TPG RELATÓRIO DE PROJETO. folitécnico. daiguarda. Licenciatura em Engenharia Informática. Miguel dos Santos Almeida. Polyiechnic of Guarda

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1 daiguarda Polyiechnic of Guarda RELATÓRIO DE PROJETO Licenciatura em Engenharia Informática TPG folitécnico Miguel dos Santos Almeida dezembro

2 Escola Superior de Tecnologia e Gestão Instituto Politécnico da Guarda R E L AT Ó R I O D E P R O J E TO VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES MIGUEL DOS SANTOS ALMEIDA RELATÓRIO PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE LICENCIADO EM ENGENHARIA INFORMÁTICA Dezembro / 2014 Gesp

3 Escola Superior de Tecnologia e Gestão Instituto Politécnico da Guarda R E L AT Ó R I O D E P R O J E T O VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES MIGUEL DOS SANTOS ALMEIDA RELATÓRIO PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE LICENCIADO EM ENGENHARIA INFORMÁTICA Dezembro / 2014 ORIENTADOR: FERNANDO MELO RODRIGUES COORIENTADOR: PEDRO M. TEIXEIRA PINTO Gesp

4 Elementos Identificativos Aluno Nome: Miguel dos Santos Almeida Número: Curso: Engenharia Informática Estabelecimento de Ensino Escola Superior de Tecnologia e Gestão - Instituto Politécnico da Guarda Morada: Av. Dr. Francisco Sá Carneiro 50, Guarda Telefone: Fax: Duração do Projeto Inicio: 30 de Setembro de 2014 Fim: 3 de Novembro de 2014 Orientador do Projeto Nome: Fernando Melo Rodrigues Grau académico: Mestre Coorientador do Projeto Nome: Pedro Manuel Teixeira Pinto Grau académico: Mestre i

5 Resumo Este documento descreve o trabalho realizado no âmbito da Unidade Curricular Projeto de Informática, na Licenciatura em Engenharia Informática da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico da Guarda. Quando apareceram os primeiros sistemas de computação, as máquinas eram muito grandes e dispendiosas; eram projetadas para realizar um conjunto de operações, em que rapidamente vários sectores da sociedade passaram a desenvolver aplicações específicas para cada área e assim aproveitar o poder computacional. Devido à evolução tecnológica, passou a ser possível ter vários sistemas, simultaneamente, em funcionamento apenas numa máquina. Este trabalho procura, de maneira concisa, expor o conceito virtualização desde o seu desenvolvimento até à importância que assumiu nos dias de hoje; é ainda explicada a sua arquitetura e técnicas existentes, bem como as tecnologias de implementação de virtualização e uma pequena comparação entre elas. Por fim, apresenta-se a implementação de uma solução que melhor se enquadra nos requisitos definidos no projeto. Palavras-Chave: Virtualização, Sistemas Operativos, Arquitetura, Hypervisor, Full Virtualization. ii

6 Abstract This document describes the work done under on discipline Computer Project in the graduation in Computer Engineering from School of Technology and Management in the Polytechnic Institute of Guarda. When the first computer systems appeared, the machines were too large and expensive. Were designed to perform a set of operations, which quickly various sectors of society began to develop specific applications for each area and thus take advantage of the computing power. Due to technological developments became possible to have multiple systems to run only on a machine. This work seeks, concisely, exposing the virtualization concept from its discovery to its importance today. It also explained its architecture and existing techniques, as well as the deployment of virtualization technologies and a little comparison between them. Finally, we present the implementation of a solution that best fits the requirements defined in the project. Key-Words: Virtualization, Operating Systems, Architecture, Hypervisor, Full Virtualization. iii

7 Agradecimentos Em primeiro lugar, quero agradecer a todos os meus familiares e amigos que sempre me incentivaram ao longo de todo o projeto. Agradeço, ao meu orientador de projeto Professor Fernando Melo Rodrigues, pelo seu profissionalismo, simpatia e dedicação demonstrada ao longo de todo o projeto. Um agradecimento ao Engenheiro Pedro Pinto, administrador de sistemas do Centro de Informática do Instituto Politécnico da Guarda, também coorientador do projeto, pelo esforço feito para que fosse possível implementar o projeto num servidor físico, bem como por todo o seu apoio e disponibilidade. Por último, um agradecimento especial à minha namorada, Lara Monteiro, pelo apoio e paciência que sempre demonstrou. iv

8 Índice 1. Introdução Motivação Objetivo Estrutura do Documento Estado de Arte Virtualização Soluções Arquitetura Técnicas Vantagens e Desvantagens Softwares de Virtualização VMware vsphere Citrix XenServer Windows Hyper-V Proxmox VE Comparação dos Softwares Tabela de Comparação dos Softwares Metodologia e Resultados Metodologia Descrição das tarefas Resultados v

9 4. Implementação da Solução Hardware Configurações do Servidor Instalação - Proxmox VE Plataforma de Gestão Proxmox VE Proxmox Graphical User Interface (GUI) Visão Geral Máquinas Virtuais Backups e Restores FreeNAS Backups - Proxmox Resultados Obtidos Conclusões Bibliografia Anexos Apêndices vi

10 Índice de Figuras Figura 1 - Virtualização de Desktop... 7 Figura 2 - Virtualização de Redes... 8 Figura 3 - Hypervisor Tipo Figura 4 - Hypervisor Tipo Figura 5 - Esquema Virtualização Total na arquitetura x Figura 6 - Esquema da Paravirtualização na arquitetura x Figura 7 - Esquema da Virtualização Assistida por Hardware Figura 8 - Estrutura do vsphere Figura 9 - Plataforma XenServer Figura 10 - Camada do Xen Figura 11 - Plataforma de Gestão do Hyper-V Figura 12 - Interface de Gestão Proxmox Figura 13 Tarefas Figura 14 - Mapa de Gantt Figura 15 - Cisco UCS C220 M Figura 16 - Plataforma de Gestão CIMC Figura 17 - Visão Geral da Estrutura Figura 18 - GUI Proxmox VE Figura 19 - Agendar Backups Figura 20 - vsphere, Serviços de Infraestrutura Figura 21 - vsphere, Serviços de Aplicações e Armazenamento Figura 22 - Citrix XenServer, Cloud Ready Figura 23 - Citrix XenServer, Infrastrutura virtual de Alto Desempenho Figura 24 - Citrix XenServer, Automação de Data Centers Figura 25 - Citrix XenServer, Integração e Gestão Avançada Figura 26 - Proxmox VE, Caracteristicas vii

11 Figura 27 - Discos Figura 28 - CPU's Figura 29 Memória RAM Figura 30 Fonte de Alimentação Figura 31 - Placa de Rede Figura 32 - Configurações de Rede CIMC Figura 33 - Plataforma de Gestão (IP: user: admin; passwrod: admin) Figura 34 - Abrir a consola KVM Figura 35 - Acesso Encriptado Figura 36 - Selecionar "Virtual Media", para aceder ao disco Figura 37 - Adicionar a Imagem do firmware Figura 38 - Selecionar a ISO a partir do disco Figura 39 - Mapear ISO, para arrancar como boot Figura 40 - Desligar o Servidor Figura 41 - Ligar o Servidor Figura 42 - Arranque do servidor, upgrade firmware Figura 43 - Cisco UCS Host Upgrade Utility Figura 44 - Selecionar componentes para upgrade Figura 45 - Upgrade em Progresso Figura 46 - Servidores NTP Figura 47 - Aceder à WebBIOS Figura 48 - Selecionar os discos do servidor físico Figura 49 - Selecionar "Configuration Wizard" Figura 50 - Menu Configuration Wizard, selecionar "New Configuration" Figura 51 - Confirmar a escolha de "New Configuration" Figura 52 - Configuração Automática e Redundante Figura 53 - Transformar numa "Virtual Drive" com RAID Figura 54 - Confirmar Configuração viii

12 Figura 55 - Confirmar, alerta para a perda dos dados Figura 56 - Selecionar "Set Boot Drive" e confirmar Figura 57 - RAID1 concluído com êxito Figura 58 - Reiniciar o Sistema Figura 59 - Download Proxmox VE Figura 60 - Ativar "Virtual Devices" Figura 61 - Selecionar a ISO do Proxmox VE Figura 62 - Desligar o servidor Figura 63 - Ligar o servidor Figura 64 - Selecionar o Boot Menu Figura 65 - Premir "Enter" para instalar Figura 66 - Termos de licenciamento Figura 67 - Leitura dos discos Figura 68 - Localização e hora do sistema Figura 69 - Password Web Access Figura 70 - Configurações de Rede Figura 71 - Progresso da Instalação Figura 72 - Instalação Concluída Figura 73 - Selecionar o Proxmox VE no Grub Menu Figura 74 - Proxmox pronto, IP de Web Access Figura 75 - Ligação com o PuTTY Figura 76 - Comando para criar o cluster Figura 77 - Verificar o status do cluster Figura 78 - Login na plataforma de Gestão Figura 79 - Upload da ISO para o disco do servidor Figura 80 - Selecionar a ISO do disco do PC Figura 81 - Upload em progresso Figura 82 - Criar VM ix

