IMPLANTAÇÃO DE UM AMBIENTE DE ALTA DISPONIBILIDADE DE REDE E MONITORAÇÃO DINÂMICA DE INFRAESTRUTURA EM SERVIDORES WEB.

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1 IMPLANTAÇÃO DE UM AMBIENTE DE ALTA DISPONIBILIDADE DE REDE E MONITORAÇÃO DINÂMICA DE INFRAESTRUTURA EM SERVIDORES WEB. Marllus de Melo Lustosa (bolsista do PIBIC/UFPI), Luiz Cláudio Demes da Mata Sousa (Orientador, Departamento de Computação DC-UFPI) Introdução Atualmente, identifica-se a necessidade da continuidade dos serviços online disponibilizados por instituições que prestam serviço ao público por meio da internet. Uma interrupção nesses serviços pode gerar transtornos e, em alguns casos, prejuízos. Nesse sentido, por exemplo, destaca-se o cenário no qual está inserido uma empresa que atua na bolsa de valores ou na área médica e que, por indisponibilidade do sistema, pode perder milhões de reais ou vidas humanas, em poucos minutos. A implantação de sistemas de alta disponibilidade (HA) de rede permite a criação de um sistema informático resistente às falhas de energia e software, mantendo os serviços online de tempo possível (Kakadia, Cormier et al., 2003; Bhagat, 2011). Em uma rede de computadores, o objetivo é manter serviços como DNS (Domain name service), , NFS (Network file system) e WEB disponíveis durante todo o tempo (Amantea e Nepomuceno, 2007.). Dessa forma, pesquisas na área de HA, como estudos de avaliação de desempenho de sistemas e servidores e da utilização de serviços que oferecem soluções de tolerância à falhas crescem proporcionalmente a medida que a disponibilidade dos dados se torna cada vez mais imprescindível para o funcionamento de diversos serviços em tempo real. Existem dois tipos de alta disponibilidade: Físico e Lógico. O primeiro envolve alto custo financeiro, como a compra de servidores redundantes, links de rede dedicados e soluções baseadas em hardware. Já o tipo lógico, mais acessível financeiramente, constitui todo um ferramental de software capaz de interagir com o sistema operacional afim de detectar falhas nos programas ou nos equipamentos físicos. Em 2010 foi desenvolvido na UFPI o programa xhla, baseado no modelo LabSystem Gen, como produto da Tese de doutorado em biotecnologia do aluno Luiz Cláudio Demes da Mata Sousa. O xhla tem o propósito de identificar doador aceitável para receptores hipersensibilizados utilizando a compatibilidade devido o compartilhamento de epítopos (chamados eplets) ou a presença de variedades fracamente imunogênicas. A partir deste estudo, e com adições de outras funcionalidades neste programa, como o desenvolvimento do xhla Framework, espera-se o melhoramento dos resultados disponibilizados para os médicos e pesquisadores envolvidos no estudo de compatibilidade em transplante de rim, permitindo que esse tipo de transplante ocorra com menor risco imunológico. Assim poderá obter-se um prolongamento da sobrevida do enxerto e melhora na qualidade de vida do paciente. Atualmente, parte do funcionamento do software xhla depende de servidores instalados no LIB (Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular da UFPI)

2 conectados a internet e, sendo assim, faz-se necessário manter esses bancos acessíveis 24 horas durante os 7 dias da semana. O presente projeto propõe-se a estudar e avaliar o uso desses servidores do LIB, utilizando como métricas o desempenho e troughput de rede, com a finalidade de implantar um ambiente de alta disponibilidade de rede 24x7 (24 horas/dia e 7 dias/semana) neste cenário, além de introduzir um software confiável capaz de monitorar o andamento da rede e dos servidores do laboratório. O qual, observando a importância do funcionamento em tempo real destes serviços, é imprescindível a criação de medidas que contribuam para o aumento da disponibilidade destes dados. Metodologia Foi adotada a seguinte metodologia baseada na divisão em etapas: Etapa I Estudar e identificar as principais características dos sistemas de alta disponibilidade de rede e os tipos de serviços que fornecem essa função. Nesta etapa foi feita uma revisão bibliográfica utilizando a ferramenta IEEE Xplore, disponível no portal de periódicos da Capes, para procurar artigos científicos na biblioteca do IEEE. Os principais trabalhos identificados foram classificados e estudados. Após isso, foi desenvolvido um relatório técnico descrevendo os principais trabalhos encontrados na literatura. Etapa II Estudar o uso dos servidores do Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular da UFPI (LIB-UFPI), no tocante ao desempenho e troughput de rede. Após a identificação das principais características no contexto de serviços de alta disponibilidade de rede (Etapa I), o aluno usou as ferramentas com o intuito de estudar o uso destes servidores, utilizando métricas de desempenho e troughput de rede. Resultados e Discussão Foi demonstrado no relatório parcial, no primeiro momento do projeto, que a evolução da pesquisa se deu no âmbito do estudo sobre as tecnologias de alta disponibilidade existentes na literatura, bem como da criação de uma infraestrutura de monitoramento 24x7 (24 horas por dia e 7 dias por semana) da disponibilidade de todos os serviços em atual funcionamento do PMADt (Projeto de pesquisa de desenvolvimento de plataforma Modular de Armazenamento de Dados biológicos relacionados a transplantes), onde a mesma oferecerá aos participantes e membros do projeto a possibilidade de receberem notificações e alertas por na ausência de conectividade externa aos servidores, além da geração de gráficos e estatísticas de disponibilidade de serviços em determinado período de tempo. Foi iniciado também o estudo e planejamento da utilização dos servidores e máquinas virtuais referentes ao projeto PMADt, utilizando-se para isto o google analytics, que é uma ferramenta cujas funcionalidades vão desde a visualização de acessos em tempo real à elaboração de relatórios personalizados sobre a utilização de determinado serviço dos sistemas em questão, como é mostrado abaixo (Fig. 1 e Fig. 2). Além disso, foi criada a infraestrutura para desenvolvimento do ambiente computacional necessário para os testes e implantação dos novos serviços, bem como dos já existentes no laboratório. Figura 1 Estatísticas de utilização dos serviços web do laboratório LIB.

