Recursos de Gerência e Administração Aplicados a Plataformas de Virtualização

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1 Recursos de Gerência e Administração Aplicados a Plataformas de Virtualização Mirelle Daiara Vieira Freitas 1, Mateus da Silva dos Santos 1, Mateus Alexandre 1 1 Curso Superior de Tecnologia em Segurança da Informação Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS) São Leopoldo RS Brasil mifreitass@yahoo.com.br, mateussantos.tech@gmail.com, mateus.zap.alexandre@yahoo.com Abstract. Gradually, the large companies are looking for solutions that reduce the cost of Data Centers and, at same time, can guarantee availability of the information and the business continuity. This article includes a description of the operating systems virtualization; a low cost solution that provides isolation, scalability and reliability for the information technology infrastructure. We also present a comparative analysis between the virtualization platform vsphere by VMware and Hyper-V by Microsoft with emphasis on the management features offered by them. Resumo. Gradualmente, as grandes empresas têm buscado soluções que diminuam o custo total com Datacenters e que, ao mesmo tempo, garantam a disponibilidade das informações e a continuidade dos negócios. Este artigo contempla uma descrição da virtualização dos Sistemas Operacionais, uma solução de baixo custo que fornece isolamento, escalabilidade e confiabilidade para infraestrutura de Tecnologia da Informação. Apresentamos também uma análise comparativa entre a plataforma de virtualização vsphere da VMware e o Hyper-V da Microsoft, com enfase nos recursos de gerenciamento por elas oferecidos. 1. Introdução No cenário atual onde empresas necessitam que sua infraestrutura de tecnologia se adapte às imprevisíveis mudanças de mercado e buscando cada vez mais reduzir os custos com a tecnologia de informação [Bosing and Kaufmann 2012] a Virtualização tem ganhado cada vez mais destaque. Uma ferramenta de baixo investimento, que otimizando recursos de hardware e software já disponíveis centralizando os Sistemas Operacionais e suas aplicações em um único hardware aumentando a produtividade e a disponibilidade da infraestrutura de Informação [Machado and Maia 2007]. Com uma demanda cada vez mais imprevisível torna-se um desafio manter os serviços sempre disponíveis, funcionais e seguros a virtualização vem se propagando também graças as facilidades encontradas nas ferramentas desenvolvidas por grandes empresas, que ajudam os administradores a controlar melhor suas maquinas virtualizadas. Atualmente o mercado conta com grandes players como VMWare, Microsof, Citrix que trazem plataformas de virtualização com excelentes ferramentas de administração para auxiliar no gerenciamento dos datacenters.

2 Este artigo vai comparar duas plataformas de virtualização e as ferramentas que estas possuem para a administração das maquinas Virtuais. São estas VSphere da VMWare e a Hyper-V da Microsoft. 2. Trabalhos Relacionados Com o uso da Virtualização crescendo cada vez mais, isto tem motivado alguns trabalhos que vem mostrando os diferentes tipos de implementação e também quais plataformas de implementação trazem mais soluções e facilidades de administração. Como no artigo de [Del Barco Nishioka 2010] onde são mostradas as técnicas de Virtualização atualmente utilizadas como, virtualização total e Para-virtualização, muito importante na escolha da implementação da virtualização. Diogo Menezes [Mattos 2008] mostra dois exemplos muito utilizados atualmente de players de virtualização disponíveis no mercado e como estas diferentes escolhas impactam no resultado final da Tecnologia de Informação. Manoel Veras [Veras 2011] traz detalhadamente em seu livro a importância da virtualização para os datacenters e o impacto de um datacenter virtualizado nos negócios, com todas as suas vantagens e desafios. Os trabalhos relacionados mostram o quão importante a virtualização é para as Empresas e como um datacenter pode reduzir custos e melhorar o desempenho dos serviços oferecidos utilizando técnicas de virtualização. Os trabalhos citados mostram técnicas de virtualização e a comparação entre algumas plataformas de virtualização, este artigo traz a comparação de duas plataformas especificas, que não estão sendo comparadas nos artigos citados e propõe fazer um levantamento quanto as ferramentas que elas disponibilizam visando mostrar as facilidades e benefícios que cada uma oferece. 3. Histórico Os primeiros computadores pessoais que foram desenvolvidos eram gigantescos e muito caros, mas com o avanço da tecnologia e a demanda de uso, estes rapidamente se tornaram indispensáveis para o ambiente corporativo e individual. Em 1960 foi criado o Time-Sharing um sistema que permitia o uso de um mesmo computador por vários usuários simultaneamente de forma transparente. Este foi um grande passo na história da computação, pois permitia o compartilhamento de um único computador com outras aplicações, entretanto o Time-Sharing era suscetível a vulnerabilidades e falha, tanto de segurança quanto de performance. Mesmo tentando utilizar vários computadores para tentar solucionar o problema, isso só causou um alto custo e mostrou que boa parte dos recursos não era utilizada corretamente. Tentando solucionar este problema, a IBM começou a desenvolver ainda nos anos 60 a primeira máquina virtual, que permitia que um único computador fosse dividido em vários, primeiramente com o CP-67, um software para mainframe que era utilizado juntamente com o /360 da IBM. Após anos de pesquisa a IBM lançou o VMM com arquitetura estendida para sistemas /370 conhecido como VM/370.

