um hardware que não se encontra disponível objetivando a execução de aplicações. Por exemplo, podem-se executar aplicações Windows em computadores baseados na arquitetura PowerPC utilizando-se o emulador Virtual PC da Microsoft. Outros exemplos de emuladores: PearPC (emula a arquitetura PowerPC em plataforma x86), Bochs (emula a arquitetura IBM PC) e QEMU (emula PowerPC, Sparc, dentre outros processadores) Virtualização parcial As máquinas virtuais simulam apenas parte do hardware suportado pelo computador hospedeiro. Este tipo de virtualização tem a sua relevância histórica por ter representando uma importante etapa alcançada antes da chamada virtualização total.

24 Virtualização total ou nativa Cada máquina virtual simula a mesma plataforma de hardware do computador hospedeiro como demonstrado na figura 4. Teoricamente qualquer sistema capaz de ser executado no computador hospedeiro pode ser executado, sem qualquer modificação, em uma máquina baseada na virtualização total. Exemplos deste tipo de virtualização: VMware, Parallels, VirtualBox, dentre outros. Aplicativos Aplicativos Aplicativos Sistema operacional (convidado) Sistema operacional (convidado) Hardware virtual Hardware virtual Máquina virtual 1 Máquina virtual 2 Monitor de Máquinas virtuais (VMM) Sistema Operacional (Hospedeiro) Hardware Figura 4 - Virtualização Total Paravirtualização As máquinas virtuais simulam uma versão modificada da plataforma de hardware do computador hospedeiro, necessitando, portanto, que adaptações tenham que ser realizadas de forma a adequar os sistemas convidados a estas máquinas virtuais, como demonstrado na figura 5. A paravirtualização objetiva tornar mais simples e eficiente e eficiente o suporte a virtualização. Representantes deste tipo de virtualização: Xen, L4 e Tango.

25 25 Aplicativos Aplicativos Aplicativos Sistema operacional Sistema operacional Sistema operacional (Gerenciamento) (Convidado 1) (Convidado 2) Hypervisor Hardware Figura 5 - Paravirtualização 2.2 VIRTUALIZAÇÃO DE DESKTOPS O Desktop não é um dispositivo, mas sim, um meio tecnológico para o usuário corporativo executar as suas tarefas e atividades diárias, inerentes à sua organização! [7] Empurrado pela evolução da tecnologia, os microcomputadores hoje chegam ao mercado com recursos computacionais geralmente desnecessários para um usuário comum, e mais desnecessários ainda para uma organização em que seus funcionários utilizam apenas duas ou três aplicações, incluindo um navegador web, e não precisam de grande volume de memória local, já que todos os dados são ar mazenados no storage (dispositivo de armazenamento) corporativo. É visando à diminuição dessa ociosidade de processamento, espaço em disco etc. que a técnica da virtualização se apresenta. Na virtualização de desktops, em vez da utilização de várias máquinas com seus sistemas operacionais respectivos, utiliza-se apenas um computador servidor de grande capacidade, abrigando máquinas virtuais como se fossem simples arquivos, cada qual com seus serviços e aplicações próprias, sendo que essas máquinas virtuais compartilham recursos de hardware como CPU, memória RAM, disco rígido e rede.

26 26 A virtualização de desktops é considerada por especialistas a união de duas das tecnologias mais bem sucedidas: a computação centralizada em torno do mainframe e a tradição de desktop de conceder poder ao usuário. Assim como ocorrem com a virtualização de servidores, a virtualização de desktops depende de uma camada de software que roda em um hardware e oferece uma plataforma onde os administradores podem implementar e gerenciar máquinas virtuais. Na tecnologia, cada usuário recebe uma máquina virtual que contém uma instância separada de um sistema operacional e de qualquer aplicação que precise ser utilizada. A VMware foi a primeira empresa a promover o termo VDI (infraestrutura de desktop virtual), mostrado na figura 6, mas outras companhias, como Microsoft, com seu Terminal Services e a Citrix, com seu XenDesktop, preferem outras terminologias. Todas com o mesmo princípio e a mesma finalidade. Figura 6 - Infraestrutura de Desktops Virtuais (VDI) [4]

27 27 Em uma pesquisa recente do IDG Research Services Group, 340 gerentes de informática responderam a pergunta: Em que área sua empresa está investindo em virtualização? O gráfico abaixo exibe o resultado da pesquisa e demonstra o quanto a virtualização de desktops vem crescendo em importância. [8] Gráfico 1 - Investimento em virtualização de desktop Na tabela 2 podemos verificar um comparativo entre desktops virtuais e tradicionais analisado pela empresa de consultoria Add IT Solution [9, p. 7], onde os principais quesitos relacionados as estações de trabalho são confrontados. Mesmo que se questionem algumas das afirmativas, são inúmeras as vantagens que estimulam a implantação de uma infraestrutura virtual. Há de se destacar que tal infraestrutura pode ser implantada de forma parcial para facilitar a mudança de paradigma.

28 28 Quesitos Desktop Virtual Desktop Tradicional Usabilidade Executa aplicativos tradicionais. Executa aplicativos tradicionais. Segurança Ponto único de segurança, no servidor, o Pontos distribuídos de segurança usuário não executa nada que ele não teem todos os desktops. nha direito. Gerenciamento Ponto único, fácil de gerenciar e adminis- Requer gerenciamento descentrar, somente no servidor. tralizado e grandes equipes de TI. Disponibilidade Sempre disponível, aumento de produtivi- Alto downtime4, usuários com baidade dos usuários que poderão acessá-lo xa produtividade e altos custos até pela Internet. para a empresa. TCO (Total Cost of Ownership) Redução de custo no momento zero do Rápida depreciação, alto custo de projeto e economias de até 75% nos gas- aquisição e elevado custo de matos com aquisição, administração e manutenção, baixa vida útil -aproxinutenção. madamente 3 anos. Tabela 2 - Desktop Virtual X Desktop Tradicional BENEFÍCIOS Com todos os desktops dentro do data center, facilitamos o backup dos dados, aumentamos a segurança dos dados empresariais, simplificamos a instalação de novos desktops, centralizamos o gerenciamento, simplificamos a manutenção e o suporte (não haverão mais desktops físicos, agora eles serão lógicos) e facilitamos a continuidade da operação no caso de um desastre. 4 Tempo de indisponibilidade

