10 funcionalidades incríveis do VMware

vSphereConheça as principais funcionalidades da solução mais usada no mundo!

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Sumário

Sobre a VMware VMware vSphere

vCenter Hypervisor ESXi

Overcommit (TPS)Ballooning

SwapThin Provisioning

vMotion Storage vMotion

High Availability (HA)Fault Tolerance (FT)

Dynamic Resource Scheduling (DRS)Dynamic Power Management (DPM)

Sobre a VMwareHistória e situação atual

Fundada em 1998, a VMware enxergou o potencial da virtualização em hardware comum (x86) e desenvolveu soluções a partir desta visão, crescendo muito rapidamente e se tornando uma das mais relevantes empresas de tecnologia de todos os tempos.

Apesar do aumento da concorrência nos últimos anos, a VMware continua investindo em inovação e aumentando a oferta de soluções para se manter competitiva neste mercado.

A aquisição pela EMC em 2004 permitiu a oferta de soluções mais integradas ao sistema de armazenamento, e representa um diferencial em relação à concorrência.

Nos anos recentes, a empresa se voltou para a oferta de soluções e serviços em nuvem (IaaS, PaaS e SaaS), acompanhando a evolução do mercado e posicionando seus produtos de acordo com a filosofia “Datacenter definido por software” da empresa.

Isto significa basicamente que toda a infraestrutura da empresa, uma vez na nuvem (ou virtualizada), deve ser controlada a partir de políticas definidas através de softwares de gerenciamento desta infraestrutura, simplificando e flexibilizando a gestão de TI.

Auto-gestão

Automatizar

Sob demandaConsolidaçãoTestes

Separar Consolidar Agregar

Nuvem

Liberar

A VMware foi decisiva no processo de adoção da tecnologia de virtualização pelas empresas

VMware vSphere

A suite de virtualização da VMware evolui a cada ciclo de lançamentos da empresa, trazendo mais e melhores funcionalidades para ambientes virtualizados a cada nova versão.

A partir de uma arquitetura em camadas, onde o nível mais baixo representa a virtualização de elementos básicos de hardware (vCompute, vStorage, vNetwork) e o nível mais alto representa funcionalidades que atendem necessidades comuns (disponibilidade, segurança, escalabilidade), a VMware demonstra a importância de construir serviços apoiados em virtualização.

Ap

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Scalability

VMware vSphere

Security

• ESXi Firewall• 32 way SMP

• 1 TB VMs

• New HA

Architecture

vMotion over WAN

Availability

NetworkStorage

• Network I/O Control

(per VM controls)

• Distributed Switch

(Netflow, SPAN, LLDP)

• Storage DRS

• Profile-Driven Storage

• VMFS 5

• Storage I/O Control (NFS)

• ESXi Convergence

• Auto Deploy

• HW v8

Compute

vCenter Server • Virtual Appliance• Web Client

vCenter

O elemento central da suite de virtualização é o vCenter, software de gerenciamento que controla os servidores físicos (hosts) e as funcionalidades mais avançadas da solução, incluindo recursos de alta disponibilidade, tolerância a falhas e balanceamento de carga.

Os servidores físicos são agrupados em clusters, sendo então possível ativar recursos como HA, DRS e outros que discutiremos adiante.

O vCenter também viabiliza o gerenciamento baseado em papéis, útil para empresas que precisam delegar responsabilidades específicas sobre o ambiente virtualizado, seja o gerenciamento de um conjunto específico de máquinas virtuais ou as configurações do sistema de armazenamento.

Hypervisor

O elemento fundamental de qualquer solução de virtualização é o hypervisor, o software que controla os recursos virtuais de CPU, memória, disco, rede e outros, permitindo a execução das máquinas virtuais.

O hypervisor da VMware foi unificado desde a versão 5.0 da suite vSphere, deixando de existir o ESX em favor do ESXi, mais simples, seguro e eficiente.

Vale notar que, curiosamente, o ESXi foi disponibilizado gratuitamente como forma de disseminar a solução da VMware e, com o tempo, ficou demonstrado que a versão gratuita havia se tornado superior à versão paga, ESX, que oferecia recursos que (quase) ninguém usava, sendo portanto mais sensato unificar as versões.

vSphere ESXivSphere ESXi

Hypervisor

O ESXi pode ser instalado de forma automática, através do recurso denominado Auto Deploy, simplificando a instalação e configuração de múltiplos hypervisors em ambientes de médio e grande porte.

