АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРИ ВНЕДРЕНИИ ВИРТУАЛИЗАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Анализ изменений инфраструктуры при внедрении виртуализации

сч сч о сч

<0

о ш m

X

<

m О X X

Герейханов Осман Мазагир оглы

студент, кафедра «Математическая кибернетика и информационные технологии», Московский технический университет связи и информатики, osman.gereyxanov@mail.ru

Малахов Егор Дмитриевич

студент, кафедра 502 «Экономика промышленности: учет, анализ и аудит», Московский авиационный институт, egor-edge@yandex.ru

Леонтьев Данил Константинович

студент, кафедра «Телевидение и звуковое вещание», Московский технический университет связи и информатики, leodanil@list.ru

Левченко Владислав Валентинович

студент, кафедра «Телевидение и звуковое вещание», Московский технический университет связи и информатики, vladlevchen@yandex.ru

Миннахметов Тимур Ильдарович

студент, кафедра «Телевидение и звуковое вещание», Московский технический университет связи и информатики, m0 7312000@gmail.com

Виртуализация обеспечивает реальные преимущества с точки зрения производительности бизнеса: снижение затрат на электроэнергию, лучшее использование аппаратного обеспечения и более надежные ИТ-инфраструктуры. В данной статье определяется как виртуализация вписывается в общее представление HP (Hewlett-Packard) о том, как лучше управлять и создавать центры обработки данных и что HP называет конвергентной инфраструктурой, даны необходимые рекомендации в некоторых областях, на которых стоит обратить внимание. Также приведены самые распространенные продукты от HP, такие как - HP Virtual Connect, HP BladeSystem Matrix, HP Matrix Operating Environment, HP Virtual Server Environment, HP ProLiant BL495c Virtualization Blade, HP Enterprise Services: Server Management Services, HP P4000 G2 SAN Systems, HP 3PAR Utility Storage, HP StorageWorks EVA, HP ProCurve Data Center Networking Solutions.

Ключевые слова: сервер, виртуализация, управление, инфраструктура, система, среда, данные, возможность, нагрузка, ресурс, решение, сеть, услуга, хранение, бизнес, корпус, машина, обработка, процент, хранилище, ЦОД.

Конвергентная инфраструктура

Поскольку виртуализация меняет способ ведения бизнеса, при изменениях способа его ведения, необходимо изучить все ранее существовавшие практики, чтобы привести их в соответствие с новой реальностью.

Попытка привить виртуализацию к существующей инфраструктуре помешает использовать все преимущества, которые предлагает эта технология. Лучший способ — это переосмыслить всю инфраструктуру с учетом того, как она должна измениться, для включения в неё виртуализации. [1]

На рисунке ниже продемонстрировано сравнение конвергентной инфраструктуры с традиционной и гиперконвергентной.

Традиционная инфраструктура

Конвергентная инфраструктура

Гипер конвергентная инфраструктура

/ Сщмр \ Ормр

лмутато) /

Но*ч**Т4№ВМТН Ком*у"герСХД Кмщтпорм

•ч*

Рисунок 1. Сравнение конвергентной инфраструктуры с традиционной и гиперконвергентной

Вот некоторые области, на которые стоит обратить внимание:

Обзор инфраструктуры со всех сторон: вместо того, чтобы подходить к виртуализации как к частичному усилию, необходимо просмотреть всю инфраструктуру и спланировать то, как можно применить виртуализацию во всем центре обработки данных (ЦОД).

Обновление с помощью технологии, разработанной и оптимизированной для виртуализации: когда придет время, необходимо заменить существующее оборудование или добавить мощность, при этом убедиться, что новые продукты готовы к виртуализации. Серверы, хранилища и блейд-системы разрабатываются с учетом виртуализации, включая увеличение объема памяти, автоматизированной балансировки нагрузки, увеличения числа сетевых подключений и даже встроенного программное обеспечение (ПО) для виртуализации. [2] Также необходимо убедиться, что инфраструктурное оборудование сможет поддержать запланированные цели по виртуализации.