13 Figura 83 - Selecionar o sistema operativo // Figura 84 - Colocar nome e ID na VM Figura 85 - Selecionar a imagem ISO Figura 86 - Configurações do disco Figura 87 - Configuração do CPU Figura 88 - Configurações memória RAM Figura 89 - Configurações Placa de Rede Figura 90 - Hardware Virtual Figura 91 - Iniciar a VM Figura 92 - Instalação do Windows Server Figura 93 - Windows Server 2012 Datacenter Figura 94 - Progresso da Instalação Figura 95 - Configurações de Rede Figura 96 - Selecionar Templates Figura 97 - Download do template CentOS Figura 98 - Selecionar "Create CT" Figura 99 - Colocar o VM ID, hostname e password Figura Atribuir o template do CentOS Figura Configurações de hardware Figura Placa de Rede Figura Confirmar a criação da VM Figura Executar a VM Figura Aceder ao container Figura 106 Aceder ao ficheiro de configuração Figura Configurar IP estático Figura Colocar Gateway Figura Placa de Rede configurada Figura Iniciar instalação Figura A instalação limpa todos os dados x

14 Figura Instalação em Progresso Figura Instalação Concluída Figura IP de acesso à plataforma FreeNAS Figura Password para aceder ao FreeNAS Figura Configuração da Placa de Rede Figura 117 Configuração do Gateway e DNS // Figura Configurações da Rede Figura Criar um volume UFS Figura Clicar em "Change Permissions" Figura 121 Atribuir permissões de Leitura e Escrita Figura Confirmar se a partição está criada Figura Criar uma partilha Unix (NFS) Figura Preenchimento dos campos da partilha Figura Ativar o serviço NFS Figura Menu "Storage", adicionar o disco NFS Figura Preencher os campos relativos à partilha Figura Menu "Backups", programar backpus Figura Preenchimento dos campos relativos aos backups Figura Backup criado com sucesso Figura Selecionar a VM pretendida Figura Disco de destino, modo e compressão Figura Backup em Progresso Figura Backup em progresso com a máquina ligada xi

15 Índice de Tabelas Tabela 1 - Comparação dos Softwares Tabela 2 - Máquinas Virtuais Tabela 3 - Características do servidor FreeNAS xii

16 Glossário de Abreviaturas AMD - Advanced Micro Devices BIOS - Basic Input/Output System CIMC - Cisco Integrated Management Controller CLI - Command-Line Interface CPU - Central Processing Unit DLL - Dynamic-link library DVD - Digital Versatile Disc FTP - File Transfer Protocol GUI - Graphical User Interface GW - Gateway HA - High Availability HAV - Hardware Assisted Virtualization HTTP - Hypertext Transfer Protocol IBM - International Business Machines IP - Internet Protocol ISO - International Organization for Standardization KVM - Kernel-based Virtual Machine LAN - Local Area Network NFS - Network File System QEMU - Quick EMUlator RAID - Redundant Array of Inexpensive Disks RAM - Random Access Memory SO - Sistema Operativo SSH - Secure Shell TFTP - Trivial File Transfer Protocol xiii

17 TI - Tecnologias de Informação UCS - Unified Computing System UEFI - Unified Extensible Firmware Interface UFS - Unix file system URL - Uniform Resource Locator USB - Universal Serial Bus VID - Virtual Infrastructure Driver VLAN - Virtual LAN VM - Virtual Machine VMBus - Virtual Machine Bus VMM - Virtual Machine Monitor VNC - Virtual Network Computing VSP - Virtualization Service Provider WMI - Windows Management Instrumentation xiv

18 1. Introdução O presente relatório descreve o projeto desenvolvido pelo aluno Miguel dos Santos Almeida, no âmbito da Unidade Curricular Projeto de Informática, na Licenciatura em Engenharia Informática da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico da Guarda. O conceito de virtualização consiste na montagem de ambientes isolados, capazes de executarem sistemas operativos e aplicações, tornando a sua infraestrutura mais simples e eficiente, aproveitando ao máximo a capacidade do hardware. Desta forma, os sistemas e aplicações tiram mais proveito da máquina física, uma vez que são executados de forma independente, fazendo com que o desempenho e a disponibilidade sejam maiores e as operações cada vez mais mecanizadas. [1] [2] O projeto consistiu em estudar, desenhar e implementar uma solução de gestão de um cluster de servidores de virtualização, com a finalidade de facilitar todo o processo de gestão e manutenção de um Administrador de Sistemas. O projeto enquadra-se no âmbito e na complexidade adequada às competências adquiridas ao longo do curso: Autonomia e capacidade de modelar e gerir problemas / objetivos; Elaborar relatórios de análise, desenho e implementação de soluções; Gestão de tempo e cumprimento de datas. 1

19 CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO 1.1 Motivação A principal motivação para o desenvolvimento deste projeto a oportunidade de aprendizagem de competências profissionais numa tecnologia muito utilizada em todas as grandes empresas, não só pela sua importância mas também devido a todos os custos que implica ter diversas máquinas a funcionar separadamente. Desta forma, foi possível explorar este tipo de tecnologia, que não é muito abordada ao longo da licenciatura, tendo uma visão mais profunda sobre ela, não só o seu conceito base mas toda a sua arquitetura e tecnologias existentes para assim se poder adotar a melhor solução para cada caso. Outra das principais razões pelo qual optei por este tema, foi o facto de cada vez mais as empresas estarem a recrutar engenheiros para administração de sistemas sendo esta uma das áreas de requisito para esse tipo de serviço e que me desperta bastante interesse. 1.2 Objetivo O objetivo deste projeto consiste em analisar as soluções de virtualização de servidores existentes no mercado, bem como desenhar e implementar um sistema que permita fazer a gestão de um cluster de servidores de virtualização utilizando as mais recentes tecnologias, dando prioridade a ferramentas open source, reduzindo deste modo os custos de licenças, os custos de hardware e consumo energético. Para isso, serão analisadas, comparadas e estudadas as diferentes técnicas de virtualização, de forma a decidir qual a que melhor se adequa aos requisitos propostos. 2

20 CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO Pretende-se assim, ter uma ferramenta que facilite: 1. A gestão centralizada de todas máquinas que estejam a funcionar no cluster; 2. Garantir redundância nos serviços; 3. Realização de backups no momento ou com a possibilidade de serem programados; 4. Monitorização de serviços / componentes de forma a detetar e prevenir eventuais falhas. 1.3 Estrutura do Documento Este documento compreende quatro capítulos para além do presente capítulo, organizando-se da seguinte forma: No segundo capítulo é descrito o Estado da Arte: sendo apresentado o conceito de virtualização, a sua arquitetura, tecnologias e ainda alguns dos softwares que permitem a sua implementação e gestão; No terceiro capítulo é descrita a Metodologia e Resultados esperados, onde são apresentadas as metodologias utilizadas no projeto, a calendarização das tarefas e os resultados esperados; No quarto capítulo é descrita toda a Implementação da Solução, pela apresentação detalhada de todos os passos e requisitos necessários para a implementação da solução, escolhida consoante os requisitos do projeto, bem como os resultados obtidos; Por fim, serão apresentadas às considerações finais sobre o trabalho realizado e a maisvalia do projeto. 3

21 2. Estado de Arte O conceito de virtualização não é novo; se recuarmos aos anos 60 do século passado, verifica-se que pela primeira vez foi realizada uma implementação de um sistema de virtualização. Atualmente, existe um acréscimo no interesse sobre o estudo e o uso de técnicas de virtualização em infraestruturas de TI devido às suas inúmeras vantagens, tais como: Necessidade de espaço, desta forma diminui-se os equipamentos físicos, permitindo uma melhor gestão, bem como ter uma maior eficiência energética; [3] Adaptação a diferentes ambientes possibilidade de alterar os recursos físicos atribuídos inicialmente a uma máquina virtual, consoante as necessidades da mesma; [3] Balanceamento de carga e maior facilidade para garantir redundância nos serviços. [3] 2.1 Virtualização O conceito de virtualização consiste na técnica de montagem de ambientes / máquinas isolados, capazes de executarem sistemas operativos e aplicações separadamente, tornando a sua infraestrutura mais simples e eficiente e aproveitando ao máximo a capacidade do hardware. Deste modo, os sistemas operativos e aplicações / serviços tiram melhor proveito da máquina física uma vez que são executados de forma independente, fazendo com que o desempenho e a disponibilidade sejam maiores e as operações cada vez mais mecanizadas. [1] Teoricamente não é possível afirmar qual a definição correta para o termo virtualização. 4

22 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Segundo William von Hagen, autor do livro Professional Xen Virtualization: Virtualization is simply the logical separation of the request for some service from the physical resources that actually provide that service. In practical terms, virtualization provides the ability to run applications, operating systems, or system services in a logically distinct system environment that is independent of a specific physical computer system. [4] Já a empresa americana IBM define-a como: Virtualization is the creation of substitutes for real resources. These substitutes have the same functions and external interfaces as their counterparts, but differ in attributes, such as size, performance, and cost. These substitutes are called virtual resources. With virtualization, you can make one physical resource look like multiple virtual resources. Virtual resources can have functions or features that are not available in their underlying physical resources. [5] Andi Mann, analista sénior da Enterprise Management Associates: Virtualization is, at its foundation, a technique for hiding the physical characteristics of computing resources from the way in which other systems, applications, or end users interact with those resources. This includes making a single physical resource (such as a server, an operating system, an application, or storage device) appear to function as multiple logical resources; or it can include making multiple physical resources (such as storage devices or servers) appear as a single logical resource. [6] 5