Através do uso de Host Profiles, é possível estabelecer padrões de configuração e aplicá-los aos hosts facilmente.

Isto permite o gerenciamento centralizado dos hosts, reduz a execução de procedimentos manuais e otimiza o provisionamento de novos servidores físicos.

Além da instalação automatizada, o ESXi oferece uma série de recursos que facilitam o gerenciamento e solução de problemas, a exemplo da autenticação integrada com AD, acesso via SSH para execução remota de configurações via linha de comando,inicialização a partir de sistema de armazenamento SAN, dentre outros.

vSphere ESXivSphere ESXi

Overcommit (TPS)

O ESXi fornece alguns recursos muito interessantes para economizar memória.

O principal deles é o overcommit, um conceito que indica a possibilidade de uso de mais memória do que a memória física existente.

Como isso é possível ?

Através de uma técnica chamada Transparent Page Sharing (TPS), a memória física alocada é compartilhada entre as máquinas virtuais sempre que possível.

Na figura vemos três máquinas virtuais que compartilham um mesmo bloco de memória física, que se refere a um mesmo software em execução ou um mesmo dado sendo utilizado para leitura, por exemplo. Em caso de modificação, novos blocos de memória são alocados sob demanda.

Balooning

O ESXi possui outro recurso bem útil para economizar memória, especialmente em ambientes com escassez de recursos.

O Ballooning consiste em “roubar” memória de uma máquina virtual que não a esteja utilizando, para que seja alocada para outra máquina virtual.

Este recurso depende da instalação do VMware Tools na máquina virtual, pois este software intermedia a alocação de memória e sua disponibilização para o host.

Esta funcionalidade pode ser monitorada através dos gráficos de memória do ESXi e da própria máquina virtual, e só é acionada caso não haja memória disponível no host para fornecer à máquina virtual que precisa.

Guest OS

VMware Tools

RAM

VM

Swap (SSD)

O ESXi possui suporte a swap, significando que, caso não haja memória física disponível na máquina virtual e no host, os dados serão gravados em disco, sendo usado como memória virtual.

É possível alocar um disco exclusivo para swap, o que pode ser interessante em servidores que contem com discos SSD. As versões mais recentes da suite permitem otimizar o processo de swap usando este tipo de disco.

Também é possível centralizar o armazenamento dos arquivos de swap das máquinas virtuais em um local específico, como um disco NFS, por exemplo, caso não se deseje ocupar espaço no armazenamento nobre com swap.

É curioso notar que, caso uma máquina virtual precise de swap, e o host possua memória física disponível, o swap será feito em memória, não degradando o desempenho.

Copyright © 2008 VMware, Inc. All rights reserved.

Shared RAMNo free RAM

results in swap

RAMexclusive

to VM

.vswp

Limit

Reservation

DefinitionVM RAM

Thin Provisioning

O ESXi possui suporte a um recurso chamado Thin Provisioning, também referenciado como disco dinâmico, que indica que um disco de uma máquina virtual deve ocupar o espaço físico de acordo com o volume de dados efetivamente armazenado, reduzindo assim o desperdício.

Entretanto, é necessário ter cuidado ao usar este recurso, pois é fácil perder a noção do espaço livre “real”.

Considere o exemplo acima, onde o espaço “alocado” para as máquinas virtuais é 160GB, porém o espaço efetivamente usado (e ocupado) fisicamente é 70GB.

Agora imagine que o disco físico possua 120GB. Fica claro que há um risco de falta de espaço, mas este risco está oculto pelo uso do disco dinâmico.

App

OS

App

OS

App

OS

10GB

20GB 40GB 100GB

10GB20GB 10GB40GB

ESX

30GB70GB

vMotion

O vMotion é uma das funcionalidades mais importantes da solução de virtualização da VMware, permitindo a migração de máquinas virtuais (guests) entre servidores físicos (hosts) sem interrupção.

Esta funcionalidade depende de armazenamento central e compartilhado entre os hosts envolvidos, para que seja possível acessar os dados da máquina virtual sendo migrada.

Também é necessário que os hosts tenham compatibilidade para execução de instruções (não funciona de Intel pra AMD, por exemplo).

Para ativar o vMotion é necessária uma versão licenciada da suite vSphere, não estando disponível na versão gratuita.

Interessante notar que a partir do vMotion a VMware desenvolveu outras funcionalidades muito úteis, como veremos adiante.