Создание сетевой или общей среды хранения: в то время как прямое подключение к хранилищу подходило для мира «одно приложение, один сервер» в прошлом,

для сегодняшней гибкой ИТ-организации хранение, которое не может быть общим, является помехой, удерживающей системы изолированными и неспособными реагировать на изменяющиеся условия бизнеса. Общая система хранения данных (SAN (Storage Area Network -Сеть хранения данных) или NAS (Network Attached Storage - Сетевое хранилище, подключенное к сети)) необходима для использования расширенных возможностей виртуализации серверов, таких как миграция живых виртуальных машин, высокая доступность, отказоустойчивость и аварийное восстановление. Также стоит заметить, что само хранилище должно быть виртуализиро-вано так, чтобы оно отвечало требованиям производительности, доступности, использования и управления виртуализированных сред серверов и компьютеров. [3]

Виртуализация сетевых подключений: соединения, которые связывают серверы с SAN и локальными сетями (Local Area Network, LAN), могут быть серьезным инфраструктурным барьером. Каждое изменение требует ручного вмешательства, а это замедляет гибкую ИТ-организацию. [4] Виртуализированные сетевые соединения позволяют удаленно управлять этими проблемными точками, тем самым устраняя трудности.

Управление виртуальными и физическими ресурсами с помощью одних и тех же инструментов: слишком много организаций устанавливают решение управления виртуализацией похожее на существующее решение для управления ресурсами — и тогда они задаются вопросом, почему рабочая нагрузка увеличилась, а не снизилась. Лучше всего использовать инструменты, которые позволяют одинаково управлять физическими и виртуальными устройствами с одного интерфейса.

Цель этих усилий состоит в том, чтобы реализовать максимально возможную выгоду с точки зрения удовлетворения потребностей бизнеса в услугах: получить максимальную отдачу при снижении затрат до минимально возможного уровня. Виртуализация может помочь как в достижении бизнес-результатов, так и в снижении затрат. Но главной целью, определяющей усилия по виртуализации, должно быть удовлетворение потребностей в бизнес-услугах.

Вот некоторые продукты от HP, которые могут помочь в усилиях по переосмыслению инфраструктуры:

HP Virtual Connect: изолируя серверное оборудование от подключений ввода-вывода, устанавливая уровень виртуализации между физическими серверами и сетью, к которой они подключаются, HP Virtual Connect позволяет сразу определить конфигурацию сервера / сети и хранилища. Любые последующие изменения физических серверов управляются Virtual Connect с помощью средств управления Virtual Connect системным администратором. Это означает, что утомительная работа координирующих администраторов систем, сетей и хранилищ, необходимая для управления изменениями физического оборудования, больше не требуется. Серверы могут быть изменены по желанию, не затрагивая сетевую инфраструктуру или инфраструктуру хранения данных.

HP BladeSystem Matrix: это конвергентное инфраструктурное решение, предоставляющее преимущества общих служб — идеальная основа для частного облака. Оно обеспечивает сложную инфраструктуру приложения в течение нескольких минут, а не месяцев, и значительно снижает общую стоимость владения по сравнению с традиционной инфраструктурой. [6]

HP BladeSystem Matrix

Согласованное окружение

Оперативное управление

Каталог инфраструктурных шаблонов под приложения

Портал самообслуживания

Автоматизация потоковых

процессов +

Выделение ресурсов +

Энергоэффекти вное

развертывание +

Катает рофоустойчивость

Рисунок 2. HP BladeSystem Matrix

Услуги HP по управлению серверами, предлагаемые компанией HP Enterprise Services, поддерживают конвергентную архитектуру инфраструктуры. Услуги HP объединяют проектирование, внедрение и постоянное размещение, и управление инфраструктурой матрицы HP BladeSystem Matrix, чтобы помочь ИТ-организациям ускорить сложные ИТ-проекты, задачи управления и снизить затраты в ЦОД.