29 Backup Este tipo de solução permite eliminar a necessidade de armazenar dados em computadores pessoais, armazenando os assim no data center, onde há maior segurança, menor probabilidade de perda de informação, mecanismos redundantes, sistemas de recuperação e são geridos por profissionais de elevada competência de TI. Como os dados corporativos são centralizados temos uma grande facilidade de efetuar backups e restaurações. Podemos programar a tarefa de backups para horários de ociosidade da rede não afetando o desempenho e podemos realizar restaurações em poucos instantes sem a necessidade de estar próximo ao dispositivo físico do usuário Segurança da informação Embora as organizações tenham efetuado grandes investimentos em sistemas de segurança, no sentido de protegerem os seus dados, como sistemas de autenticação, autorização e encriptação de dados, estes investimentos permitiram somente fortalecer a segurança do próprio centro de dados, deixando outra área importante vulnerável: o ambiente de trabalho dos usuários. É necessário ter em mente, a existência de informação nos computadores pessoais dos próprios colaboradores, pois esta informação é na sua grande maioria vital e confidencial para as organi zações. O roubo ou a perda de informação poderá colocar em risco a continuidade do negócio da organização. Com a virtualização dos desktops, estes dados estarão sempre no data center sob fortes políticas de segurança. Há de se destacar também que não é permitido o uso de softwares desautorizados e não homologados.

30 Gerenciamento Em uma instalação dinâmica de desktops virtuais, os desktops compartilham dados, como correções e outras atualizações, mantendo personalizações relativas a usuários (perfil). Isso facilita significativamente o gerenciamento do ambiente. A metodologia de gerenciamento permite a migração de um desktop virtual sem a derrubada da máquina, assim como ocorre nos servidores. Além disso, se uma máquina virtual trava, só ela será afetada, as demais continuarão operantes. Sem contar que elas podem ser rapidamente recuperadas com o uso de snapshots5. O acesso remoto às máquinas faz com que os técnicos não precisem mais expulsar usuários de seus lugares para resolver problemas ou fazer atualizações Flexibilidade e disponibilidade Nos ambientes que empregam virtualização, uma máquina virtual pode ser facilmente copiada de uma máquina física para outra na presença de falhas. Imagens de máquinas virtuais em produção podem ser salvas e restauradas sempre que se fizerem necessárias. Em uma outra situação, recursos computacionais podem ser alocados sob demanda para uma determinada máquina virtual em momentos de maior carga. Finalmente, ambientes de testes podem facilmente ser configurados usando-se as facilidades da virtualização. 5 Armazenamento do estado atual de uma máquina virtual

31 Mobilidade O ambiente de trabalho pode estar disponível em vários tipos de dispositivos físicos, como por exemplo, computadores pessoais, notebooks, thin clients e até smartphones. É possível conjugar essa mobilidade com a personalização do ambiente para cada usuário, causando uma maior afinidade com o sistema e uma continuidade de trabalho entre sessões, além de acesso externos. O ambiente de trabalho será alterado apenas no servidor e não em cada posto de trabalho, permitindo uma gestão de mudança muito mais eficiente Redução de custos Como os dados e grande parte do processamento ficam no data center, podemos ter dispositivo de acesso aos desktop virtuais de baixo custo sem afetar a performance, reduzindo assim os custos de aquisição de equipamentos e de sua manutenção. Estes dispositivos também terão uma vida útil longa, já que, para um aumento da capacidade de processamento, será necessário investir apenas no data center e os efeitos serão automaticamente replicados nas estações de trabalho. O consumo de energia elétrica também será drasticamente reduzido, não só pelo menor consumo destes dispositivos, mas devido ao menor dimensionamento de condicionadores de ar e no-breaks. Outra economia importante será na equipe de suporte que poderá ser reduzida e mais qualificada, refletindo numa melhor administração da rede. Na virtualização de desktop, mesmo tendo como estratégia maior o compartilhamento de recursos computacionais do hospedeiro, são inegáveis benefícios da redução de custos com a infraestrutura.

32 TIPOS DE VIRTUALIZAÇÃO DE DESKTOP É dada ênfase a três tipos de virtualização de desktops, no entanto, estas são apenas algumas das soluções possíveis na área. Cada uma possui características e funcionalidades ligeiramente diferentes, que devem ser analisadas no momento em que as organizações decidem implementar uma solução de virtualização de desktops. Em relação à centralização da informação, o objetivo é comum, diferindo apenas na forma como são realizados os acessos e as personalizações dos sistemas centrais. A seguir veremos os três tipos principais de virtualização de desktops: Múltiplos usuários por servidor Um sistema operacional é utilizado para disponibilizar serviço de desktop a um número finito de usuários. Suas características são: compartilhamento dos recursos computacionais, a conexão estabelecida entre usuário e servidor é em modo concorrencial (sessões), um único sistema operacional pode servir mais do que um usuário, o sistema operacional escolhido é o mesmo para todos os usuários, os aplicativos devem ser concebidos para permitir a execução partilhada por múltiplos usuários e é uma solução de baixo custo, principalmente quando implantada com sistemas abertos (figura 7).

33 33 Figura 7 - Compartilhamento do mesmo sistema operacional Um usuário por servidor Neste tipo é necessário o uso de servidores no formato blade (servidores que comportam vários servidores em seu interior, separados em lâminas). Esta solução pode incluir atributos especiais por servidor e dispositivo cliente e também potencializar o uso de software gráfico complexo. Suas características são: não existe compartilhamento de recursos computacionais, conexão dedicada entre um dispositivo cliente e um servidor blade, ótimo para ambientes que exijam a utilização de software gráfico e a facilidade de gestão dos sistemas (figura 8).

34 34 Uma lâmina por usuário Figura 8 - Compartilhamento do Blade Uma máquina virtual por usuário Este tipo exige um monitor de máquinas virtuais (Hypervisor), que permite a criação de máquinas virtuais através da emulação do hardware. Os administradores de TI podem, de forma eficiente, utilizar as ferramentas e a capacidades de administração de desktop que existem atualmente, facilitando a rápida migração de um ambiente de desktop tradicional (PC s) para um ambiente desktop virtual. Suas características são: compartilhamento dos recursos computacionais, ambientes de trabalho distintos no mesmo servidor, gestão integrada dos vários ambientes de trabalho, aprovisionamento rápido e eficaz e flexibilidade extrema de ambientes de trabalho disponibilizado aos usuários (figura 9).