Storage vMotion

O Storage vMotion é o recurso que permite transferir o disco de uma máquina virtual para outro sistema de armazenamento sem interrupção do serviço.

É uma funcionalidade muito útil para lidar com situações de escassez de espaço em disco, manutenção e outras que demandem movimentação de dados das máquinas virtuais de com o menor impacto possível.

Importante notar que este tipo de operação causa I/O intensa no sistema de armazenamento, não sendo indicado proceder em horário de pico, exceto se extremamente necessário, pois há degradação do acesso ao sistema de armazenamento, especialmente se muitas máquinas virtuais compartilham o mesmo local de armazenamento.

Outro aspecto a considerar é o tamanho da máquina virtual, quanto maiores os discos, maior a chance de a operação falhar em virtude do alto nível de I/O exigido.

Copyright © 2008 VMware, Inc. All rights reserved.

High Availability

O High Availability (HA) é uma funcionalidade desenvolvida para lidar com situações de falha no ambiente virtualizado, que faz com que as máquinas virtuais hospedadas num host que venha a falhar sejam ativadas em outro host, automaticamente.

Note que há interrupção do serviço neste caso, pois as máquinas que estavam no host que falhou foram interrompidas, sendo necessário reiniciá-las, desta vez em um host ativo, obviamente.

Em razão disso, esta funcionalidade sofre algumas críticas e pode não ser suficiente para atender aos requisitos de ambientes de missão crítica que não admitem interrupção.

Ainda assim, a funcionalidade se revela bastante útil em muitos cenários onde uma interrupção curta, equivalente ao tempo necessário para um “reset” na máquina virtual, seja aceitável, algo que na prática se mostra viável.

Fault Tolerance

O Fault Tolerance (FT) é a funcionalidade da suite vSphere que permite garantir a tolerância a falhas de máquinas virtuais, através da replicação contínua entre a máquina virtual primária (em operação) e uma máquina virtual secundária, mantida em standby.

Em caso de falha, a replicação em tempo real de todas as operações da máquina primária para a secundária garante, diferentemente do que ocorre no HA, que não haja interrupção do serviço, de forma que a máquina virtual secundária assume o lugar da primária, sendo então criada, automaticamente, uma nova máquina virtual secundária.

Note que a ativação do FT implica na utilização do dobro de recursos em relação à máquina virtual primária, que tem uma secundária idêntica mantida em operação o tempo todo, apesar de “invisível” para o usuário.

É importante destacar que a funcionalidade ainda possui muitas limitações, sendo necessário procedimento de preparação antes de ativar o recurso numa máquina virtual, e a ativação do recurso restrita a máquinas com apenas um processador.

Dynamic Resource Scheduler

O Dynamic Resource Scheduler (DRS) é o recurso que permite realizar o balanceamento de carga entre os hosts, monitorando em tempo real o desempenho de cada servidor físico e realizando a migração de máquinas virtuais através do vMotion para estabelecer o equilíbrio na utilização de recursos sempre que necessário.

O DRS pode ser configurado em relação à automação, sendo possível realizar o balanceamento de carga de três maneiras: manual, semi-automática e automática.

Quando configurado em modo automático, o DRS permite definir níveis de automatização de moderado a agressivo, indicando o nível de desequilíbrio que vai disparar a execução de operações de migração.

O DRS, por utilizar o vMotion, requer um grau de compatibilidade elevado entre os hosts em relação à arquitetura de instruções do processador, sendo possível compatibilizar gerações diferentes de processadores, desde que do mesmo fabricante. Não é possível migrar máquinas virtuais de um host Intel para outro AMD, por exemplo.

Distributed Power Management

O Distributed Power Management é o recurso que funciona associado ao DRS, e que permite a economia de energia através da migração de máquinas virtuais para um número reduzido de hosts, colocando os demais servidores físicos em standby.

O DPM também permite a configuração de vários níveis de automação, sendo possível realizar as migrações e o “desligamento” dos hosts de maneira automática ou manual.

É necessário testar previamente o suporte aos recursos de desligamento e religamento dos hosts, sendo suportados alguns padrões, entre eles o IPMI e Wake On LAN.

Caso o host não suporte nenhum dos padrões disponíveis para standby, o religamento deverá ocorrer de forma manual, caso o recurso DPM seja ativado. Neste caso, a configuração não é recomendada, pois implicaria no desligamento automático de servidores, porém o religamento dependeria de intervenção de um profissional, havendo risco de sobrecarga de serviços por insuficiência de recursos.

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