HP Matrix Operating Environment (МОЕ): Операционная среда HP Matrix, входящая в портфель ПО Insight, представляет собой усовершенствованное управление инфраструктурой для архитектуры x86, позволяющее непрерывно анализировать и оптимизировать физические и виртуальные ресурсы точно таким же образом. Этот мощный инструмент делает инфраструктуру более эффективной и гибкой, благодаря встроенной функции планирования емкости и интеграции физических и виртуальных функций управления. [7]

Портфель ПО Insight также включает в себя HP Systems Insight Manager и HP Insight Control для управления жизненным циклом основных инфраструктур. Операционная среда Matrix — это набор интегрированных программных компонентов, которые лежат в основе решения BladeSystem Matrix.

В компоненты МОЕ входят следующие возможности:

• Разработка и определение шаблонов служб;

• Инициирование развертывания через интерфейс самообслуживания,

• Быстрое создание каталогов служб;

• Управление объединением ресурсов до и после развертывания;

• Осуществление непрерывного планирования производительности и визуализации рабочей нагрузки;

• Перенос при сбое и восстановлении ресурсов рабочей нагрузки на расстояниях до континентального расстояния (только для ProLiant)

Возможности МОЕ интегрированы с ключевыми компонентами Insight Control для обеспечения виртуального и физического управления матричным окружением BladeSystem, что позволяет развертывать и управлять рабочими нагрузками в частной облачной среде. МОЕ также позволяет создавать каталоги услуг и настраивать услуги в соответствии с конкретными требованиями клиента.

HP Virtual Server Environment (VSE): для серверов HP Integrity Servers предоставляет автоматизированную виртуальную инфраструктуру, которая может адаптироваться за считанные секунды с критически важной

X X

о го А с.

X

го m

о

ю

2 О M

to

надежностью. HP VSE позволяет оптимизировать использование серверов в режиме реального времени путем создания виртуальных серверов, которые могут автоматически расти и сокращаться в зависимости от бизнес-приоритетов и целей уровня обслуживания. HP VSE работает в тандеме с операционными системами (ОС) высокой доступности, такими как HP-UX, чтобы обеспечить виртуализацию критически важных сред. Возможности виртуализации отлично интегрированы в эти критически важные операционные системы, что делает виртуализацию на серверах HP Integrity мощной и безупречной. [8]

должно сосредоточиться на своем основном бизнесе. Управление серверами позволит следующее:

• Оптимизировать их серверные среды;

• Повысить общую стоимость владения;

• Обеспечить высокое качество предоставления глобальных услуг;

• Обеспечить безопасность их логических и физических ресурсов.

HP P4000 G2 SAN Systems: решения данного продукта обеспечивают общую функциональность предприятия, которая улучшает виртуальные среды, упрощает управление и снижает затраты.

сч сч

0 сч

<0

01

О Ш Ш X

<

m о х

X

Виртуальная егрБгрная среда HP

Интеллектуальное управление

Единое: 3-праЕлгннг инф-раструктурой

Планировали? Кокфнгураади Автомата гадкя

Интегрирование по ляган ну

@

Виртуальные

1 Простой

Доступность i Кластеризация Устойчивое к о^дстькян

УСТ1НСЕЛЕНН5

цэкьс

l'-írKÍ БтКНЕ.1

БНЕОСГЬ

I'ic ПСПЬ :-СБ üí К т

Рисунок 3. HP VSE для интеграции HP

HP ProLiant BL495c Virtualization Blade: BL495c разработан специально для размещения виртуальных машин. Она включает в себя:

• До двух процессоров AMD Opteron серии 2300 с технологией AMD Virtualization для повышения производительности в виртуальной среде;

• 16 слотов двухстороннего модуля памяти (Dual In-line Memory Module, DIMM), поддерживающих до 128 Гигабайт (ГБ) памяти, которые обеспечивают выдающиеся соотношения памяти на ядро и памяти на виртуальную машину среди накопителей половинной высоты.

• Встроенный двухпортовый серверный адаптер 10 Gigabit Ethernet (GbE) с технологией Flex-10, которая позволяет сократить затраты на сетевое подключение до 75 процентов на одну виртуальную машину.