3 Fonte: Figura 2 Estatísticas de utilização dos serviços web do laboratório LIB. Fonte: Com base nestes resultados, é notória a gama de acessos de usuários nacionais estrangeiros aos sistemas em funcionamento inicial, o que contribui para a conclusão da repercussão internacional

4 da pesquisa em ambientes acadêmicos de diversos países e na observação do real percentual de utilização do servidor. Também foram selecionados softwares e ferramentas, ao término da etapa II, que irão compor a proposta do modelo de arquitetura de alta disponibilidade do ambiente de pesquisa. Para isso, foi proposta a arquitetura do sistema baseada em virtualização de servidores. Os benefícios da virtualização vão desde à escalabilidade, onde, por meios lógicos, expandir equipamentos físicos em máquinas virtuais é uma tarefa trivial e de curto tempo, já que o hardware é gerenciável pelo sistema operacional de virtualização em questão, bem como ao custo, pois permite que computadores executem vários sistemas operacionais e aplicativos, tornando a infraestrutura computacional mais simples e eficiente. A consolidação de servidores é mais rápida, o desempenho e a disponibilidade são maiores e as operações se tornam automatizadas. Tudo isso resulta em uma implementação de TI mais simples e econômica para possuir e gerenciar. O arcabouço do projeto, desenhado a partir do tocante throughput de rede, utilização dos recursos computacionais de membros e comunidade acadêmica às máquinas mantenedoras dos serviços oferecidos pelo respectivo projeto, foi criado baseado na utilização do sistema operacional de virtualização XenServer (Citrix Systems, 2013). Um dos fatores da escolha do XenServer como sistema operacional de virtualização que dará apoio a este trabalho, além da possibilidade de utilização dos recursos supracitados, em sua versão 6.2, lançada em 10/07/2013, o mesmo teve todos os seus recursos free (abertos à comunidade), como alta disponibilidade, notificações de erros em tempo real e geração de relatórios (disponibilidade/performance), além de ter como ponto principal de lançamento a transformação de todo o sistema operacional em licença opensource. São vários os benefícios trazidos pela nova versão do XenServer à continuidade deste trabalho, bem como das outras aplicações que darão suporte à arquitetura final do ambiente, pois além da vantagem de utilização dessas ferramentas de forma aberta (opensource), gerou-se a possibilidade de criação de um ambiente muito mais complexo de monitoração e acompanhamento dos recursos computacionais, com a possibilidade de utilização de módulos avançados de high available (alta disponibilidade) e fail over (O processo no qual uma máquina assume os serviços de outra, quando esta última apresenta falha) de sistemas e aplicações, ao passo que vem adicionar ainda mais confiabilidade e eficiência no acesso e manutenção dos dados do projeto. Conclusão Os resultados do projeto demonstram que o andamento da pesquisa está em consonância com as etapas planejadas pelo proponente do trabalho, além disso, também já foi proposto um modelo de gerenciamento de máquinas virtuais, rede, backup e monitoramento que darão suporte à continuidade do estudo. Com a extensão do PIBIC-UFPI para 2013/2014, se iniciará a etapa III do projeto, onde serão selecionados os serviços de alta disponibilidade de rede mais apropriados e tornados operacionais nos servidores, afim de, ao final das etapas IV e V, se obter uma infraestrutura redundante, eficiente e eficácia na utilização desse ambiente pela comunidade e membros do respectivo grupo, em relação a termos lógicos (máquinas virtuais mantenedoras de serviços) e equipamentos físicos.

5 Referências AMANTEA, G. C.; NEPOMUCENO, G. G. Estudo e implementação de redundância dos serviços na rede do IME. Universidade de São Paulo - USP. Instituto de Matemática e Estatística., BHAGAT, N. H. Virtual Router Redundancy Protocol-A Best Open Standard Protocol in Maintaining Redundancy. IJCA Proceedings on International Conference on Web Services Computing [S.I.], v. 1, p , CITRIX, S. I. XenServer: Integrate, manage and automate a virtual datacenter KAKADIA, D. et al. Enterprise Network Design Patterns: High Availability.. Sun BluePrints [S.I.], GOOGLE. Análise da Web de nível empresarial Palavras-chave: Alta disponibilidade. Monitoração dinâmica. Rede. Infraestrutura. Bioinformática.