35 35 Máquinas virtuais Host Figura 9 - Compartilhamento do Hospedeiro (Host)

36 PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO Há várias tecnologias e protocolos para emulação de terminais disponíveis e, neste trabalho, serão citadas as principais: ICA, RDP e XDMCP ICA O protocolo ICA (Independent Computing Architecture) é um protocolo proprietário da empresa Citrix Systems especializado na de transferência de imagens, que permite aos usuários remotos a operação de aplicações baseadas em interface gráfica (Windows, por exemplo) com um mínimo de consumo de banda, uma vez que a lógica do aplicativo é executada no servidor e somente os objetos da interface e eventos são enviados ao dispositivo cliente. Dessa maneira, não há tráfego de dados de arquivos executáveis e os usuários trabalham em suas estações como se os aplicativos estivessem instalados localmente. Pelo fato do protocolo ICA ser implementado ao nível do sistema, ele é eficiente e compacto. Sua principal função é permitir a exibição no cliente do resultado dos processos executados no servidor de uma forma muito eficiente e necessitando pouca taxa de transmissão da rede. É robusto o bastante para continuar operando mesmo que a capacidade de transmissão da rede torne-se mais limitada. No site da Citrix, encontra-se a seguinte afirmativa: o protocolo ICA transforma qualquer dispositivo cliente complexo em um thin client, de forma a entregar aplicações corporativas para a ampla variedade de desktops instalados, em variadas plataformas e redes. No servidor, o ICA tem a capacidade de atender pedidos separados logicamente a partir da interface do usuário. No cliente, os usuários vêem e trabalham com a aplicação exibida na interface, sendo que cem por cento da aplicação é executada no servidor. Com o ICA, as aplicações consomem apenas 20 Kbps de largura de banda, ou seja, um décimo da disponibilidade de rede e largura de banda disponível. Isto lhe permite operar consistentemente,

37 37 mesmo através de uma conexão discada, como no uso de aplicações móveis, por exemplo, que geralmente requerem uma quantidade muito menor de interatividade e, por conseguinte, velocidades de conexão a um nível tão baixo como as disponíveis nas redes móveis GSM (9,6 Kbps) RDP O protocolo RDP (Remote Desktop Protocol) é uma ampliação da família T-120 de protocolos que, por padrão, utiliza a porta 3389, implementada na camada 5 (aplicação) da pilha TCP/IP, permitindo a conexão remota de um computador cliente a um servidor de terminal. O RDP se baseia no envio de instruções em vez de bitmaps com screenshots6 da tela. O cliente recebe as instruções e as combina com ícones e outros elementos para montar novamente as janelas. Isso faz com que usar o servidor remotamente seja uma experiência muito parecida com usá-lo localmente, além de melhorar bastante a qualidade do acesso via Internet. Outro fator essencial é que ele permite que vários usuários se conectem simultaneamente ao servidor, abrindo sessões independentes. O RDP é usado desde a época do Windows NT. Ele surgiu como um protocolo para administração remota dos servidores Windows, mas foi logo expandido e transformado em um protocolo de acesso remoto, dando origem ao Windows Terminal Services (WTS), que permite que vários usuários se conectem simultaneamente à mesma máquina Windows de forma a usar o sistema e rodar aplicativos. Todo o processamento é feito no servidor, permitindo que ele seja usado mesmo em máquinas antigas ou em terminais burros, com pouco poder de processamento. Além da baixa utilização da rede, o algoritmo de compressão do RDP também consome menos recursos do servidor, o que permite o uso de mais terminais simultaneamente. De uma forma geral, um servidor equipado com um processador Core 2 Duo, Athlon X2 ou superior e 2 GB de memória RAM, pode atender 50 clientes simultâneos rodando aplicativos leves, ou de 15 a 25 clientes simultâneos rodando aplicativos mais pesados. [11] 6 Fotografias de vários instantes das telas que resultam do processamento

38 XDMCP O protocolo XDMCP (X Display Manager Control Protocol) é o protocolo de compartilhamento de desktop utilizado pelo X. Originalmente o X foi desenvolvido para ser usado em mainframes rodando Unix, usados em conjunto com estações de trabalho que se limitavam a exibir as imagens de tela dos aplicativos executados no servidor. Na década de 80 o hardware necessário para rodar aplicativos gráficos e produzir efeitos era muito caro, por isso compartilhar um servidor caro entre vários clientes mais simples e baratos era o melhor custo benefício. Graças a isso o X foi desenvolvido sobre um protocolo bastante sólido e rápido de comunicação via rede. As imagens e gráficos são transmitidos na forma de comandos que consomem relativamente pouca banda da rede e são rapidamente processados pelo destinatário, fazendo com que apesar de rodar a distância, o usuário não perceba demora na atu alização das imagens. Em 93 o X foi portado para o Linux e rapidamente se tornou o servidor gráfico mais usado na plataforma. Hoje em dia o X utiliza drivers de vídeo com aceleração via hardware, que aproveitam os recursos das placas atuais, sem estar limitado à antiga arquitetura de envio de instruções via rede. Apesar disso, a possibilidade de rodar aplicativos remotamente continua presente e vem sendo cada vez mais usada. É possível executar aplicativos, acessar a máquina remotamente e criar soluções de terminais leves rodando aplicativos a partir de um servidor mais potente. [12]