• Двухканальные гипертранспортные соединения между процессорами, обеспечивающие дополнительный прирост производительности по сравнению с традиционными одноканальными соединениями. [9]

HP Enterprise Services: Server Management Services: предлагает услуги, обеспечивающие надежную, безопасную и экономичную работу бизнес-приложений и баз данных (БД) клиентов. Эта служба включает планирование, развертывание, настройку, размещение и постоянную поддержку серверных сред, размещенных в службах управления HP Enterprise Server Management Services или клиентских ЦОД. Сервис использует лучшие методы стандартизации, виртуализации, автоматизации и библиотеки инфраструктуры информационных технологий (Information Technology Infrastructure Library, ITIL). Поскольку приложения и БД клиентов имеют решающее значение для их успеха, это предложение является идеальным решением для предприятия, которое

Рисунок 4. Система хранения данных HP P4000 G2 Upgrade BV876A

Простая в использовании, масштабировании и обслуживании система HP P4000 SAN гарантирует, что важнейшие бизнес-данные будут оставаться доступными. Решения HP StorageWorks P4000 G2 SAN отлично подходят для следующих вещей:

• Виртуальные сервера;

• Виртуализация клиентов;

• Виртуализация баз данных;

• Виртуализация электронной почты;

• Виртуализация бизнес-приложений.

HP 3PAR Utility Storage: это новое поколение хранилищ Tier 1. Данная утилита обеспечивает гибкость и эффективность, требуемые виртуальным ЦОД и средами облачных вычислений. Эксклюзивные функции виртуализации, такие как широкое чередование, тонкое сохранение и возможности автономного управления, встроенные в системы хранения HP 3PAR, обеспечивают уникальные преимущества, которые выводят виртуализацию серверов на новый уровень. [10]

Рисунок 5. Дисковый массив HP 3PAR StoreServ 8200 (K2Q36A)

HP StorageWorks EVA: этот продукт предлагает общесистемную виртуализацию всех дисковых ресурсов, управляемых контроллерами EVA. В то время как другие системы группируют дисковые накопители в дискретные физические RAID-массивы (Redundant Array of Independent Disks — избыточный массив независимых жёстких дисков), которые увеличивают нагрузку на управление за счет наличия нескольких физически различных RAID-массивов, HP StorageWorks EVA четко связывает физический диск в группы блоков и распределяет все результирующие RAID-массивы по всем дискам. В результате: автоматическое распределение рабочей нагрузки (производительности и емкости) на все диски в массиве, обеспечивая при этом один из самых простых массивов для настройки в отрасли.

Рисунок 6. Дисковый массив хранения данных HP Stor-ageWorks EVA 4400

На самом деле, EVA занимает на 50 процентов меньше времени для управления по сравнению с традиционными дисковыми массивами.

HP ProCurve Data Center Networking Solutions: благодаря коммутаторам ProCurve 6600 и диспетчеру соединений ЦОД, сеть которых будет интегрироваться в конвергентную инфраструктуру HP для оптимизации ИТ-процессов, ускорения времени обслуживания и повышения эффективности использования.

Рисунок 7. Коммутатор HP E6600-24G-4XG

Диспетчеры соединений ЦОД работают с ПО HP Network Automation Software для автоматизации рабочих процессов подготовки сети между сетевыми и серверными ИТ-командами в виртуальных средах.

First American

В 2007 году корпорация First American стандартизировала работу по виртуализации. Используя VMware на блейдах серверов HP BladeSystem с-класса, она вирту-ализировала 50 процентов своих серверов. 4500 открытых систем работают на 2250 физических машинах. Это означает, что корпорация First American смогла избежать приобретения, обслуживания и подачи электроэнергии на 2250 физических систем. Тем не менее, она получила практически все преимущества своих возможностей. Продвигаясь вперед, компания планирует вир-туализировать все больше и больше своих серверов, при их обновлении. First American — это показательный пример тех преимуществ, которые можно получить от обширной виртуализации.