23 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Por fim, a empresa Citrix que desenvolve, entre outros, o software XenServer: Virtualization is a method of running multiple independent virtual operating systems on a single physical computer. It is a way of fully utilizing physical resources available in modern powerful servers, which reduces the total cost of ownership (TCO) for server deployments. [7] Soluções Esta tecnologia tem diversas soluções possíveis onde se pode implementar, dependendo apenas daquilo que se pretende, são elas: Virtualização de Servidores a arquitetura dos servidores x86 apenas permite executar um sistema operativo de cada vez; contudo, esta técnica possibilita que esse mesmo servidor possa executar várias máquinas virtuais usando o hardware do servidor físico, subdividindo-o pelas diversas máquinas. Normalmente, não é aproveitado todo o potencial do servidor físico isolado, desta forma não só é utilizado a maioria dos recursos (CPU, RAM, discos ) mas também é possível ter uma segurança isolada e poupança de energia, evitando custos desnecessários; [8] Virtualização de Desktop a técnica usada nesta solução é idêntica à de virtualização em servidores, ou seja, fornecer várias máquinas virtuais usando o hardware do desktop, onde cada utilizador pode aceder à sua área de trabalho virtual, a partir de qualquer local ou qualquer computador, tendo sempre as suas aplicações disponíveis sem perda de desempenho. A utilização desta técnica simplifica a gestão aos administradores de sistemas, uma vez que é centralizada, reduzindo o tempo de manutenção das máquinas e os custos para as instituições; [6] [8] [9] 6

24 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Figura 1 - Virtualização de Desktop Fonte: Fonte Própria Virtualização de Aplicações esta solução de virtualização consiste em isolar a aplicação, possibilitando assim executar qualquer software sem que este tenha sido instalado previamente. A não instalação do software evita a criação de ficheiros, DLLs e chaves de registo, o que muitas das vezes é prejudicial para o computador, uma vez que, por vezes, mesmo depois da sua desinstalação prevalecem, deixando os sistemas operativos mais lentos; [6] [9] [10] Virtualização de Redes a virtualização de rede consiste num ambiente de rede individual para cada grupo ou organização. Os ambientes são criados apenas numa infraestrutura, que é partilhada pela rede, em que cada grupo de utilizadores pertence a uma rede virtualizada, com diversos serviços, sendo semelhante a uma rede não virtualizada. Na perspetiva do utilizador final, está aceder aos serviços de uma forma normal, com políticas de segurança independentes e recursos dedicados. Desta forma, a virtualização de rede engloba todos os dispositivos e serviços de rede numa estrutura de rede comum, centralizando diversos equipamentos e serviços, sendo possível aos grupos de utilizadores usufruírem 7

25 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE com uma maior flexibilidade de outros serviços partilhados na rede. As redes virtualizadas são capazes de fornecer os mesmos recursos e garantias de uma de rede física, bem como independência de hardware de virtualização: visão total da rede, manutenção mecanizada, balanceamento de carga, implementação contínua e suporte para novas aplicações que são executadas exatamente da mesma forma que numa rede física. [11] Figura 2 - Virtualização de Redes Fonte: [12] 8

26 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Arquitetura Virtual machines have finally arrived. Dismissed for a number of years as merely academic curiosities, they are now seen as cost-effective techniques for organizing computer systems resources to provide extraordinary system flexibility and support for certain unique applications. [13] Em 1972, Robert P. Goldberg cientista americano de computação, iniciou a base teórica da arquitetura para sistemas computacionais de virtualização na sua dissertação na Universidade de Harvard. No mesmo ano, a empresa americana IBM lançou um mainframe capaz de executar simultaneamente diferentes sistemas operativos sob a supervisão de um monitor de máquina virtual hypervisor. [13] Monitor de Máquina Virtual Hypervisor: Os sistemas de máquinas virtuais são capazes de virtualizar todo um conjunto de hardware, incluindo memórias, processador/es, discos e dispositivos periféricos. Um Monitor de Máquina Virtual, em inglês Virtual Machine Monitor (VMM) ou Hypervisor, é um modo ou camada de software que permite ter controlo total sobre o CPU e ainda sobre a virtualização utilizada nos diferentes sistemas operativos, ou seja, substitui o kernel mode (modo de supervisão). Assim, é feita a ativação desta camada, o kernel mode deixa de ter controlo sobre o CPU e embora a interface entre o kernel mode e o modo de utilizador seja a mesma, passa a existir uma nova interface entre ambos: todas as instruções privilegiadas executadas pelo kernel, em kernel mode, são passadas através do modo hypervisor, sendo que o VMM pode desta forma emular o comportamento desejado. Este método é também conhecido por imitar e emular ( trap and emulate ). Através desde método, todos os erros de sistema (crashes das máquinas virtuais), acessos dos periféricos I/O, tarefas, etc, são sempre tratadas desta forma. 9

27 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE A empresa americana IBM foi a primeira a implementar o modo hypervisor num processador, PowerPC 970 ou PowerPC G5. Nos dias de hoje, a empresa Intel e AMD já têm processadores com arquitetura semelhantes e destinados a virtualização, Intel VT-x e AMD-V respetivamente. [1] [13] [14, p. 86] Segundo Goldberg e Popek, um Monitor de Máquina Virtual deve apresentar três propriedades fundamentais, que permitem determinar se a arquitetura do computador suporta uma virtualização concisa / eficiente e capaz de fornecer todos os requisitos aos sistemas virtualizados: [15] Fidelidade / Equivalência: o sistema operativo implementado numa VMM deve ter um comportamento idêntico ao quando executado diretamente no hardware equivalente; Segurança e Controlo de Recursos: O VMM deve conter os mesmos recursos de segurança e controlo total sobre os sistemas; Desempenho e Eficiência: A maioria das instruções dos sistemas devem ser executados pelo hardware sem necessitarem de intervenção do VMM. 10

28 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE A camada Hypervisor pode ser classificado em dois tipos: [16] Tipo 1: Virtualização nativa ou também chamada bare-metal: Este tipo de virtualização é o mais usado em data centers, porque é uma técnica onde a camada do hypervisor assenta diretamente sobre o hardware e todos os sistemas operativos virtualizados são executados sobre ela. A tarefa desta camada é gerir a alocação da memória e dos recursos para as máquinas virtuais, fornecendo muitas das vezes interfaces de administração e monitorização. Figura 3 - Hypervisor Tipo 1 Fonte: Fonte Própria Hypervisors deste tipo: Microsoft Hyper-V e o VMware vshere, Xen Server, Proxmox. 11

29 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Tipo 2: Virtualização com sistema operativo ou também chamado de hosted: Este tipo, tal como o nome indica, é uma virtualização implementada através de um sistema operativo, ou seja, um sistema operativo corre sobre o hardware e por sua vez a camada do hypervisor corre em cima deste SO, sendo esta um software hosted. Neste tipo, o VMM garante todos os serviços do sistema físico (memórias, dispositivos, BIOS Virtual ) a cada máquina virtual, fazendo com que cada uma pense que está a ser executada num hardware físico sem qualquer camada. Desta maneira, o próprio SO fornece uma camada parecida ao hypervisor que permite virtualizar outros sistemas operativos no seu interior, criando assim máquinas virtuais. Figura 4 - Hypervisor Tipo 2 Fonte: Fonte Própria Hypervisors deste tipo: VMware Workstation, VirtualBox. 12

30 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Técnicas Dentro das técnicas de virtualização existentes, as mais utilizadas são a virtualização total (full virtualization), a paravirtualização (paravirtualization) e a virtualização assistida por hardware. Virtualização Total (Full Virtualization): A virtualização total é a técnica que simula o hardware físico para um SO guest, fazendo com que qualquer aplicação ou SO possa ser executado da mesma maneira e sem restrições, parecendo que está a ser executado num ambiente real (no próprio hardware), em vez de no ambiente virtualizado. Deste modo, o software (camada do hypervisor) que simula o hardware, cria uma camada de hardware virtual com todos os requisitos necessários para executar um sistema operativo, apresentando um ambiente emulado (VMM) onde correm os sistemas operativos guest e sem necessidade de sofrerem qualquer alteração. A principal vantagem desta técnica é justamente o sistema operativo não necessitar de sofrer qualquer alteração para que possa ser executado na totalidade. Em contrapartida, o sistema virtualizado é executado de forma mais lenta e o VMM tem necessidade de implementar soluções para que as operações privilegiadas possam ser executadas em processadores que não suportem virtualização nativamente como, por exemplo, os Intel 32. [17] A não alteração dos sistemas refere-se aos núcleos do sistema (kernel) que não sofrem qualquer modificação para poderem ser executados no hypervisor; deste modo, estão capazes de a executar operações privilegiadas como se corressem no Ring 0 do CPU (fig. 5). [11] A técnica de virtualização total utiliza o hypervisor para controlar o CPU e todos os recursos do servidor, para desta forma efetuar a gestão dos sistemas operativos guest. Os sistemas operavitos guest fazem chamadas de sistemas (system calls) que perante um hardware físico iriam interagir com ele. Neste caso, são retidas pelo hypervisor que, por sua vez, as irá enviar para esse hardware presente no servidor, garantindo total autonomia e independência para cada 13

31 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE máquina virtual. Este acaba por ser mais um inconveniente desta técnica de virtualização, uma vez que os sistemas operativos usados foram desenhados para correr numa única instância no hardware físico, não tendo que dividir recursos com outros sistemas. No uso de paginação de memória virtual há disputa de recursos entre as instâncias dos sistemas operativos, o que faz com que haja perda de desempenho, por exemplo. [18] [19] Figura 5 - Esquema Virtualização Total na arquitetura x86 Fonte: [20] Paravirtualização (Paravirtualization): A paravirtualização é uma alternativa à virtualização total. Nesta técnica, o sistema operativo virtualizado tem que ser modificado, ao nível do kernel, para poder correr no hypervisor, o que faz com que as operações privilegiadas que seriam executadas no Ring 0 do CPU sejam substituídas pelas hypercalls (fig. 6). Deste modo, sempre que o SO executar uma 14