3 4. Conceitos Básicos sobre virtualização A tecnologia de virtualização pode ser resumida em compartilhar o hardware de um computador físico com diversos outros computadores virtuais, onde cada um destes computadores virtualizados acessem de forma compartilhada a mesma arquitetura do computador físico. Para permitir que um computador físico consiga compartilhar os seus recursos com outros sistemas operacionais, as características físicas do hardware precisam ser recriadas através do uso de software. Pode-se dizer que a virtualização consiste em transformar o Hardware em Software, isto é realizado através de uma camada de software chamada abstração [Tanenbaum 2003]. Um exemplo do uso desta camada de abstração é o HAL (Windows Hardware Abstraction Layer), através desta camada, o sistema operacional Microsoft Windows provê um meio comum em que todos os drivers e softwares possam se comunicar com o hardware em um formato comum. No ambiente de virtualização, é a camada de abstração que consegue recriar as características físicas do hardware, para prover aos computadores virtualizados utilizem os mesmos recursos físicos. Figura 1. Camadas e estrutura de virtualização (1) Para melhorar o entendimento de um ambiente virtualizado, primeiramente é necessário entender como funciona um computador físico, este possui um conjunto de

4 Figura 2. Ambiente de Host físico sem virtualização dispositivos de hardware em que é instalado um sistema operacional e neste sistema operacional é instalado uma ou mais aplicações. [Machado and Maia 2007] Em um ambiente virtualizado, a estrutura organizacional é diferente, pois o hardware possui uma cama de virtualização que possibilita a criação de máquias virtuais utilizando o hardware compartilhado do host físico. Figura 3. Ambiente de virtualização com abstração do hardware Atualmente as empresas não estão dispostas a pagar um alto valor para manter uma estrutura de servidores que não possibilitam uma escalabilidade e um dimensionamento adequado para o seu negócio. No mercado de hoje não é mais viável comprar equipamentos grandes e caros para manter apenas um servidor físico. Nenhuma empresa deseja pagar um valor alto em algo que não será totalmente utilizado para o desenvolvimento do seu negócio. Pensando neste cenário, empresas como Microsoft, Citrix, Vmware entre outras. Desenvolveram produtos para permitir a virtualização de servidores, que consiste em utilizar um hardware robusto e distribui-lo entre diversas máquinas virtuais. Esta técnica de virtualização prove ao negocio uma otimização de recursos,

5 escalabilidade, diminuição de custos e gerenciamento centralizado do ambiente. Além de aplicar a técnica de virtualização para Servidores, muitas empresas estão utilizando a virtualização para Destkops, que basicamente consiste em virtualizar um sistema operacional cliente e entregar ao usuário. Este sistema operacional virtualizado será acessado por um dispositivo com hardware limitado e consequentemente mais barato em relação a um computador completo. Neste cenário todo licenciamento e o hardware que serão utilizados pelo cliente estará no datacenter. 5. Ferramentas de gerenciamento de máquinas virtuais Os maiores players de virtualização do mercado atualmente são Microsoft e VMware, ambos os players possuem ferramentas de virtualização de hardware próprio e ferramentas para gerenciar o ambiente virtualizado do seu consumidor. Abaixo uma descrição das duas principais ferramentas de gerenciamento do ambiente virtualizado em vsphere da VMWare e Hyper-v da Microsoft. Vmware vsphere with Operations Management: A VMware lider em tecnologias de virtualização possui uma ferramenta única para gerenciar todo o seu ambiente virtual. O software Operations Management foi disponibilizado ao mercado com o objetivo de gerenciar todo o ambiente virtual do cliente de forma centralizada, automatizada e facilitar o gerenciamento do datacenter. O Operations Management utiliza técnicas preditivas de buscas em logs para informar e alertar os seus administradores referente a "saúde"do seu ambiente VMWare, também é possível configurar tarefas agendadas para executar quando determinando evento ocorrer no ambiente. Abaixo são citados alguns características da utilização deste software: Console de comando Unificada: Caso possua mais de um datacenter, é possível realizar uma monitoração centralizada em apenas uma console do Operations Management, esta console será centralizada para informar o administrador do ambiente VmWare, providenciando maior facilidade no gerenciamento do ambiente mesmo que não esteja centralizado. Monitoramento de Desempenho e gerenciamento de capacidade: Utilizando o Operations Management é possível obter informações referente a utilização das máquinas virtuais de seu ambiente, podemos identificar quais máquinas estão ociosas no ambiente e quais máquinas estão com o serviço degradado devido a falta de recursos. Esta informação é muito pertinente para conseguir utilizar todos os recursos de hardware do seu ambiente e conseguir gerar relatórios de utilização dos equipamentos do datacenter. Melhora de desempenho e disponibilidade dos aplicativos: Podemos configurar dentro do Operation tarefas de vmotion que possibilitam a migração dos servidores virtuais sem DownTime. Este recurso é extremamente importante para realizar manutenções em servidores físicos sem causar impacto no ambiente de aplicações. Também é oferecido um recurso de tolerância a falhas de multiprocessador (até 4vCPUs) sem perda de dados no caso de falha de um servidor físico.