39 SOFTWARES PARA VIRTUALIZAÇÃO DE DESKTOPS Existem diversos softwares para implantação de uma solução de virtualização de desktops. Algumas características importantes que devem ser observadas na escolha são: licenciamento proprietário ou livre, funcionamento em redes locais ou à distância e a tecnologia de criptografia e compactação dos dados. Neste trabalho, destacaremos os 3 principais softwares Citrix XenDesktop Software desenvolvido pela Citrix Systems é uma solução de virtualização de desktops que entrega desktops Windows como um serviço sob demanda para o usuário. Com uma tecnologia chamada FlexCast, o XenDesktop pode, entregar aplicativos individuais ou desktops completos com rapidez e segurança para os usuários locais ou externos. Com o XenDesktop, pode-se gerenciar instâncias únicas do sistema operacional, aplicativos e perfis de usuários para simplificar o gerenciamento de desktop. A arquitetura aberta do XenDesktop permite a adoção da virtualização de desktop usando qualquer monitor de máquinas virtuais (hypervisor), dispositivo de armazenamento e infraestrutura de gerenciamento. Usando o componente Receiver que é um software cliente, os usuários do XenDesktop podem acessar seus desktops e aplicativos corporativos de qualquer PC, Mac, thin client ou smartphone. Isto possibilita total flexibilidade do local de trabalho, continuidade de negócios e mobilidade do usuário. Já o componente HDX permite que o usuário não perceba que esteja operando uma máquina à distância, mesmo quando usam multimídia, colaboração em tempo real, periféricos USB e gráficos 3D. O XenDesktop oferece uma ótima performance de desktop virtual ao mesmo tempo em que consome 90% menos largura de banda do que outras soluções de desktops virtuais. Possui suporte a webcam e VoIP, áudio melhorado, e otimização para uso através da Internet.

40 Windows Terminal Services Software desenvolvido pela Microsoft que possibilita aos usuários estabelecer um sistema centralizado que lhes permite fornecer acesso rápido e seguro por meio de aplicações Microsoft RDP (também conhecidas como "Conexão de Área de Trabalho Remota"), a partir de qualquer local conectado por rede local, WAN ou até mesmo pela Internet. Quando os usuários executam uma aplicação com os Serviços de Terminal, a execução dessa aplicação se dá no servidor e somente informações de teclado, mouse e monitor são transmitidas pela rede. Os usuários podem apenas ver suas sessões individuais, gerenciadas de maneira transparente pelo sistema operacional do servidor, e permanecem independentes de qualquer outra sessão de cliente. Com o lançamento do Windows Server "Longhorn" (também chamado de Windows Server 2008) e do software Conexão de Área de Trabalho Remota 6, a Microsoft anuncia várias novas funcionalidades, entre essas: Fazer usuários se conectarem a um servidor de terminal e fazer o computador remoto proporcionar uma experiência de uso o mais próximo possível de uma área de trabalho do sistema operacional Windows, garantir que os dados de monitor, teclado e mouse passados através de uma conexão remota não sejam afetados de maneira adversa por ações que exijam muita largura de banda, como grandes tarefas de impressão e Permitir que usuários com uma conta de domínio efetuassem o login uma vez, usando uma senha ou smart card, e então obtenham acesso a um servidor de terminal, sem a necessidade de apresentar as credenciais novamente.

41 LTSP (Linux Terminal Server Project) O Projeto Servidor de Terminal Linux, mantido por vários desenvolvedores no mundo, é um conceito que permite conexões gráficas entre os clientes e o servidor usando o protocolo XDMCP, por meio da utilização de uma ou mais máquinas servidoras de grande capacidade computacional para centralizar o processamento de aplicações mais pesadas, de forma que simples estações de trabalho carregam e processam as informações dentro de um servidor. Na aplicação típica do LTSP, a máquina servidora processa serviços como Distribuição Dinâmica de IP, Autenticação de Usuários, Compartilhamento de Diretórios e Sistema de Arquivos Raiz, além de aplicações como OpenOffice, navegador Firefox, cliente de Thunderbird, entre outras. O LTSP surgiu para otimizar recursos de hardware em projetos de escolas, empresas e organizações afins, de forma que possam utilizar computadores, com um mínimo de capacidade local, para rodar aplicações como se fossem máquinas potentes. Uma vez que seu ambiente é predominantemente multiusuário, o projeto deu substancial importância à utilização de thin clients, também como forma de implantar desktops Linux em grande escala. Passando para o lado sociológico da Informática, o LTSP é também uma excelente oportunidade para que se viabilize a tão proclamada inclusão digital, ou seja, a disponibilização dos recursos computacionais como a Internet e outras tecnologias digitais para camadas da sociedade que não têm possibilidades para tal. A implantação de telecentros com thin clients é uma alternativa que vem se multiplicando, fazendo com que a informação seja cada vez mais difundida e, assim, elevando o valor da cidadania.

42 DISPOSITIVO CLIENTE Na solução de virtualização de desktops, o dispositivo do usuário deve possuir um software cliente. Este software é responsável por efetuar a conexão com o hospedeiro e possibilitar o acesso ao desktop virtual. Podemos instalá-lo em vários tipos de dispositivos, como por exemplo, computadores antigos, computadores novos com recursos mínimos, notebooks, smartphones e thin clients. Normalmente as empresas optam pelo uso de thin clients ao invés de novos investimentos em estações de trabalho com computadores pessoais (PC), devido a vários comparativos de uso das tecnologias, como tempo de vida, economia de energia, manutenção, segurança e outros fatores que contribuem para a redução do TCO (custo total de propriedade). Um estudo recente do Gartner revela que, depen dendo da aplicação e, principalmente, do nível de gerenciamento, o custo total de propriedade de uma arquitetura centralizada em servidores com thin clients como estações-cliente, fica entre 12% e 48% menor do que se a opção for pelos ambientes com PCs nas mesas dos usuários. O thin client é uma solução para reduzir o TCO, afirma André Vilela, diretor de programas de marketing e canais da Unisys Brasil. A empresa também fez um estudo comparando os dois ambientes e constatou que, com o thin client, o TCO diminui entre 35% e 45% em relação ao PC. Isso num ambiente bem gerenciado e levando em conta os gastos com servidores, licenças de software, treinamento, suporte e tudo o que é possível medir. Muitas vezes o investimento pode não parecer vantajoso, quando se compara o custo de uma solução baseada em thin client e PC, pois os valores são muito próximos, mas redução de custos aparece ao longo do tempo. Para começar, a vida útil de um terminal magro é bem maior do que a de um PC. Pode chegar a até dez anos, segundo os fabricantes enquanto nos PC s convencionais isso se reduz para 3 anos em média. Como todas as aplicações estão centralizadas no servidor, basta apenas atualizar esse equipamento. Se ocorrer defeitos, basta substituir o terminal por outro, praticamente sem interrupção do trabalho, ou a necessidade de recuperar