32 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE instrução e chamar o hypervisor / VMM, esta já não necessita de ser testada pelo hypervisor e assim não terá perda de desempenho ao contrário do que acontece na virtualização total. Outra vantagem desta técnica é que os dispositivos de hardware não necessitam de drivers específicos para o uso total da sua capacidade, pois eles são acedidos através de drivers presentes na máquina virtual. [17] [20] Figura 6 - Esquema da Paravirtualização na arquitetura x86 Fonte: [20] 15

33 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Virtualização Assistida por Hardware: De uma forma geral, existe uma relação custo-benefício entre a virtualização total e a paravirtualização. A virtualização total permite a utilização de um sistema operativo guest sem modificações; Por outro lado, a paravirtualização precisa de alterar o sistema para substituir instruções privilegiadas pelas hypercalls, oferecendo um melhor desempenho. Posto isto, os dois maiores fabricantes de processadores, Intel e AMD, decidiram renovar a arquitetura x86 (adicionando extensões, passando a chamar Intel VT e AMD-V à tecnologia) para que esta suportasse virtualização e melhorar o desempenho desta tecnologia. A estas extensões que foram adicionadas pelos fabricantes, dá-se o nome de Hardware Assisted Virtualization (HAV). Com isto, os fabricantes reduziram as vantagens no desempenho da paravirtualização, uma vez que se tinha que modificar o sistema operativo para funcionar corretamente, e passaram apenas a implementar a HAV nos sistemas x64. [20] Figura 7 - Esquema da Virtualização Assistida por Hardware Fonte: [20] 16

34 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Funcionamento do CPU: Como referido anteriormente, o Ring 0 é utilizado pelo sistema operativo, que executa as instruções em modo protegido, enquanto o Ring 3 (menos privilégios) é utilizado pelos processos que executam em modo de utilizador. Os Rings 1 e 2 normalmente, não são usados pelos sistemas operativos. Basicamente, as tecnologias Intel VT e AMD-V alteraram o modo de funcionamento dos Rings de proteção dos processadores x86. Elas, de forma diferente, mas com o mesmo objetivo, criaram dois novos modos de funcionamento para os Rings de proteção do CPU (fig. 7): Modo Non-Root os Rings de 0 a 3 são executados neste modo; Modo Root contém um novo Ring, com maior prioridade. Desta forma, o sistema operativo é executado sem modificações nos Rings de 0 a 3, deixando o novo ring para o hypervisor modo root, ou seja, o hypervisor passou a ter toda a prioridade sobre o SO. [20] Descritas e explicadas as três técnicas, não se pode concluir qual a melhor. Ambas são usadas e a escolha de qual adotar depende de cada situação, do processador da máquina física onde vai ser implementada a virtualização, bem como se este suporta um conjunto de instruções. Como se pôde constatar, a paravirtualização é diferente da virtualização completa, sendo necessário efetuar modificações nos sistemas operativos para que esta possa correr sem problemas. Isto pode trazer uma melhoria significativa de desempenho, mas, por outro lado, também pode trazer problemas de portabilidade e compatibilidade. Por fim, a virtualização assistida por hardware, tenta colmatar as duas técnicas anteriores, tirando o melhor partido de cada uma. [20] 17

35 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Vantagens e Desvantagens Há imensas situações onde a virtualização é útil e capaz de resolver muitos problemas, sejam eles de espaço, custos económicos, uma gestão centralizada e simplificada, etc Assim, como vantagens da virtualização temos: Vantagens: Hardware virtual; [4] Consolidação de servidores - executar vários servidores virtuais num único servidor de hardware físico; [4] Consolidação de aplicações; [4] Debugging; [4] Software de Migração; [4] Testes; [21] Appliances; [4] [21] Melhor uso do hardware existente; [6] Redução dos custos de hardware pode ser reduzido entre 29% a 64%; [4] [15] [16] [22] Tempo de inatividade dos serviços / servidores reduzido; [23] [24] Administração dos sistemas simplificados e centralizados; [4] Segurança Uma vez que se usa máquinas virtuais, pode-se definir qual a melhor opção para serem executados serviços, o melhor sistema operativo, diferentes níveis de segurança, etc. Devido a cada máquina virtual ser isolada, uma vulnerabilidade numa não afeta as outras; [22] Disponibilidade A falha de uma máquina virtual ou um software não prejudica os outros serviços; [22] 18

36 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Adaptação e Balanceamento de carga Todas as máquinas virtuais estão assentes nos VMMs, por isso, caso necessário, é fácil mudar de plataforma e aumentar o seu desempenho, podendo realocar recursos. [22] Como todos os sistemas e tecnologias, a virtualização também tem algumas desvantagens, sendo elas: Desvantagens: Single Point of Failure Problems (Único Ponto de Falha) A consolidação de servidores acaba por ser uma vantagem, mas por outro lado uma desvantagem, uma vez que passam a estar vários serviços (Anti-Spam, DNS, servidores de impressão) apenas um servidor físico; [4] Segurança Neil MacDonald, especialista americano de segurança da consultora Gartner Inc, afirma que as máquinas virtuais não conseguem ser tão seguras como as máquinas físicas, tudo isto devido à camada do VMM. Como o VMM é uma camada de software, segundo ele, se o sistema operativo hosted tiver uma vulnerabilidade, todas as máquinas virtuais terão essa mesma falha acessível; [25] Aumento da complexidade das Redes e o tempo de Dedugging; [4], [6] Desempenho Com a implementação de uma camada extra (hypervisor) entre os sistemas operativos e o hardware físico, pensa-se que isso terá um aumento de processamento, provocando perda de desempenho; muitas vezes os administradores de sistemas implementam muitas máquinas virtuais num servidor, não sabendo qual o número máximo que o processador suporta; 19

37 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Gestão As máquinas virtuais precisam de ser configuradas e monitorizadas, havendo já algumas soluções que fornecem uma plataforma de gestão este é sem dúvida o campo onde existe maior investimento por parte das empresas de virtualização, de modo a centralizarem todos os serviços e garantirem uma plataforma de fácil utilização; [19] Drivers Inicialmente era um problema que afetava os sistemas operativo, com a dificuldade na instalação das drivers dos fabricantes, com a evolução da tecnologia este problema está praticamente ultrapassado. [6] 2.2 Softwares de Virtualização A virtualização é implementada através de ferramentas / softwares, em que cada uma possui algumas vantagens e desvantagens em relação a outras. Atualmente, há no mercado os mais variados softwares, uns open-source e outros que requerem licenças pagas. A seguir são apresentadas algumas delas, descrevendo os seus benefícios e as suas características VMware vsphere O VMware vsphere é um software de virtualização produzido pela empresa VMware, que em 2009 substituiu o VMware Infrastructure. Esta ferramenta constitui um conjunto de soluções para cloud e permite aos utilizadores executar aplicações essenciais para os seus negócios, com segurança e rapidez. Atualmente conta com mais de clientes em todo o mundo. [26] 20

38 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Este software apresenta inúmeros benefícios, entre eles: [26] Eficiência: é capaz de realizar uma consolidação dos servidores / serviços de 15:1 e aumenta a utilização do hardware de 15% para 80% sem prejudicar o seu desempenho; Redução dos custos de TI redução dos custos de hardware até 70%; Gestão e Agilidade - capacidade de mudança, adaptando-se a cada negócio, garantindo segurança e disponibilidade. [26] Quanto às suas características ele pode desempenhar vários serviços (fig. 7), entre eles: Serviços de Infraestrutura: o Hypervisor VMware vsphere ESXi; o vsphere Virtual SMP (Symmetric Multiprocessing); o Hardware Virtual VMware; o vsphere Auto Deploy; o vsphere VMFS (Virtual Machine File System) 5; o APIs do vsphere Storage; o vsphere DRS (Distributed Resource Scheduler); o VMware Distributed Power Management (DPM); o vsphere vnetwork Distributed Switch; o vsphere vstorage Thin Provisioning; o vsphere Storage I/O Control; o Balanceamento de carga mecanizado: vsphere Storage DRS; o vsphere Profile-Driven Storage; o vsphere Network I/O Control. 21

39 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Serviços de Aplicações: o VMware vsphere vmotion; o vsphere Storage vmotion; o vsphere HA (High Availability); o vsphere FT (Fault Tolerance); o vsphere Data Recovery; o vsphere vshield Zones; o APIs do vsphere VMsafe; o Hot Add; o Hot Plug; o Hot Extend. Serviços de Gestão: o VMware vcenter AgentvSphere Storage vmotion; o Host Profiles; o Virtual Serial Port Concentrator; o vsphere Update Manager; o VMware vcenter Converter; o vsphere Web Client. (Anexo A) 22

40 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Figura 8 - Estrutura do vsphere Fonte: [26] O VMware vsphere necessita de licença para as organizações e instituições, sendo o preço mínimo , dependendo do pacote escolhido: VMware vsphere Standard: VMware vsphere Enterprise: 2, VMware vsphere Enterprise Plus: 3, [27] 23

41 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Citrix XenServer O XenServer, desenvolvido pela empresa Citrix, é uma plataforma de virtualização opensource líder no mercado de gestão de infraestruturas virtuais, cloud, desktop e servidor (fig. 8). Figura 9 - Plataforma XenServer Fonte: [28] O XenServer pode ser implementado em qualquer organização (usa o hypervisor do projeto Xen), podendo virtualizar elevadas cargas de trabalho e mecanizar processos de gestão, reduzindo os custos e aumentando a agilidade e flexibilidade das TI (fig. 9). [29] 24