По словам корпоративного архитектора First American Джейка Сейца: «Консолидация позволяет нам непосредственно ощутить ценность виртуализации, VMware и HP BladeSystem». К добавлению к его словам решил высказаться директор по распределенным системам Аоран Эндрюс «Теперь мы можем заниматься новым бизнесом гораздо быстрее, чем раньше. Если бы мы физически перемещали серверное оборудование, это было бы намного сложнее. Но, виртуализируя серверы, мы можем принести полученные серверы в виде образов в нашу лабораторию, тестировать приложения и легко перемещать их на производственную площадку. На посадку, которая раньше заняла бы год, теперь уходит два месяца.»

Компания First American решила стандартизировать серверные блейды HP ProLiant BL680c G5, потому что

их цель максимальную плотность виртуальных машин (ВМ) на каждом сервере и были выбраны именно эти серверы, потому что в их тестах бенчмарка они действительно были в два раза быстрее, чем модели с двухъ-ядерными чипами.

В настоящее время компания имеет 300 серверных блейдов HP C-Class и 270 блейдов HP Р-Class. Последние будут обновлены до класса С, когда придет их время обновления. Блейды сервера С-класса находятся в 25 корпусах HP BladeSystem С7000. Десять из этих корпусов содержат виртуализированные серверы.

Другие уже в процессе, поскольку компания собирается виртуализировать еще 600 серверов на 30-40 дополнительных блейдов серверов. Компания устанавливает то, что было бы десятью стойками традиционных серверов в одном корпусе 10U HP BladeSystem.

Заключение

ИТ-команда обнаружила, что 8 блейдов серверов HP в корпусе HP BladeSystem С7000 могут вместить 180 виртуальных машин. Это означает, что пространство, необходимое для 180 серверов, сокращается на 98 процентов. Это означает то, что они переходят от 10 стеллажей к 10U.

Требования к питанию также снижаются на 90 процентов. 180 установленных на стойках серверов потребляли бы 450 Ватт каждый, что составляет 81 киловатт. Запуск 180 виртуальных машин на 10 блейдах сервера потребляет 6,7 киловатт. В результате для каждого корпуса сохраняется 74,3 киловатт-часа. Если умножить эту экономию на 10 корпусов в течение года, и в результате прогнозируемая годовая экономия электроэнергии составит 714 000 долларов.

Дополнительная экономия энергии будет обеспечена за счет проекта виртуализации настольных компьютеров, который компания разместит в своей среде HP BladeSystem. Команда развертывает инфраструктуру виртуальных рабочих столов VMware, которая преобразует существующие рабочие столы в тонких клиентов. Ватт в час для каждой конечной точки упадет на 93 процента со 118 до 9.

Литература

1. Windows Server 2012 R2. Полное руководство. Том 2. Дистанционное администрирование, установка среды с несколькими доменами, виртуализация, мониторинг и обслуживание сервера. - М.: Вильямс, 2015. - 864 c.

2. Диттнер, Роджер Мейджорз Кен Матиас тен Сел-дан Мейджорз Кен Гротениус Туан Рул Дэвид мл. Виртуализация и Microsoft Virtual Server 2005 / Диттнер Роджер , Мейджорз Кен , Матиас тен Селдан, Мейджорз Кен , Гротениус Туан , Рул Дэвид , мл., Джеффри Грин. - М.: Бином-Пресс, 2008. - 432 c.

3. Ежова, Елена Николаевна Виртуализация Как Средство Деформации И Трансформации Пространства И Времени В Медиа-Рекламной Картине Мира / Ежова Елена Николаевна. - Москва: РГГУ, 2010. - 303 c.

4. Иванов, Д. В. Виртуализация общества. Версия 2.0 / Д.В. Иванов. - М.: Петербургское Востоковедение, 2002. - 224 c.

5. Лэнгоун, Д. Виртуализация настольных компьютеров с помощью VMware View 5: моногр. / Д. Лэнгоун. - М.: ДМК Пресс, 2013. - 268 c.

6. Наталия Елманова, Сергей Пахомов Виртуальные машины 2007. КомпьютерПресс 9'2007.

X X

о

го А с.

X

го m

о

2 О

м м

7. Рассел, Джесси Виртуальная машина / Джесси Рассел. - М.: VSD, 2012. - 460 с.