43 43 os dados do disco rígido, como ocorre nos PCs. Há casos em que a eficiência dos serviços, propiciada pela alta disponibilidade dos sistemas, é mais importante do que a redução de custos THIN CLIENT Thin client é um conceito de computador em uma rede que tem pouco ou nenhum aplicativo instalado, de modo que depende exclusivamente de um servidor central para o processamento de atividades. O Thin Client possui uma pequena imagem de boot que é utilizada apenas para fazer a conexão com a rede e iniciar o acesso ao desktop virtual. O que caracteriza um thin client é a sua configuração ser mínima e suficiente para a execução de serviços remotos, sem deixar de ter processamento local. Desta forma, ele tem comparativamente menos recursos de processamento ou memória que um PC. Muitas vezes um thin client pode nem mesmo dispor de disco rígido, sendo assim chamado de diskless. Pode-se afirmar que o thin client ainda não é bem visto pelas organizações em razão de seu custo ser comparável ao dos atuais desktops básicos, sobretudo quando se leva em conta que eles possuem apenas dispositivos extremamente necessários para uso dos desktops virtuais, enquanto que os computadores pessoais presentes no mercado trazem modernos dispositivos de leitores/gravadores de CD/DVD e maior quantidade de portas USB, entre outros recursos. o mercado eletrônico, por exemplo, pode-se encontrar um computador de mesa Celeron D430, 1.8GHz, 2GB de RAM, HD de 160GB, dispositivo DVD-RW, monitor LCD Widescreen, com Linux instalado e 12 meses de garantia, por menos de mil reais. Para os thin clients, no entanto, devido a sua menor popularidade, o mercado é mais seletivo, com fornecedores especializados. O produto consiste de um pequeno gabinete, sem monitor, teclado, mouse e demais periféricos. Também no mercado eletrônico encontra-se a marca Wyse S10, com processador AMD Geode GX 533 (400MGz), saída de vídeo VGA (DB-15) e áudio estéreo de 16 bits full, com Fast Ethernet, uma porta serial e quatro USB, alimentação VCA, 50/60

44 44 Hz, medindo altura de 34mm, largura de 177mm e profundidade de 121mm, rodando um sistema operacional Wyse Thin OS, suportando os protocolos RDP e ICA e garantia de 3 anos, por novecentos reais. Entretanto, estudos precisam ser mais bem elaborados, pois muitos acreditam que estão nas estações de trabalho as maiores distorções com custos da infraestrutura. No quesito consumo médio de energia, por exemplo, enquanto um thin client (conectado a 1 teclado USB, 1 mouse PS/2 e monitor) carrega em média 5,6 watts de potência, um PC (conectado a 1 teclado e 1 mouse PS/2, mais 1 monitor LCD) carrega em torno de 200 watts. Figura 10 - Computador Pessoal e um Thin Client [2] DESAFIOS Como acontece com qualquer tecnologia, a virtualização de desktops não está isenta de limitações. Apesar das inúmeras vantagens e dos problemas que são resolvidos com sua implantação, novos problemas poderão acontecer, além de algu mas desvantagens que são citadas a seguir:

45 45 A maioria das redes não é poderosa o bastante para gerar gráficos complexos, como os oferecidos pela interface Aero do Windows Vista, para um desktop virtual. Os desktops virtuais são entregues aos usuários finais através da rede. Se a rede cair, os usuários não serão capazes de acessar seus desktops. Os desktops virtuais requerem largura de banda significativa e a proporção de usuários por servidor não é tão elevada como em outros modelos de computação. Como resultado, algumas organizações podem ter de fazer upgrades dispendiosos para os seus servidores, armazenamento e infraestrutura rede antes de fazer a virtualização de desktops. Os usuários podem experimentar latência quando operam seus desktops virtuais. Principalmente os usuários que fazem acesso remoto, podem enfrentar um desempenho ruim se sua conexão com a Internet não for boa. A melhor maneira de enfrentar estes desafios é implantar a solução apenas em usuários apropriados. Os usuários mais comuns para desktops virtuais são aqueles que utilizam os computadores para tarefas muito específicas (que não exigem muito conhecimento), como funcionários de call centers e de setores administrativos. Usuários remotos podem utilizar desde que tenham acesso à rede através de conexões com de alta velocidade. Na virtualização de desktops, as maiores barreiras para a adoção são frequentemente cultural e organizacional, e não técnico. Por exemplo, em empresas tradicionais de TI, a equipe de suporte do data center e a equipe de suporte o aos desktops, raramente colaboram um com o outro, mas a partir do momento que se deseja implantar a virtualização de desktops, ambos os grupos precisam aprender a trabalhar em estreita colaboração. O Gerente de TI também deve delinear claramente as responsabilidades entre os dois grupos para resolver problemas de suporte de desktop que derivam de problemas do servidor hospedeiro.

46 46 Além disso, os usuários acostumados com a sua experiência de desktops tradicionais podem hesitar em mover-se para virtualização. Os departamentos de TI devem ter tempo para explicar cuidadosamente e pessoalmente a lógica por trás da virtualização de desktops e os benefícios que irão afetar os usuários, como por exemplo, um suporte mais rápido.

47 47 3 IMPLEMENTAÇÃO DA PROPOSTA Para implementação da proposta apresentada neste trabalho, foi criado um projeto para demonstrar todos os passos da implantação da virtualização de desktops em micro e pequenas empresas. Médias e grandes empresas também poderão usufruir o projeto como forma de dar os primeiros passos em direção a esta tecnologia, ou seja, aplicá-la em pequenos setores com o objetivo de homologar a solução. Como a fundamentação teórica mostra tipos diferentes de implementação, para este projeto, fizemos as seguintes escolhas: Tipo de virtualização: Múltiplos usuários por servidor; Protocolo de comunicação: XDMCP; Software de virtualização: LTSP; Dispositivo: Computadores de baixo custo e/ou antigos. As escolhas foram baseadas na decisão de gerar o mínimo de custo possível na implantação, facilitando a popularização da tecnologia, além de disseminar o uso de software livre.