42 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Figura 10 - Camada do Xen Fonte: [30] No que diz respeito às suas vantagens, estas são: [29] Virtualização Cloud: Integra a plataforma Citrix CloudPlatform and Apache CloudStack, e é construído sobre uma arquitetura flexível e aberta; Virtualização de qualquer infraestrutura: cloud, desktops, servidores, plataforma de alta disponibilidade; Open-Source: é ferramenta livre e tem uma forte contribuição de uma comunidade de utilizadores, parceiros e contribuintes da indústria da virtualização, o que permite cada vez maior inovação, rapidez de implementação de novos recursos; Sem restrições de virtualizações: suporta um número elevado de virtualizações, sendo confiável e capaz de executar serviços críticos. 25

43 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Em relação às suas características, esta plataforma pode funcionar como: [29] Cloud Ready: o Integrações com a CloudPlatform; o Arquitetura flexível (Resilient architecture); o Redes isoladas e protegidas (Network Isolation and Protection); o Forte herança e apoio do código aberto (Strong open source heritage); Infraestrutura virtual de alto desempenho: o XenServer; o XenCenter management; o XenMotion; o XenServer Conversion Manager; Automação / Mecanização de Data Centers: o Alta Disponibilidade (High availability); o Site Recovery (Prevenir desastres ); o Host power management; o VM snapshots; o Otimização de memória (Memory optimization); o XenMotion. Integração e Gestão Avançada: o IntelliCache; o Heterogeneous pools; o Administração baseada em regras (Role-based administration); 26

44 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE o Alertas e reports de desempenho (Performance reporting and alerting). (Anexo B) O Citrix XenServer precisa de licença, sendo o preço mínimo anual ~ 400 (socket) Windows Hyper-V A tecnologia Hyper-V, da Microsoft, é uma tecnologia de virtualização de servidores baseada em hypervisor. Tem como principal função criar e gerir um ambiente de virtualização usando a tecnologia Hyper-V presente no Windows Server 2012, ou seja, requer a instalação deste sistema operativo e só depois é possível ativar esta ferramenta (fig. 10). [31] Com a ativação do Hyper-V são instalados alguns componentes necessários para o uso da ferramenta, são eles: [31] Ferramentas de gestão de máquinas virtuais; Componente de barramento VMBus (Virtual Machine Bus); Provedor WMI (Windows Management Instrumentation) de virtualização; VID (Virtual Infrastructure Driver); VSP (Virtualization Service Provider). As ferramentas de gestão são baseadas em interface gráfica para facilitar a interação por parte do utilizador e permitem: [31] Gerir o Hyper-V; Possui uma consola de gestão da Microsoft (Microsoft Management Console); Permitem uma ligação gráfica às máquinas virtuais (Virtual Machine Connection) para desta forma ser possível controlá-las / interagir; Cmdlets específicos do Hyper-V para a PowerShell do Windows. 27

45 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Figura 11 - Plataforma de Gestão do Hyper-V Fonte: [32] No que concerne aos benefícios desta tecnologia, estes passam por: [33] Eficiência económica e operacional; Conjunto de ferramentas unificado: seja para ambientes físicos / servidores, cloud, ou virtuais, tudo numa única plataforma; Mais económica que as soluções VMware: a gestão de todo o data center é ilimitado em termos de licenças, com base em processadores. 28

46 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Algumas das características que o Microsoft Hyper-V apresenta são: [34] Disco rígido virtual partilhado; Gestão simplificada; Rede Hyper-V; Clustering de Failover e Hyper-V, fazendo proteção da placa de rede virtual e do armazenamento da máquina virtual; Migrações dinâmicas; Ativação automático de uma máquina virtual; Duplicar o Hyper-V; Serviços de integração; Virtual Machine Generation, determinando o hardware virtual e a funcionalidade que está atribuída à máquina virtual, suporte para UEFI, inicialização segura, etc. 29

47 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Proxmox VE O Proxmox VE é uma solução open-source de gestão de servidores de virtualização, capaz de virtualizar qualquer sistema operativo (Linux e Windows). Usa o hypervisor KVM (Kernel-based Virtual Machine) e containers OpenVZ, permitindo realizar a gestão de máquinas virtuais, redes virtualizadas, armazenamento e HA (High Availability) Clustering (fig. 11). [35] Este software tem uma interface web muito intuitiva, projetada para conseguir tirar o melhor partido dos recursos, o tempo de administração, bem como reduzir os custos de hardware. [35] Figura 12 - Interface de Gestão Proxmox Fonte: [36] 30

48 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Esta é uma tecnologia que tem como vantagens: [37] Open-Source; Grande apoio por parte da comunidade; Implementação simples e custos administrativos baixos; No vendor lock-in; Kernel do Linux para utilização de containers OpenVZ; Interface web para gestão, sem requer de um servidor externo. Em relação às suas características: [38] Leading Enterprise Virtualization Technologies; Open-Source; Live Migration; Cluster de Alta Disponibilidade (HA); RESTful web API; Aplicação web para gestão sem necessidade de ser instalada externamente; Backup and Restore; Templates e Clones de VMs; Administração com base em regras (Role-based Administration); Múltiplos modos de autenticação (Multiple Authentication Sources). (Anexo C) 31

49 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE 2.3 Comparação dos Softwares Depois da descrição dos melhores softwares presentes no mercado, é necessário fazer uma comparação entre eles de modo a definir qual o que melhor se adapta aos requisitos do projeto (tabela 1). Para isso, foi preciso ter alguns critérios em conta: É prioritária uma ferramenta open-source (evitando custos de licenças); Gestão centralizada de todas as máquinas e serviços; Garantir redundância nos serviços; Gestão de Backups/Restores simplificada; Fácil monitorização dos serviços e máquinas; Independência de hardware; Possibilidade de migração de máquinas e serviços para novo hardware, caso necessário, sem afetar o seu funcionamento; Máquinas virtuais isoladas umas das outras; Alta disponibilidade (High Availability); Hypervisor - Bare metal (Tipo 1). 32

50 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Tabela de Comparação dos Softwares Proxmox VE VMware vsphere Windows Hyper-V Citrix XenServer Windows, Linux (KVM) Sistemas Operativos Guest Windows e Linux (suporte Windows e Linux e outros (apoiados pela Windows, Linux, Unix suportados limitado) (suporte limitado) comunidade) Open Source Sim Não Não Sim Tecnologia OpenVZ (OS Virtualization) Sim Não Não Não Gestão Centralizada Sim Sim, mas requer um Sim, mas requer um servidor servidor de gestão ou de gestão ou VM dedicada VM dedicada Sim High Availability Sim Sim Requer Microsoft Failover Clustering, SO guest limitados Sim Cópia Completa de VMs (backup de uma VM em execução) Sim Sim Limitado Sim Hypervisor - Bare metal (Tipo 1) Sim Sim Sim Sim Migração de máquinas virtuais activas (Live Migration) Sim Sim Sim Sim Max. RAM e CPU por host 160 CPU / 2 TB de RAM 160 CPU / 2 TB de RAM 64 CPU / 1 TB de RAM --- Tabela 1 - Comparação dos Softwares Fonte: [39] 33

51 CAPÍTULO 2. ESTADO DE ARTE Assim, consegue-se concluir que: Numa visão geral pode-se afirmar que a decisão da escolha estaria entre dois softwares: Proxmox VE ou Citrix XenServer, por serem os únicos open-source e que cumprissem os restantes requisitos; A gestão centralizada é um ponto relevante que apenas o Proxmox VE e o Citrix XenServer cumprem sem ser necessário requisitos extra, uma vez que a solução da VMware e o Hyper-V precisam de uma máquina virtual ou um servidor de gestão para ter essa plataforma; Suporte para os sistemas operativos guest é uma mais-valia das soluções, embora algumas tenham esse suporte limitado a alguns sistemas operativos. O menos limitado neste campo é o Proxmox VE; O software Proxmox VE possuí ainda um extra : Tecnologia de containers OpenVZ - uma tecnologia de virtualização a nível de sistema operativo baseada no kernel e no sistema operativo Linux, ou seja, só permite máquinas virtuais Linux sobre Linux, onde as instâncias OpenVZ funcionam como containers e não como máquinas virtuais. O OpenVZ é uma simples instalação de Linux, com a possibilidade de correr serviços e aplicações, com o benefício do isolamento de serviços (por exemplo: FTP, HTTP) sem expor o servidor interno. [40] Assim sendo, o software que melhor cumpre os requisitos propostos no projeto é o Proxmox VE, tendo por isso sido o escolhido na implementação da solução proposta num servidor físico. 34

52 3. Metodologia e Resultados 3.1 Metodologia Para a realização deste projeto foi necessário efetuar um estudo e análise dos diversos sistemas de virtualização existentes no mercado, explorando cada um deles, para ser tomada a decisão de qual a solução adotar no projeto. (Conforme mostrado no ponto 2.3 deste relatório) Numa segunda fase, foi necessário verificar o hardware disponível para os vários tipos de ferramentas, de modo a cumprir os requisitos de cada ferramenta. Por último, foi desenhada toda a estrutura da solução. Assim sendo, a metodologia para a implementar e testar a solução, foi a seguinte: 1. Análise dos requisitos do projeto; 2. Estudar e explorar os sistemas de virtualização: VMware vsphere, Windows Hyper-V, Citrix XenServer, Proxmox VE; 3. Decidir qual a melhor solução a implementar de acordo com os requisitos; 4. Verificar se o hardware disponível suporta a solução pretendida; 5. Desenhar a solução: Criação e distribuição de máquinas virtuais por redes; Definição da quantidade de máquinas a virtualizar e as suas características (armazenamento, RAM, CPU, sistema operativo); 6. Implementar e testar a solução. 35

