Virtualização

Ferramentas essenciais para planejar a infra-estrutura virtual

Jay Sauls e Baldwin Ng

Visão geral:

• Contendo custos
• Inventariando computadores
• Determinando a utilização da CPU, de E/S em disco e da rede

Sumário

Destaques da ferramenta
Descubra o que você possui
Determine as utilizações atuais
Recomendações sobre posicionamento do servidor
Configuração da máquina virtual
Restrições de posicionamento
Considerando suas opções
Requisitos
Conclusão

A virtualização não é uma tecnologia nova, mas agora está explodindo em várias novas áreas, muito além da virtualização de plataforma original desenvolvida pela IBM nos anos 60. A razão principal para esse rápido crescimento é o potencial que as tecnologias de virtualização possuem para ajudar a conter custos no data center e em operações de TI. Com os custos com energia crescendo e o apetite cada vez maior para mais serviços de TI por diferentes partes da sua organização, você pode estar lutando para acompanhar o crescimento do servidor enquanto controla os custos operacionais. A virtualização pode ajudar. E a Microsoft e outros fabricantes de software têm desenvolvido novas tecnologias, incluindo a virtualização de servidores, desktops e aplicativos, que tornará os recursos virtuais mais amplamente disponíveis.

Neste artigo, examinamos um conjunto de ferramentas que pode ajudá-lo com seus projetos de virtualização — o MAP (Microsoft Assessment and Planning) Toolkit, que é membro da família de Aceleradores de Solução da Microsoft. O que são Aceleradores de Solução? Simplificando, são ferramentas de automação e a orientação de que você precisa para quase todos os projetos de TI. Os Aceleradores de Solução são recursos autoritativos gratuitos que o ajudam, de modo proativo, a planejar, entregar e operar sua infra-estrutura de TI — de desktops a servidores, do físico ao virtual.

Projetados em colaboração com especialistas da indústria e testado em ambientes de clientes reais, os Aceleradores de Solução oferecem simplesmente o nível certo de orientação prescritiva e a automação para atingir um alto desempenho e criar uma infra-estrutura de TI entre os produtos — tudo sem ter que reinventar a roda. Esses recursos se concentram em preocupações principais de empresas de todos os tamanhos, como avaliação e planejamento de infra-estrutura, virtualização, comunicação e colaboração e segurança e conformidade.

Destaques da ferramenta

A recém-lançada MAP Toolkit 3.1 (consulte a Figura 1) é uma ferramenta de avaliação de infra-estrutura de rede projetada para ajudá-lo a rapidamente obter uma compreensão de linha de base de seus servidores e desktops, incluindo se eles estão prontos para atualização ou migração para tecnologias como Hyper-V, Microsoft Application Virtualization, Windows Server 2008, Windows Vista, Office 2007 e SQL Server.

Figura 1 Microsoft Assessment and Planning Toolkit 3.1 (clique na imagem para ampliá-la)

Como a Figura 2 mostra, o MAP gera automaticamente relatórios e propostas de avaliação de prontidão, poupando-o de muito trabalho que você, por outro lado, teria que fazer sozinho. O MAP Toolkit 3.1 suporta cenários de servidor e desktop, incluindo a avaliação de desktops para atualização ao Windows Vista e o planejamento para a distribuição do Microsoft Application Virtualization.

Figura 2 Exemplo de proposta de migração gerada automaticamente (clique na imagem para ampliá-la)

Para planejamento de virtualização de servidor, três recursos principais da ferramenta podem ajudá-lo a determinar quais de suas máquinas físicas são boas candidatas: inventário de servidor, coleta de métrica de desempenho e recomendações de posicionamento de virtualização. Vamos examinar um cenário que mostra como você pode usar esses recursos para criar uma imagem detalhada do seu ambiente atual e planejar para a transição à virtualização.

Descubra o que você possui

Várias empresas grandes possuem alguma forma de infra-estrutura de gerenciamento de servidor em vigor, como o System Center Operations Manager. Alguns ambientes são menos ativamente gerenciados. Se estiver trabalhando em um ambiente onde você realmente não tem certeza sobre quais servidores estão instalados ou o que eles estão executando, o recurso de inventário de servidor pode ajudá-lo rapidamente a pintar uma imagem clara. O inventário de servidor pode detectar máquinas no seu ambiente usando o Active Directory, a verificação de intervalo de endereço IP ou, simplesmente, importando uma lista de máquinas de um arquivo simples. Como mostra a Figura 3, você também pode usar vários métodos de detecção juntos (Active Directory e verificação de endereço IP, por exemplo) para encontrar máquinas que deveriam estar no Active Directory, mas não estão.