48 ESTRUTURA NECESSÁRIA SERVIDOR Para implementação da virtualização de desktops é necessário um computador com configurações avançadas que terá seus recursos compartilhados. Na fundamentação teórica, este computador era chamado de hospedeiro ou host, mas para não causar confusão, na descrição do projeto, será chamado de Servidor. Sua configuração não pode ser determinada com exatidão, pois depende de três variáveis importantes: número de terminais, tipos de softwares utilizados e intensidade de uso simultâneo dos terminais. A configuração mínima para atender a 10 terminais seria um Pentium III ou Athlon com 512 MB de RAM. Mas, como o servidor é um só, é recomendável investir um pouco nele, principalmente hoje em dia, quando os preços dos pentes de memória estão cada vez mais baixos. O ideal é começar com um processador razoavelmente rápido e 1 GB de RAM. Monitore a utilização do processador e a memória RAM livre durante algum tempo. Conforme for necessário, você pode adicionar mais 1 GB de RAM ou um processador dual core. Um servidor dual oferece uma grande vantagem ao utilizar muitos terminais, pois ele pode executar aplicativos separados em cada processador, executando mais tarefas simultaneamente e eliminando o gargalo em momentos em que vários usuários resolvem utilizar aplicativos pesados simultaneamente.[13]

49 TERMINAIS Num primeiro momento podem ser aproveitados os computadores já existentes, mas aos poucos podem ser trocados por equipamentos com configuração bem básica, já que todo o processamento e uso de memória para aplicativos será no servidor. Os computadores baseados no processador Intel Atom são um bom exemplo de terminal ideal, pois, além de baratos, consomem pouquíssima energia. Como o público deste projeto são micro e pequenas empresas, não aconselhamos o uso de thin clients, pois as exigências de um ambiente com este tipo de equipamento poderiam inviabilizar a implantação. A configuração mínima para os terminais é um 486 com 8 MB, e a configuração ideal é um Pentium 100 com 32 MB. Um 486 DX-100 demora cerca de 0.5 segundo para redimensionar uma janela, o que é ainda relativamente rápido. O boot é bem rápido, demora menos de 30 segundos (no 486) para cair na tela de login do servidor e, a partir daí, o tempo de carregamento e dos programas depende apenas do desempenho deste. Se você usar como servidor um Athlon X2, com HDs em RAID e muita RAM, por exemplo, todos os clientes terão a impressão de estarem usando uma super máquina que abre qualquer coisa quase instantaneamente, mesmo que na verdade estejam usando um monte de 486 velhos.[13] REDE O sucesso da solução depende muito da estrutura de rede e é altamente recomendável o uso placas de rede, switchs e cabeamento confiáveis. Para que as solicitações de usuários sejam encaminhadas para o servidor e estes usuários recebam os resultados do processamento, a rede deve estar em perfeito funcionamento. O cabeamento pode ser feito com cabos de par trançado categoria 5e que são os mais comuns de mercado. O switch e as placas de rede devem ter velocidade de, no mínimo, 100 megabits.

50 50 Caso já exista uma estrutura de rede, será necessário revisá-la, pois através do uso de desktops tradicionais (processamento local), normalmente não é possível perceber problemas de rede que impediriam o uso de desktops virtuais. A velocidade da rede é muito importante, já que precisa transportar as informações destinadas a todas as estações. Graças à eficiência dos protocolo utilizados é possível pendurar 20 ou até mesmo 30 terminais em uma rede de 100 megabits, antes que a velocidade da rede comece a se tornar um gargalo. Em redes maiores, ou ao usar equipamentos novos, existe a opção de investir em uma rede gigabit, o que evita a saturação da rede nos momentos de pico e permite usar um número ainda maior de terminais. [13] SISTEMA OPERACIONAL Neste projeto, o sistema operacional utilizado será o Ubuntu. Existem várias distribuições para Linux, mas esta é a que possui a maior comunidade de colaboradores ativos, além de possuir serviços e softwares que irão facilitar a implementação do projeto. O Ubuntu já possui reconhecimento de mercado como uma das melhores distribuições Linux. A versão utilizada neste trabalho será a 10.04, atual versão estável do Ubuntu. 3.2 INSTALAÇÃO Nas próximas sessões serão mostrados todos os passos necessários para que a virtualização dos desktops funcione, ou seja, a configuração de servidores e terminais para permitir o início da operação. Durante uma implementação baseada neste projeto, deve ser respeitada a ordem em que estão apresentadas.

51 INSTALAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL Antes de efetuar a instalação do sistema operacional, devemos gravar um DVD contendo a versão indicada do Ubuntu. O download desta versão pode ser feitor em Na página de downloads, basta clicar em PC (Intel x86) desktop CD como mostrado na figura 11. Figura 11 - Download do Ubuntu Mesmo que o servidor escolhido já possua o Ubuntu, será necessário formatá-lo para que tenhamos certeza da não existência de software ou serviços instalados que conflitariam com os serviços necessários para a solução que será implementada. O processo de instalação do sistema operacional é extremamente simples, após liga/reiniciar o computador com DVD no drive, bastará fornecer a língua, fuso horário, nome do computador, nome e senha do usuário administrador e o sistema entrará em funcionamento.

52 INSTALAÇÃO DO LTSP Como já foi abordado anteriormente, o LTSP (Linux Terminal Server Project) é uma solução de virtualização que permite que os recursos, sistema operacio nal e aplicativos de um único computador (servidor), sejam compartilhados entre vários terminais. A página oficial do LTSP fica em Figura 12 - Site do LTSP Neste projeto usaremos a versão 5.2 do LTSP, pois é a versão estável mais atual. Não é necessário o seu download pela página oficial, o processo poderá ser feito diretamente no sistema operacional do servidor (é necessário conexão com a Internet).

53 53 Acessando o aplicativo Terminal do Ubuntu será possível iniciar a instalação. Figura 13 - Acessando aplicativo Terminal do Ubuntu Com o aplicativo terminal aberto digite o comando abaixo e pressione Enter. Será necessário informar a senha de administrador cadastrada na instalação do sistema operacional: sudo apt-get install ltsp-server-standalone openssh-server Após o comando acima, o LTSP já estará instalado e será necessário criar o ambiente dos terminais para o LTSP. Digite o comando abaixo e pressione Enter. Esta instalação será demorada, no teste efetuado para documentar este projeto, durou 20 minutos. sudo ltsp-build-client Para ter certeza que a instalação terminou verifique se na última linha do processo foi exibida a mensagem info: instalação do cliente LTSP finalizada com sucesso.