53 CAPÍTULO 3. METODOLOGIA e RESULTADOS ESPERADOS 3.2 Descrição das tarefas As tarefas principais foram: Tarefa 1 - Análise dos requisitos do projeto; Tarefa 2 - Estudo das diferentes técnicas de virtualização; Tarefa 3 - Exploração e estudo dos diversos softwares; Tarefa 4 - Comparação das diferentes soluções; Tarefa 5 - Verificação e configuração o hardware disponível; Tarefa 6 - Tomada de decisão sobre qual a solução implementar; Tarefa 7 - Desenho e Implementação da solução; Tarefa 8 - Realização de testes e análise de toda a estrutura do projeto; Tarefa 9 - Elaboração do relatório. O agendamento das tarefas, com o Microsoft Project, é apresentado na figura 12: 36

54 CAPÍTULO 3. METODOLOGIA e RESULTADOS ESPERADOS Figura 13 Tarefas Fonte: Fonte Própria O respetivo mapa de Gantt é apresentado na figura 13: Figura 14 - Mapa de Gantt Fonte: Fonte Própria 37

55 CAPÍTULO 3. METODOLOGIA e RESULTADOS ESPERADOS 3.3 Resultados Depois do estudo e implementação da tecnologia espera-se que: A gestão de todas as máquinas e serviços seja centralizada; Facilidade na execução de backups; Suporte e manutenção simplificados; Independência de hardware; A migração de servidores para novo hardware, caso necessário, seja feita de forma transparente sem afetar os serviços, permitindo que estejam sempre online; As máquinas virtuais podem ficar isoladas e independentes umas das outras; Redução do espaço físico; Redução da energia elétrica utilizada em refrigeração e na alimentação dos servidores. 38

56 4. Implementação da Solução Depois do estudo realizado no Capítulo 2, Estado de Arte, onde foram abordadas técnicas, apresentados alguns softwares de virtualização, entre outros, foi necessário escolher um que cumprisse os requisitos do projeto de forma a implementar essa solução. Como mostra a tabela 1, presente nesse capítulo, foi realizada uma comparação dos softwares, e a opção de qual a solução a ser implementada recaiu-o no Proxmox VE. Ao longo deste capítulo é apresentado a forma de como foi implementado o Proxmox VE, num servidor físico, descrevendo as características do servidor e todos os passos necessários para a implementação da solução, bem como todas as configurações necessárias. Por último, foram criadas e configuradas máquinas virtuais com diversos sistemas operativos. 4.1 Hardware A solução Proxmox VE foi implementada num servidor Cisco UCS C220 M3, disponibilizado pelo Centro de Informática do Instituto Politécnico da Guarda (fig. 14). O Cisco C220 M3 faz parte da tecnologia UCS (Unified Computing System) que unifica vários serviços de um data center: as redes, o armazenamento, a computação e a virtualização num único sistema. A UCS permite aos clientes implementar aplicações de negócios mais depressa e construir "clouds" para os seus serviços. [41] 39

57 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Figura 15 - Cisco UCS C220 M3 Fonte: [42] Tem então como caraterísticas principais: [42] Chassis - One rack unit (1RU); 2x CPU s - Intel Xeon E v2 a 2.50 GHz; Chipset - Intel C600 series chipset; Memória RAM 16 slots DIMMs (suporta até 512GB); NIC dual-port Intel i350 PCIe-based Gigabit Ethernet controller; 2x Slot - Cisco Flexible Flash drives (SD Card) Internos; Vídeo - Emulex Pilot 3 Integrated Baseboard Management Controller; Permite expansão de 2x slots PCIe; 1x Porta USB 2.0 Interna; Armazenamento - 8 Drives para SAS/SATA/SSD; Fontes de alimentação suporte para 450W (AC), 650W, (AC), ou 930 W (DC), sendo uma obrigatória, permitindo adicionar para redundância. O seu painel Frontal é composto por: 1 Porta de consola KVM. 40

58 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Já o painel Traseiro é composto por: 1 Porta serial RJ45; 2x portas USB 2.0; 1 Porta DB15 VGA; 2x portas RJ-45 10/100/1000 Ethernet; 1 porta RJ-45 10/100/1000 Ethernet para Gestão - Cisco Integrated Management Controller (CIMC) (Apêndice A) A porta Ethernet de Gestão remota (CIMC) tem uma grande utilidade (fig. 15), uma vez que permite fazer todas as configurações e alterações remotamente como se estivéssemos ligados à consola física, tais como: [43] Acesso ao servidor a partir de qualquer lugar e gestão total sem licenciamentos adicionais, não é necessário investir num KVM físico; Possuí uma interface gráfica para web browser; É possível gerir o servidor remotamente com todas as funcionalidades disponíveis, como se estivesse ligado diretamente à consola física; É possível montar remotamente uma pen, CD, DVD ou uma ISO como se fosse um dispositivo local do servidor, permitindo a inicialização por boot remoto; Gestão e configuração total de configurações de baixo nível (update do firmware da BIOS e definições, ordem de boot ); Gestão e configuração total de configurações de alto nível (Sistemas Operativos e Aplicações) através do KVM virtual; É possível ligar e desligar o servidor remotamente, graças a uma bateria interna; 41

59 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Figura 16 - Plataforma de Gestão CIMC Fonte: Fonte Própria 4.2 Configurações do Servidor De modo a preparar o servidor para a instalação da solução escolhida, foi necessário primeiro efetuar algumas configurações no servidor (Apêndice B), tais como: Ligar o cabo de rede no switch Cisco, ligado à rede de gestão, porta 16 e configurar a porta: o Configuração da porta: Switch(config-if)# interface fa0/16 Switch(config-if)# switchport mode access Switch(config-if)# switchport access vlan 1 42

60 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Configurar o acesso CIMC, colocando as configurações de rede: o IP: o Netmask: /20 o Gateway: o DNS: Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI; Pela plataforma de Gestão CIMC, configurar as propriedades NTP de maneira a obter e atualizar a hora de forma automática através dos servidores europeus (opcional); Configurar os discos, de modo a operarem em RAID Instalação - Proxmox VE Depois do servidor configurado foi efetuada a instalação da solução. Como se trata de uma solução de hypervisor do tipo 1, bare-metal, não necessita de ter nenhum sistema operativo instalado previamente. A instalação do Proxmox VE (Apêndice C) demora cerca de dez minutos, e para isso realizaram-se alguns passos: Download da versão 3.3 (ISO) diretamente do site da empresa ( Através da plataforma de Gestão CIMC, aceder à consola KVM e ativar os Virtual Devices, de modo a ser possível colocar a ISO com o sistema Proxmox VE a arrancar como boot; 1 RAID 1 é um modelo de RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) confiável, ele faz uma cópia do primeiro disco para o segundo (um espelho completo). Caso o primeiro disco falhe, o segundo assume logo a posição do primeiro, evitando assim perdas ou down time dos serviços. [44] 43

61 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Reinicia-se o servidor, premir F6 para aceder ao Boot Menu e definir a ISO como primeira opção de boot, e assim arrancar a imagem com o sistema Proxmox VE; Premir Enter para iniciar a instalação e aceitar os termos de licenciamento; Configurar a localização e hora do sistema, bem como a password desejada para ser possível aceder à plataforma web de gestão; Colocar as definições de rede: o IP: o Netmask: /20 o Gateway: o DNS: A instalação prossegue até concluir; Selecionar o Proxmox VE no Grub Menu. 44

62 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO 4.4 Plataforma de Gestão Proxmox VE Uma vez instalada a solução, foi necessário efetuar a criação de um cluster de máquinas. Conforme mostra a figura 16: Figura 17 - Visão Geral da Estrutura Fonte: Fonte Própria Para a criação do cluster dentro do Proxmox VE, e assim definir toda a estrutura para ser possível adicionar nodes (máquinas), foram necessários alguns passos (Apêndice D), que são listados abaixo: 45

63 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Efetuar uma ligação remota ao servidor através do protocolo SSH, IP: Esta ligação foi feita com o software Putty; Depois de conectado ao servidor, executar o comando para a criação do cluster: pvecm create cluster-prox (onde cluster-prox é o nome dado ao cluster); Verificar se o cluster ficou bem-criado, usando o comando: pvecm status que mostra toda a informação relativa ao Proxmox VE (número de clusters, nodes, IP ); Desta forma, a criação do cluster está concluída Proxmox Graphical User Interface (GUI) Visão Geral A interface gráfica do Proxmox VE ou Proxmox Graphical User Interface (GUI), permite aos administradores de sistemas / utilizadores gerir e interagir graficamente com o cluster construído com o Proxmox VE, usando menus e botões. Toda a gestão do sistema pode ser feita por linha de comandos (CLI), mas por vezes, gerir um cluster com as mais variadas máquinas e sistemas pode ser uma tarefa complicada. [45] Uma compreensão da GUI do Proxmox é muito importante para fazer uma gestão correta de um cluster. A GUI pode ser acedida a partir de um browser, neste caso, usando o URL: com o respetivo utilizador e palavra passe, como mostra a figura Se houver mais que um servidor físico, é possível gerir tudo através de uma só plataforma, facilitando muito o trabalho do administrador de sistemas. É apenas necessário adicionar esse node ao cluster, por exemplo via SSH, usando o comando: pvecm add IP do node. Deste modo, estão visíveis todas as máquinas associadas aos dois, ou mais, servidores físicos. 46

64 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Figura 18 - GUI Proxmox VE Fonte: Fonte Própria Legenda da figura 17: 1 Botão para criar uma Máquina Virtual; 2 Botão para criar um container OpenVZ; 3 Barra de Menus (Info da máquina, Backups, Monitorização, Snapshots, Firewall ); 4 Menu drop-down que permite limitar o tempo, em termos de históricos dos gráficos; 5 Informação do Status das máquinas virtuais, nodes, containers (CPU, Memória ); 6 Máquinas virtuais criadas através de um container OpenVZ; 7 Máquinas virtuais que correm com KVM; 8 Gráficos dos vários componentes (CPU, Memória ); 9 Menu Tasks, onde aparecem os logs do sistema; 47