8. Виртуализация для хостинга: тупик или прорыв? [Электронный ресурс] // Администрирование серверов. Обслуживание компьютеров. - Режим доступа: http://ha-systems.ru/virtualizacija-dlja-hostinga. - 26.04.2014.

9. Виртуальная реальность по-русски: осваиваем виртуализацию уровня ОС на примере OpenVZ [Электронный ресурс] // Xakep Online. - Режим доступа: http://www.xakep.ru/post/ 56244/. - 26.04.2014.

10. Виртуальный Linux - Обзор методов виртуализации, архитектур и реализаций [Электронный ресурс] // IBM developerWorks Россия. - Режим доступа: http://www.ibm.com

/developerworks/ru/library/llinuxvirt/index.html. -

26.04.2014.

Analysis of infrastructure changes during visualization implementation Gereykhanov O.M., Malakhov E.D., Leontev D.K., Levchenko V.V., Min-nakhmetov T.I.

Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow

Aviation Institute JEL classification: C10, C50, C60, C61, C80, C87, C90

Virtualization provides real benefits in terms of business productivity: lower energy costs, better use of hardware and more reliable IT infrastructures. This article defines how virtualization fits into HP's general idea of how to better manage and create data centers and what HP calls converged infrastructure, provides the necessary recommendations in some areas that are worth paying attention to. Also listed are the most common products from HP, such as - HP Virtual Connect, HP BladeSystem Matrix, HP Matrix Operating Environment, HP Virtual Server Environment, HP ProLiant BL495c Virtualization Blade, HP Enterprise Services: Server Management Services, HP P4GGG G2 SAN Systems, HP 3PAR Utility Storage, HP StorageWorks EVA, HP ProCurve Data Center Networking Solutions.

Keywords: server, virtualization, management, infrastructure, system, environment, data, capability, load, resource, solution, network, service, storage, business, enclosure, machine, processing, percentage, storage, data center.

Referenses

1. Windows Server 2012 R2. Complete guide. Volume 2. Remote administra-

tion, installation of an environment with multiple domains, virtualization, monitoring and server maintenance. - Moscow: Williams, 2015. - 864 p.

2. Dittner, Roger Majors Ken Mathias ten Seldan Majors Ken Grotenius Tuan

Rule David Jr. Virtualization and Microsoft Virtual Server 2005 / Dittner Roger , Majors Ken , Mathias ten Seldan, Majors Ken, Grotenius Tuan , Rule David , Jr., Jeffrey Green. - Moscow: Binom-Press, 2008. - 432 p.

3. Yezhova, Elena Nikolaevna Virtualization As A Means Of Deformation And

Transformation Of Space And Time In The Media Advertising Picture Of The World / Elena Nikolaevna Yezhova. - Moscow: RSUH, 2010. - 303 p.

4. Ivanov, D. V. Virtualization of society. Version 2.0 / D.V. Ivanov. - M.: Pe-

tersburg Oriental Studies, 2002. - 224 p.

5. Langone, D. Virtualization of desktop computers using VMware View 5:

monogr. / D. Langone. - M.: DMK Press, 2013. - 268 p.

6. Natalia Elmanova, Sergey Pakhomov Virtual Machines 2007. Computer-

Press 9'2007.

7. Russell, Jesse Virtual machine / Jesse Russell. - Moscow: VSD, 2012. -

460 p.

8. Virtualization for hosting: a dead end or a breakthrough? [Electronic re-

source] // Server administration. Computer maintenance. - Access mode: http://ha-systems.ru/virtualizacija-dlja-hostinga . - 04/26/2014.

9. Virtual reality in Russian: mastering OS-level virtualization using the exam-

ple of OpenVZ [Electronic resource] // Xakep Online. - Access mode: http://www.xakep.ru/post / 56244/. - 04/26/2014.

10. Virtual Linux - An overview of virtualization methods, architectures and implementations [Electronic resource] // IBM developerWorks Russia. -Access mode: http://www.ibm.com /developerworks/ru/library/lli-nuxvirt/index.html . - 04/26/2014.

СЧ СЧ

о

СЧ <0

о ш m

X

А

m О X X