54 CONFIGURAÇÃO DO SERVIÇO DHCP Este serviço será responsável por configurar as informações de rede de cada terminal e de permitir que a estação possa iniciar (boot). Antes de configurar o serviço será necessário coletar algumas informações do servidor. Clique com botão direito do mouse no ícone que é mostrado na figura 14 e escolha a opção Informações da conexão. Deverão ser anotadas todas as informações a partir do Endereço IP. ícone Figura 14 - Coletando informações de rede do Servidor Além disso, será necessário ter em mãos o endereço MAC (Mac Address) da placa de rede de todos os terminais. No anexo A é explicado como obter este endereço. Com o aplicativo terminal aberto digite o comando abaixo e pressione Enter. Este comando permitirá editar as configurações do serviço DHCP. sudo gedit /etc/ltsp/dhcpd.conf

55 55 shared-network WORKSTATIONS { # Faixa de IP dos terminais e máscara de subrede # Nossa faixa exemplo é subnet netmask { # Mascara de sub-rede option subnet-mask ; # Endereço de broadcast # É sempre o último endereço da faixa de rede option broadcast-address ; # Rota padrão (Roteador) option routers ; # DNS Primário option domain-name-servers ; # Esta opção faz com que o servidor dhcp aceite apenas os # terminais que serão configurados, não conflitando com um # outro serviço dhcp já existente. deny unknown-clients; # Endereço IP do Servidor + Pasta criada pelo LTSP # Nesta pasta será criado uma subpasta para cada usuário option root-path " :/opt/ltsp/i386"; } } group { use-host-decl-names on; # Configuração do terminal 1 # Nome do primeiro terminal será ws001 host ws001 { # Endereço MAC do primeiro terminal hardware ethernet 00:0C:29:E0:C4:92; # IP escolhido neste momento para o primeiro terminal fixed-address ; # Caminho do arquivo de boot para terminais do LTSP filename "ltsp/i386/pxelinux.0"; } # Apenas como exemplo a configuração de mais um terminal host ws002 { hardware ethernet 00:22:15:23:0D:37; fixed-address ; filename "/ltsp/i386/pxelinux.0"; } } Tabela 3 - Arquivo dhcpd.conf com comentários

56 56 Após colocar o conteúdo da tabela 3 no arquivo dhcpd.conf, salve-o e execute o comando abaixo no aplicativo Terminal. Este comando irá iniciar o serviço DHCP. sudo /etc/init.d/dhcp3-server start CONFIGURAÇÃO DO SERVIÇO NFS E PORTMAP Este serviço será responsável pelo compartilhamento de pastas e arquivos com os terminais através da rede. O LTSP que cria a pasta /opt/ltsp/i386 como pasta raiz de todas as pastas de usuário e esta pasta precisa ser compartilhada. Este serviço funciona em conjunto com outro serviço chamado PORTMAP que tem a função gerenciar as requisições dos terminais. Os dois serviços precisam estar ativos para que o compartilhamento funcione. Execute o comando abaixo para instalar e ativar os serviços: sudo apt-get install portmap nfs-common nfs-kernel-server Depois de instalado será possível editar o arquivo exports que possui as pastas que devem ser compartilhadas. Utilize o comando abaixo: sudo gedit /etc/exports Acrescente a linha abaixo no final do arquivo exports e salve o arquivo. /opt/ltsp/i386/ / (ro,no_root_squash)

57 CONFIGURAÇÃO DOS ARQUIVOS HOSTS E HOSTS.ALLOW Os arquivos hosts e hosts.allow contém configurações de IP e nome de máquinas que são importantes para o perfeito funcionamento da rede. Primeiramente vamos editar o arquivo hosts através do comando abaixo: Sudo gedit /etc/hosts Este arquivo já possui algumas configurações e devemos acrescentar uma linha para nosso servidor e uma linha para cada terminal. Em cada linha devemos informar o IP e o nome da máquina que foi configurado no dhcpd.conf. Veja nosso exemplo na figura 15. O servidor utilizado em nosso teste chama-se eduardovirtual e os terminais, ws001 e ws002. Salve o arquivo após a edição linhas acrescentadas Figura 15 - Arquivo hosts

58 58 Agora devemos editar o arquivo hosts.allow utilizando o comando abaixo: sudo gedit /etc/hosts.allow Neste arquivo, devemos apagar todo o seu conteúdo e colocar a linha abaixo. É essencial que esta linha esteja presente, caso contrário o servidor irá recusar as conexões dos terminais. Lembrando que /24 é a faixa de rede de nosso exemplo. ALL : / FINALIZANDO A CONFIGURAÇÃO DO SERVIDOR Para concluir todo o trabalho realizado na preparação do servidor, precisamos criar os usuários, reiniciar o servidor e executar dois últimos comandos. A criação do usuário é feita através do menu Sistema / Administração / Usuários e Grupos. Na janela que irá aparecer, clique no botão adicionar e informe os dados do novo usuário que serão solicitados. Figura 16 - Incluindo usuários no Ubuntu

59 59 Após a criação dos usuários, reinicie o servidor e abra o aplicativo Terminal para executar os dois comandos abaixo. Rode os comandos abaixo para atualizar a chave de criptografia dos terminais, caso contrário os terminais não conseguirão efetuar a autenticação para acessar o servidor. # sudo ltsp-update-sshkeys # sudo ltsp-update-image 3.3 UTILIZANDO OS TERMINAIS Após a configuração completa do servidor, já é possível a utilização dos terminais. Não é necessário instalar nada nos terminais, esta é uma grande vantagem da virtualização de desktops frente aos desktops tradicionais. A única coisa que precisa ser feita é mudar a ordem de prioridade de inicialização (boot) para a placa de rede como explicado no Anexo A. Assim que ligamos o terminal e o processo de inicialização é finalizado, poderemos informar o nome de usuário e senha criados para começar a usar o sistema. Na figura 17 podemos ver como será a tela de login dos terminais. Todos os aplicativos que estão instalados no servidor estarão à disposição dos terminais.