65 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO 4.5 Máquinas Virtuais Com o objetivo de testar e explorar a solução, foram implementadas três máquinas virtuais, conforme mostra a tabela 2. Windows Server 2012 CentOS 6 Ubuntu Server VM ID Disco Tamanho: 40 GB Tamanho: 20 GB Tamanho: 20 GB Formato: QEMU image Formato: QEMU image DVD/ISO/Container ISO Container OpenVZ ISO CPU Memória RAM 4 GB 5 GB Alocação de memória 2 GB 6 GB Swap: 512 MB Swap: 512 MB automática entre: Interface de Rede Bridged Mode vmbr0 vmbr0 vmbr0 Configurações de Rede IP: Netmask: /20 GW: IP: Netmask: /20 GW: IP: Netmask: /20 GW: Tabela 2 - Máquinas Virtuais Fonte: Fonte Própria Para efetuar as suas implementações, foram necessários alguns procedimentos, tais como: Máquina Virtual - Windows Server 2012 e Ubuntu Server 2012 (Apêndice E): Efetuar upload da ISO para dentro da partição do servidor; Após ser concluído o upload, criar a máquina virtual selecionando o botão Create VM ; 48

66 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO É aberta a janela de configuração, colocar o nome na VM e selecionar o sistema operativo em que se vai basear; Selecionar a imagem ISO presente na partição do servidor; Definir as definições de disco, CPU, memória e interface de rede; No último menu são apresentadas todas as caraterísticas da VM, basta confirmar; A VM fica localizada por baixo do node do servidor físico (nome: proxmox), selecionar a opção Console, seguida da opção VNC, para assim ser executada a máquina virtual com o Windows Server 2012 / Ubuntu Server 14.10; Instalar o sistema operativo; Colocar configurações de rede. Máquina Virtual CentOS através de um container OpenVZ (Apêndice F): No menu Content selecionar Templates ; Escolher o template com sistema operativo CentOS 6 e efetuar download; Após concluído o download, criar um container selecionando Create CT ; Colocar o VM ID, hostname e password; Selecionar o template; Colocar os recursos desejados para a máquina: número de CPUs, memória RAM, memória SWAP, tamanho de disco e placa de rede; Confirmar os dados e arrancar a máquina, Start ; Concluída a instalação, aceder ao servidor Proxmox por SSH e efetuar configurações de rede. 49

67 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO 4.6 Backups e Restores Este é, sem dúvida, uma zona crítica para qualquer instituição ou organização, pois todo o material tem que ser preservado e não pode, ou devia, estar sujeito a falhas. Numa solução de virtualização, este ponto não pode deixar de estar presente, pois são sistemas onde se concentram, a maior parte das vezes, todos os serviços das empresas. Para cumprir o requisito dos backups das máquinas virtuais que suportam os sistemas e serviços, foi necessário implementar uma solução extra. Como todo o conceito do projeto, teria que ser uma ferramenta open source, livre de qualquer licença, para evitar gastos desnecessários. A solução implementada foi um FreeNAS, que permite cumprir os objetivos da tarefa a desempenhar, sendo gratuita, de fácil gestão, exclusiva para armazenamento de rede e não requer um sistema com grandes recursos físicos FreeNAS O projeto e software FreeNAS nasceu em 2005, antes do armazenamento de rede ser disponibilizado de forma gratuita e sem restrições de licenças. Este projeto, tem uma grande comunidade de programadores que tem como objetivo fornecer a melhor solução de armazenamento de ficheiros partilhados. [46] O FreeNAS é uma solução open-source de servidor NAS (Network Attached Storage), baseada no sistema operativo FreeBSD, que suporta vários serviços e protocolos de comunicação, como por exemplo: FTP, TFTP, suporte para RAID (0,1,2,3,5) e autenticação local de utilizadores. Esta solução possui uma interface gráfica, podendo ser gerida através de um browser. [46] A solução FreeNAS foi implementada num computador de testes com as seguintes características (tabela 3): 50

68 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Servidor FreeNAS CPU Intel Pentium GHz Memória RAM 2GB Discos 1x 80GB 1x 40GB Placa de Vídeo NVIDIA GeForce 6600 Tabela 3 - Características do servidor FreeNAS Fonte: Fonte Própria Para implementar esta solução foi necessário efetuar alguns procedimentos, tais como (Apêndice G): Efetuar download da versão diretamente do site do projeto ( Gravar a imagem ISO num CD; Colocar o CD na drive e arrancar como boot; Iniciar a instalação; Após ser concluída a instalação, aceder à plataforma de gestão via browser; Colocar as definições de rede, IP e rotas: o IP: o Netmask: /20 o Gateway: o DNS: Criar um volume de disco UFS; Atribuir permissões de leitura e escrita no disco; Criar uma partilha Unix (NFS), para partilhar o disco na rede; Ativar o serviço NFS. 51

69 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO O computador encontra-se ligado a um switch Cisco, ligado à rede de gestão, porta 36 com as seguintes configurações: Switch(config-if)# interface fa0/36 Switch(config-if)# switchport mode access Switch(config-if)# switchport access vlan Backups - Proxmox Uma vez implementa a solução FreeNAS, configurada, e partilhado o disco na rede, este tem que ser adicionado no Proxmox, de modo a ser possível efetuar backups para esse disco do servidor externo (FreeNAS). Para adicionar o disco partilhado na rede é necessário aceder à plataforma de gestão do Proxmox (Apêndice H): Em Datacenter selecionar o menu Storage, selecionar Add e escolher NFS ; Preencher os campos: ID, IP do servidor FreeNAS, partição do disco, node a que vai ficar associado, o máximo de backups permitidos e content (conteúdo que essa partilha pode ter); Para criar / configurar backups programados: (Apêndice H) No menu Backup, selecionar Add e abre uma nova janela; Na janela aberta, selecionar o node, o armazenamento de destino (disco partilhado), o dia, hora, o modo de backup (snapshot - para copiar o estado da VM naquele momento, suspend - se é necessário suspender a máquina, ou stop se for necessário pará-la), e selecionar as VM que se pretendem para backup; Para finalizar, clicar em Create. 52

70 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO Para criar backups instantâneos : (Apêndice H) Selecionar a VM pretendida; No menu Backup, selecionar Backup Now e abre uma nova janela; Escolher o armazenamento de destino (disco partilhado), o modo de backup e a compressão dos ficheiros; Clicar em Backup. Após finalizar os backups, os mesmos estão disponíveis no separador Backups. Caso haja um problema futuro com as máquinas virtuais, é possível selecionar o backup pretendido, no mesmo menu, e efetuar um Restore da máquina para o mesmo estado em que se encontrava na altura do backup. Figura 19 - Agendar Backups 53

71 CAPÍTULO 4. IMPLEMENTAÇÃO DA SOLUÇÃO 4.7 Resultados Obtidos Após a implementação da solução, pode concluir-se que os principais objetivos foram atingidos, ou seja, a implementação da solução correu normalmente, funciona como previsto e cumpre todos os requisitos do projeto. O único objetivo que não foi cumprido, foi a realização da migração de máquinas virtuais para um novo servidor físico e assim completar todas as tarefas propostas de forma a testar todo o software e solução implementada, sendo que isso se deveu à falta de mais hardware disponível. Como foi descrito ao longo deste capítulo, todas as tarefas foram realizadas (à exceção da migração), sendo elas: A gestão de todas as máquinas e serviços ficou centralizada; Facilidade na execução de backups, programados ou na hora; Facilidade na execução de restores de máquinas e serviços, em caso de problemas posteriores aos backups; O suporte e manutenção foram simplificados; Os sistemas operativos e serviços ficaram independentes de hardware; As máquinas virtuais isoladas e independentes umas das outras; Houve redução do espaço físico e energia elétrica. 54

72 5. Conclusões Ao longo da elaboração deste projeto, foi possível trabalhar com tecnologias que já tinha explorado um pouco por meu incentivo, embora de forma muito superficial. Apesar das redes serem uma matéria lecionada e trabalhada na licenciatura, a virtualização não o é, e, desta forma, foi possível aprofundar algumas potencialidades desta tecnologia. A virtualização é, sem dúvida, uma tecnologia fascinante e em claro crescimento ao longo dos anos. Com o estudo das tecnologias, arquiteturas e softwares de virtualização, pode concluirse que, quando esta tecnologia é bem implementada e estruturada, facilita todo o processo de gestão e manutenção a um Administrador de Sistemas, para além de reduzir todos os custos a nível de equipamentos, infraestruturas e energia. Obviamente que nem tudo é perfeito e em alguns casos é possível que haja alguma perda de desempenho quando se virtualizam alguns serviços críticos, mas tendo um bom hardware e uma boa estrutura de máquinas virtuais esse risco diminui. Em relação às tarefas previstas no início do projeto, pode-se afirmar que foram todas realizadas à exceção da migração de máquinas virtuais para outro servidor físico, não por culpa da solução escolhida (Proxmox VE), que suporta esta funcionalidade, mas por não se possuir mais hardware disponível e que seria necessário para a sua realização. Durante a implementação da solução foram surgindo alguns inconvenientes como, por exemplo, a falta de hardware - principalmente para ser possível a realização dos backups/restores das máquinas virtuais. Este problema foi ultrapassado, acrescentando um computador físico à estrutura inicialmente desenhada, e que serviu apenas para testes. Para concluir, pode dizer-se que este projeto enriqueceu a minha aprendizagem numa nova tecnologia, que hoje em dia é bastante requisitada pelas empresas e com um notório aumento de procura de engenheiros que a saibam utilizar e gerir, de modo a fazer uma contenção de custos económicos e energéticos. 55