6 Técnicas de análise e autoaprendizagem: A VMWare informa aos clientes que o Operations oferece 600 métricas de análise do seu ambiente virtual, e utilizando estas métricas consegue oferecer melhor gerenciamento e capacidade do ambiente. O software do VMWare é uma solução paga e o licenciamento é vinculado com a quantidade de processadores físicos do seu ambiente virtual. Figura 4. Console de gerencimanto do Operations Management Outro player de virtualização mundialmente conhecido é o Hyper-v da Microsoft, a Microsoft possui outra estratégia de monitoramento e virtualização do seu ambiente corporativo, atualmente a Microsoft disponibiliza ao mercado o software System Center 2012 R2. O System Center 2012 R2 é composto por um conjunto de softwares que oferecem ao seu consumidor um maior controle e gerenciamento do seu ambiente [TechMicrosoft 2010]. Abaixo algumas características do System Center: Componentes do System Center 2012 R2: System Center Configuration Manager: Pode se utilizar o Configuration Manager para realizar atividades manuais e repetitivas que podem ser executadas automaticamente através deste recurso, podemos por exemplo entregar patches de atualização de segurança para máquinas gerenciadas pelo system Center de forma automatizada e com isso disponibilizando mais tempo aos administradores do ambiente. System Center Operations Manager: Permite o gerenciamento e monitoramento dos serviços de todos os dispositivos que são gerenciados pelo System Center, os administradores do ambiente conseguem extrair do Operations

7 Manager os status referente a disponibilidade, desempenho e integridade do seu ambiente de aplicações. System Center Data Protection Manager: Também conhecido como DPM, é um sistema de Backup corporativo, que oferece para o administrador uma ferramenta completa para gerenciar, executar e armazenar backups utilizando servidores Microsoft. Esta feature é capaz de realizar o backup do seu ambiente virtual de forma segura e restaurar os arquivos necessários em sua origem ou em outro diretório especifico. System Center Service Manager: Possui o objetivo de auxiliar e disponibilizar ferramentas para implementar as melhores frameworks de serviços de TI como por exemplo ITIL, MOF entre outros... O Service Manager possui um serviço de gerenciamento de incidentes e problemas relacionados ao seu ambiente possibilitando um maior controle por relatórios referente aos incidentes que estão ocorrendo no ambiente. System Center Virtual Machine Manager: Esta feature oferece uma solução de gerenciamento para o datacenter, consegue gerenciar os recursos do ambiente. Gerenciar a capacidade e os recursos da rede e implantação de carga de trabalho controlada por modelos pré definidos. System Center Orchestrator: Podemos definir o Orchestrator como uma ferramenta de automatização de tarefas para o datacenter, todas as tarefas que você deseja realizar de forma automatizada e sem a necessidade de uma interversão manual, podem ser realizadas através do Orchestrator. System Center Endpoint Protection: Esta opção oferece recursos antimalwares e outros recursos de segurança para o ambiente Microsoft. O Licenciamento deste software também é pago e limitado por numero de processadores físicos do host, porém possui versões diferentes para Clientes e Servidores. Foi utilizada a versão Microsoft System Center 2012 R2 Datacenter e também a Microsoft System Center 2012 R2 Standard para gerenciamento do datacenter VMWare - vsphere Em 1998, a companhia chamada VMWare foi fundada por Diane Greene e seu marido, Dr. Mendel Rosenblum junto com dois estudantes da Universidade de Stanford e um colega de trabalho de Berkley. Em Outubro de 1998, estes fundadores patentearam uma nova tecnologia de virtualização baseada em pesquisas conduzidas na universidade de Stanford. Esta patente foi obtida em 28 de maio de A VMWare introduziu a plataforma "VMware Virtual Plataform" em 8 de fevereiro de Este produto é considerado por muitos sendo o primeiro software comercial para virtualização na plataforma x86. Mais tarde, este produto tornou-se o VMware Workstation. Em 2000, a VMware lançou sua primeira plataforma de virtualização para servidores, o VMware GSX Server 1.0. Este produto era instalado sobre sistemas operacionais Windows ou Linux. No ano Seguinte, com o lançamento do Vmware ESX Server 1.0, houve uma melhoria significativa, pois este hypervisor era instalado diretamente no bare-metal e provia maior estabilidade e alta-performance[posey 2015].