60 60 Figura 17 - Tela de login dos terminais 3.4 DESEMPENHO Antes de ligar qualquer terminal foi utilizado o comando top no aplicativo Terminal do Servidor para verificarmos a situação atual do processador e memória. Na figura 18 podemos verificar o processador utilizando apenas 0,3% de sua capacidade e menos de 300 MB, da memória total de 1 GB, está sendo usado. Figura 18 - Uso do processador e memória sem terminais

61 61 Logo após executamos o Editor de Textos do OpenOffice no servidor e a nova situação é apresentada na figura 19. Durante o carregamento do aplicativo (menos de 10 segundos), o processador foi a 11% e logo depois voltou a 0,3%. O uso de memória aumentou em 110 MB. Figura 19 - Uso do processador e memória sem terminais e com OpenOffice Sem fechar o OpenOffice, fizemos o login em uma estação e verificamos que durante o processo de boot, por alguns poucos segundos, o processador chegou a atingir 27% e, depois de finalizado a inicialização da estação, manteve-se em 1% em média. O uso de memória aumentos mais 182 MB como podemos observar na figura 20. Figura 20 - Uso do processador e memória com um terminal No último teste executamos o OpenOffice no terminal (lembrando que ele também está em execução no Servidor) e foi identificado a grande surpresa do teste: o uso da memória aumentou apenas 12 MB, confirmando a teoria de que, mesmo trabalhando de forma independente, os aplicativos que já estão na memória também são compartilhados e não são carregados por inteiro a cada terminal que os executa. A figura 21 mostra o uso de memória e uso do processador (1% ao final).

62 APLICATIVOS Para finalizar a implementação da proposta será relatado os programas que são instalados automaticamente com Ubuntu e um programa que pode ser instalado posteriormente que formam o conjunto ideal (sem citar o fato de serem livres) de ferramentas de trabalho para a micro e pequena empresa OPENOFFICE Semelhante ao Office da Microsoft, é composto por um Editor de Texto chamado Writer, uma planilha eletrônica chamada Calc e um editor de apresentações chamado Impress. Mesmo que a empresa receba documentos produzidos pelo Office, não terá problemas de compatibilidade, pois todos podem ser abertos no OpenOffice FIREFOX Navegador para Internet muito mais veloz que seu concorrente Internet Explorer. Além dos recursos tradicionais, possui milhares de extensões produzidas pela comunidade que ajuda o seu desenvolvimento EVOLUTION Similar ao Outlook da Microsoft, permite gerenciar s, contatos, tarefas e agenda. É impossível importar todo o seu banco de dados do Outlook.

63 STOQ Este aplicativo não está incluído no Ubuntu, mas pode ser obtido através do site O Stoq é um sotware de gestão comercial, desenvolvido inteiramente no Brasil, com controle de vendas, gestão do relacionamento com o cliente, gestão de compras, gestão de estoque, impressão de cupom fiscal e controle de tributos.

64 64 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS Esse trabalho mostra que a virtualização de desktops, e não só a virtualização, está em franca expansão e possui muitas vantagens em relação ao ambiente de rede tradicional. Cada vez mais a curva de necessidade de processamento do usuário irá para o lado oposto ao da curva de evolução dos processadores, o que provocará a busca pela otimização dos recursos ociosos, resultando na virtualização de todos os níveis. Foi mostrado também que a implantação deste modelo, mesmo em pequenos ambientes, é simples e ainda promove a utilização de software livre. Podemos ter facilmente ambientes híbrido como forma de transição, com boot pela rede, no ambiente virtual, e boot pelo HD, no ambiente tradicional. Como trabalhos futuros sugere-se uma abordagem na distribuição de aplicativos virtuais, uma grande tendência, onde os aplicativos são empacotados com todas as suas dependências e utilizados em qualquer plataforma, e a segurança em ambientes virtualizados, fator que começa a ser estudado com intensidade devido ao crescimento deste tipo de ambiente, principalmente em grandes empresas.

65 65 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. LAUREANO, Marcos. Máquinas Virtuais e Emuladores, Livro 2. Thinmanager. So you are new to Thin Client Technology< Acesso em 21 nov Microsoft. Virtualização, White paper. 4. VMWare. O que é virtualização? <http://www.vmware.com/br/virtualization/what-is-virtualization.html>. Acesso em 19 nov HP Brasil. O que é virtualização e o que ela pode fazer pela minha empresa? <http://www.hp.com/latam/br/pyme/solucoes/apr_solucoes_01.html> Acesso em 24 out Wikipedia. Thin Client <http://pt.wikipedia.org/wiki/thin_client> Acesso em 04 nov Paulo Cesar. Desktop Virtual, ano desconhecido. Artigo 8. Megan Santosus. The Promise of Desktop Virtualization < Acesso em 01 nov Add IT Solution. Desktop Virtualization, White paper 10. Decision Report. Ambev adota virtualização de desktops < infoid=7395&sid=6> Acesso em 07 nov Guia do Hardware. Usando o Windows Terminal Server <http://www.guiadohardware.net/tutoriais/wts/>. Acesso em 24 nov Guia do Hardware. Dicionário Técnico <http://www.guiadohardware.net/termos/xdmcp/>. Acesso em 24 nov Carlos E. Morimoto. Servidores Linux Guia prático, 2008, Livro

66 66 ANEXOS

67 67 ANEXO A CONFIGURANDO TERMINAIS PARA BOOT PXE PXE (Preboot execution Environment) é um padrão de boot remoto desenvolvido pela Intel. Um software gravado na ROM da placa de rede (mesmo nas placas mãe com rede on board) permite que o computador inicialize (boot) através da rede. Uma das vantagens do PXE é que podemos utilizar computadores sem HD, CD-ROM e drive de disquete, como terminais de rede. É possível utilizar tanto com servidores Linux (usando o LTSP) quanto com Windows (usando o Terminal Services). Para ativar o PXE, basta acessar o setup do computador e alterar a sequência de prioridade de boot, colocando a placa de rede em primeiro lugar. Na figu ra 21, temos um exemplo de setup. Esta é a placa de rede. Deve ser pressionada a tecla +, até que fique em primeiro lugar Figura 21 - Prioridade de boot no setup do computador Após esta alteração, ao ligar o computador, poderemos observar a placa de rede procurando um servidor para começar o processo de boot. Neste momento, também poderemos visualizar o endereço Mac (Mac Address) da placa. A figura 22 mostra o momento exato que a placa de rede começa a procurar um servidor para

68 68 começar o processo de inicialização. Podemos visualizar que o Endereço MAC da placa, neste exemplo, é 00 0C 29 E0 C4 92. Figura 22 - Boot através do PXE

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