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77 ANEXOS 60

78 Anexo A Características do VMware vsphere A1 Serviços de Infraestrutura Figura 20 - vsphere, Serviços de Infraestrutura 61

79 Características do VMware vsphere A2 Serviços de Aplicações e Armazenamento Figura 21 - vsphere, Serviços de Aplicações e Armazenamento 62

80 Anexo B Características do Citrix XenServer B1 Cloud Ready Figura 22 - Citrix XenServer, Cloud Ready 63

81 Características do Citrix XenServer B2 Infrastrutura virtual de Alto Desempenho Figura 23 - Citrix XenServer, Infrastrutura virtual de Alto Desempenho 64

82 Características do Citrix XenServer B3 Automação / Mecanização de Data Centers Figura 24 - Citrix XenServer, Automação de Data Centers 65

83 Características do Citrix XenServer B4 Integração e Gestão Avançada Figura 25 - Citrix XenServer, Integração e Gestão Avançada 66

84 Anexo C C1 - Características do Proxmox VE Figura 26 - Proxmox VE, Caracteristicas 67

85 APÊNDICES 68

86 Apêndice A Hardware do Servidor AP. A1 - Discos Figura 27 - Discos AP. A2 CPU s Figura 28 - CPU's 69

87 Hardware do Servidor AP.A3 Memória RAM Figura 29 Memória RAM 70

88 Hardware do Servidor AP. A4 Fonte de Alimentação Figura 30 Fonte de Alimentação AP. A5 Placa de Rede Figura 31 - Placa de Rede 71

89 Apêndice B Configurações do Servidor AP. B1 Configuração de rede para acesso remoto CIMC Figura 32 - Configurações de Rede CIMC 72

90 Configurações do Servidor AP. B2 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 33 - Plataforma de Gestão (IP: user: admin; passwrod: admin) 73

91 AP. B2.1 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 34 - Abrir a consola KVM AP. B2.2 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 35 - Acesso Encriptado 74

92 AP. B2.3 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 36 - Selecionar "Virtual Media", para aceder ao disco AP. B2.4 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 37 - Adicionar a Imagem do firmware 75

93 AP. B2.5 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 38 - Selecionar a ISO a partir do disco AP. B2.6 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 39 - Mapear ISO, para arrancar como boot 76

94 AP. B2.7 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 40 - Desligar o Servidor AP. B2.8 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 41 - Ligar o Servidor 77

95 AP. B2.9 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 42 - Arranque do servidor, upgrade firmware AP. B2.10 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 43 - Cisco UCS Host Upgrade Utility 78

96 AP. B2.11 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 44 - Selecionar componentes para upgrade AP. B2.12 Upgrade ao firmware da BIOS, CIMC, placa de rede e LSI Figura 45 - Upgrade em Progresso 79

97 AP. B3 Configurar os servidores NTP Figura 46 - Servidores NTP AP. B4 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 47 - Aceder à WebBIOS 80

98 AP. B4.1 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 48 - Selecionar os discos do servidor físico AP. B4.1 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 49 - Selecionar "Configuration Wizard" 81

99 AP. B4.2 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 50 - Menu Configuration Wizard, selecionar "New Configuration" AP. B4.3 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 51 - Confirmar a escolha de "New Configuration" 82

100 AP. B4.4 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 52 - Configuração Automática e Redundante AP. B4.5 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 53 - Transformar numa "Virtual Drive" com RAID 1 83

101 AP. B4.6 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 54 - Confirmar Configuração AP. B4.7 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 55 - Confirmar, alerta para a perda dos dados 84

102 AP. B4.8 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 56 - Selecionar "Set Boot Drive" e confirmar AP. B4.9 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 57 - RAID1 concluído com êxito 85

103 AP. B4.10 Configuração dos discos, de modo a operarem em RAID 1 Figura 58 - Reiniciar o Sistema 86

104 Apêndice C Instalação Proxmox VE AP. C1 Download Proxmox VE versão 3.3 AP. C2 Ativar Virtual Devices Figura 59 - Download Proxmox VE Figura 60 - Ativar "Virtual Devices" 87

105 AP. C2.1 Selecionar a ISO do Proxmox VE Figura 61 - Selecionar a ISO do Proxmox VE AP. C3 Reiniciar o servidor Figura 62 - Desligar o servidor 88

106 Figura 63 - Ligar o servidor AP. C4 Premir F6 para aceder ao Boot Menu Figura 64 - Selecionar o Boot Menu 89

107 AP. C5 Iniciar a Instalação Figura 65 - Premir "Enter" para instalar AP. C6 Aceitar os termos de licenciamento Figura 66 - Termos de licenciamento 90

108 AP. C7 O sistema faz a leitura dos discos e configura em LVM Figura 67 - Leitura dos discos AP. C8 Configuração da localização e hora do sistema Figura 68 - Localização e hora do sistema 91

109 AP. C9 Configuração da Password para Web Access AP. C10 Configurações de Rede Figura 69 - Password Web Access Figura 70 - Configurações de Rede 92

110 AP. C11 Progresso e conclusão da Instalação Figura 71 - Progresso da Instalação Figura 72 - Instalação Concluída 93

111 AP. C12 Selecionar o Proxmox VE no Grub Menu Figura 73 - Selecionar o Proxmox VE no Grub Menu AP. C13 Proxmox VE a funcionar Figura 74 - Proxmox pronto, IP de Web Access 94

112 Apêndice D Plataforma de Gestão Proxmox VE AP. D1 Ligação remota ao servidor através do PuTTY Figura 75 - Ligação com o PuTTY AP. D2 Executar o comando para criar o cluster Figura 76 - Comando para criar o cluster 95

113 AP. D3 Verificar se o cluster ficou bem criado Figura 77 - Verificar o status do cluster AP. D4 Login na plataforma de Gestão Proxmox VE Figura 78 - Login na plataforma de Gestão 96

114 Apêndice E Implementação das Máquinas Virtuais AP. E1 Máquina Virtual - Windows Server 2012 Figura 79 - Upload da ISO para o disco do servidor Figura 80 - Selecionar a ISO do disco do PC Figura 81 - Upload em progresso 97

115 AP. E2 Configurações Máquina Virtual - Windows Server 2012 Figura 82 - Criar VM Figura 83 - Selecionar o sistema operativo Figura 84 - Colocar nome e ID na VM 98

116 Figura 85 - Selecionar a imagem ISO Figura 86 - Configurações do disco 99

117 Figura 87 - Configuração do CPU Figura 88 - Configurações memória RAM 100

118 Figura 89 - Configurações Placa de Rede AP. E3 Hardware Virtual - Windows Server 2012 Figura 90 - Hardware Virtual 101

119 AP. E4 Iniciar a VM e Instalar o Windows Server 2012 Figura 91 - Iniciar a VM Figura 92 - Instalação do Windows Server

120 Figura 93 - Windows Server 2012 Datacenter Figura 94 - Progresso da Instalação 103

121 AP. E5 Configurações de Rede - Windows Server 2012 Figura 95 - Configurações de Rede 104

122 Apêndice F Implementação das Máquinas Virtuais AP. F1 Máquina Virtual CentOS 6 Figura 96 - Selecionar Templates Figura 97 - Download do template CentOS 6 105

123 AP. F2 Criar Container CentOS 6 Figura 98 - Selecionar "Create CT" Figura 99 - Colocar o VM ID, hostname e password 106

124 Figura Atribuir o template do CentOS AP. F3 Configurações de hardware CentOS 6 Figura Configurações de hardware 107

125 Figura Placa de Rede Figura Confirmar a criação da VM 108

126 Figura Executar a VM AP. F4 Configurações de rede CentOS 6 Figura Aceder ao container 109

127 Figura 106 Aceder ao ficheiro de configuração Figura Configurar IP estático 110

128 Figura Colocar Gateway Figura Placa de Rede configurada 111

129 Apêndice G Implementação e Configuração - FreeNAS AP. G1 Implementação do FreeNAS Figura Iniciar instalação Figura A instalação limpa todos os dados 112

130 Figura Instalação em Progresso Figura Instalação Concluída 113

131 Figura IP de acesso à plataforma FreeNAS AP. G2 Configuração do FreeNAS Figura Password para aceder ao FreeNAS 114

132 Figura Configuração da Placa de Rede Figura 117 Configuração do Gateway e DNS Figura Configurações da Rede 115

133 Figura Criar um volume UFS Figura Clicar em "Change Permissions" 116

134 Figura 121 Atribuir permissões de Leitura e Escrita Figura Confirmar se a partição está criada 117

135 Figura Criar uma partilha Unix (NFS) Figura Preenchimento dos campos da partilha 118

136 Figura Ativar o serviço NFS 119

137 Apêndice H Backups - Proxmox AP. H1 Adicionar disco NFS criado no FreeNAS Figura Menu "Storage", adicionar o disco NFS Figura Preencher os campos relativos à partilha 120

138 AP. H2 Criação de Backups Programados Figura Menu "Backups", programar backpus Figura Preenchimento dos campos relativos aos backups 121

139 Figura Backup criado com sucesso AP. H3 Criação de Backups - Instantâneos Figura Selecionar a VM pretendida 122

140 Figura Disco de destino, modo e compressão Figura Backup em Progresso 123

141 Figura Backup em progresso com a máquina ligada 124