8 De 2002 até os dias atuais, o VMware continuou a liberar versões de atualizações de ambos os produtos, GSX Server (Chamado de VmWare Server) e plataforma ESX, adicionando novas capacidades e aumento de performance Microsoft - Hyper-V A Microsoft iniciou no mercado de virutalização em 2008 com o serviço do Hyper-v, no primeiro lançamento a Microsoft não conseguiu agradar o mercado pois não possuía uma quantidade de recursos necessários em seu hypervisor e com isso ficou classificada como uma solução menos robusta e mais barata em comparação com os seus concorrentes de mercado. No lançamento do Windows Server 2008R2 e Server 2012 o hyper-v obteve uma melhora exponencial em relação as versões anteriores e conseguiu aumentar a sua fatia no mercado corporativo. Hoje podemos concluir que o hyper-v está pronto para ser utilizado em grandes corporações que necessitam tanto de nuvem privada como nuvem pública, pois o hyper-v possui total compatibilidade com a nuvem pública da Microsoft (Azure)[Dineley 2013]. O sistema de gerenciamento "System Center" na versão 2012 R2 continua sendo o serviço de monitoração e gerenciamento oficial da Microsoft, com este sistema é possível gerenciar todos os desktops Windows da sua corporação e também os serviços e o ambiente do datacenter. A solução System Center é uma opção que abrange o monitoramento e gerenciamento de diversos serviços do seu ambiente. 6. conclusões Neste trabalho foi realizada uma profunda analise nos dois players de mercado de virtualização que são mais utilizados em ambientes corporativos. VMWare e Hyper-v são dois hiper visores de alta performance, escalabilidade e gerenciamento. Como ponto positivo em ambas as soluções podemos resaltar a possibilidade de realizar testes de forma gratuita das ferramentas de gerenciamento e virtualização. Em comparação entre ambas as soluções podemos concluir que a VmWare possui foco total em virtualização de datacenteres e migração para sua nuvem Pública, deixando a desejar em relação ao gerenciamento e monitoramento de outros aspectos que envolvam o ambiente de datacenter. Em contra partida, a Microsoft possui menos experiencia no mercado de virtualização porém compensa este ponto oferencendo ao colaborador uma solução completa de gerenciamento tanto de desktops dos usuários quanto do seu ambiente de Datacenter. Ambas as empresas estão lançando no mercado o seu serviço de nuvem pública, o grupo concorda que a Microsoft possui uma vantagem no ambiente de nuvem pública da Azure, pois possui melhor compatibilidade com o ambiente corporativo e facilidade de monitoramento, gerenciamento com o ambiente on-premises. Em relação ao custo das soluções a Microsoft oferece um serviço mais barato em comparação com o VmWare.

9 Referências Bosing, A. and Kaufmann, E. R. (2012). Virtualização de servidores e desktops. Editora Unoesc, 3(1): Del Barco Nishioka, E. (2010). Técnicas de virtualização e suas aplicações. MEC - SETEC. Dineley, D. (2013). Virtualization showdown: Microsoft hyper-v 2012 vs. vmware vsphere 5.1. Disponível em: virtualization-showdown--microsoft-hyper-v-2012-vs--vmware-vsphere-5-1. html. Machado, F. B. and Maia, L. P. (2007). Arquitetura de Sistemas Operacionais. Editora LTC, 4th edition. Mattos, D. M. F. (2008). Virtualização: Vmware e xen. Grupo de teleinformática e Automação UFRJ, pages Posey, B. (2015). vsphere vs. hyper-v: Hypervisors battle for the enterprise. Disponível em: aspx. Tanenbaum, A. (2003). Sistemas Operacionais Modernos. Editora Person Pretince Hall, 2nd edition. TechMicrosoft (2010). Visão geral do hyper-v. Disponível em: microsoft.com/pt-br/library. Veras, M. (2011). Virtualização: Componente Central do Datacenter. Editora Brasport, 1st edition.