Figura 3 Escolhendo o método de detecção do computador (clique na imagem para ampliá-la)

À medida que as máquinas são detectadas, o MAP Toolkit 3.1 tenta se conectar a cada uma e recuperar mais de 50 classes de dados pelo WMI (instrumentação de gerenciamento do Windows). Vários tipos diferentes de relatórios podem ser gerados com base nesses dados. Para consolidação de servidor com virtualização, estamos mais interessados nos relatórios criados quando você seleciona serviços e funções específicas de migração para o Windows Server 2008.

Mesmo se você não estiver fazendo uma migração para o Windows Server 2008 nesse momento, os dois relatórios que esse cenário cria são valiosos para determinar o tipo de hardware no seu ambiente (incluindo tipo e velocidade do processado, tamanhos de disco e memória instalada), bem como que funções de software você atribuiu para cada servidor (servidores DNS, controladores de domínio e Serviços de Terminal).

Esses relatórios são fornecidos a você como pastas de trabalho do Microsoft Excel, então é fácil usar as ferramentas de classificação e filtragem no Excel para identificar exatamente que máquinas no seu ambiente seriam boas candidatas para virtualização.

Os relatórios de inventário de servidor fornecem dados sobre vários atributos que você pode considerar ao escolher servidores para virtualizar. Como exemplo, talvez você queira garantir que os computadores que está virtualizando estejam em execução em um sistema operacional suportado pela plataforma de virtualização Hyper-V. Na pasta de trabalho WS2008HardwareAssessment do Excel criada pelo processo de inventário de servidor, na guia Inventário de Servidor, você pode examinar as colunas Sistema Operacional Atual e Service Pack para encontrar qualquer sistema que precise ser atualizado.

Determine as utilizações atuais

A próxima etapa para encontrar os candidatos à virtualização é medir de quanto está sendo a utilização das máquinas físicas. O Assistente de Métrica de Desempenho no MAP Toolkit 3.1 (consulte a Figura 4) grava contadores de desempenho de uma lista de máquinas que você identificou como candidatas à virtualização. A utilização da CPU, de E/S em disco e da rede são todas capturadas para uma revisão posterior.

Figura 4 O Assistente de Métrica de Desempenho (clique na imagem para ampliá-la)

Essa parte da ferramenta foi projetada para observar máquinas por um período razoavelmente longo de tempo (até um mês), o que fornece um pouco de flexibilidade para escolher como usá-la. Se já possui uma boa idéia de quando ocorrem as utilizações mais altas no seu ambiente (por exemplo, você pode ter uma janela de processamento em lote semanal), você pode configurar o assistente para ser executado por apenas algumas horas bem aproximadamente naquele horário. No entanto, se não tiver certeza de quando suas utilizações mais altas ocorrem ou se gostaria de observar várias máquinas que possuem horários de uso de pico diferentes, você pode configurar o assistente para ser executado durante vários dias ou semanas para gravar dados dos seus computadores. Isso permite que a ferramenta identifique automaticamente as utilizações de pico de um conjunto maior de dados.

Usando as informações do seu inventário anterior, acesse os recursos de classificação e filtragem do Excel para criar uma lista de máquinas que gostaria de monitorar. O Assistente de Métrica de Desempenho aceitará essa lista como um arquivo simples, com um nome de máquina por linha. Copie a lista de nomes de máquina do Excel para um novo arquivo de texto em branco no Bloco de Notas e, em seguida, salve-o. Quando solicitado, importe esse arquivo para o assistente e defina a hora de término do período de coleta da métrica de desempenho. O assistente entrará no modo de coleta de dados e reunirá contadores de desempenho das máquinas especificadas a cada cinco minutos.

Quando o Assistente de Métrica de Desempenho for concluído, ele criará um relatório detalhado do Excel listando todas as máquinas observadas e toda a métrica de desempenho para diferentes categorias de utilização: CPU, disco físico, disco lógico e rede. Usando essas informações, você pode refinar ainda mais sua lista de candidatas a considerar para a virtualização.

Você pode ter como objetivo máquinas com utilização extremamente baixa e procurar consolidar várias delas como máquinas virtuais (VMs) em um único host ou você pode combinar essas informações com os dados de inventário para encontrar máquinas que possuem serviços de missão crítica que precisam de alta disponibilidade. A virtualização pode ser usada para fornecer recursos de recuperação de desastres aprimorados para ambientes de alta disponibilidade. Após sua análise ser feita, você pode continuar com a etapa final de gerar recomendações de posicionamento de máquina virtual.

Recomendações sobre posicionamento do servidor

O Assistente de Consolidação e Virtualização de Servidor permite que você especifique a configuração de uma máquina de host de virtualização hipotética em termos de CPU, rede, subsistema de disco e memória. Usando os dados de desempenho coletados pelo Assistente de Métrica de Desempenho, o Assistente de Consolidação e Virtualização de Servidor computa um bom mapeamento de convidadas de VM para hosts de VM, garantindo que cada host seja bem utilizado sem arriscar a utilização em excesso durante o uso de pico.

Quando o Assistente de Consolidação e Virtualização de Servidor é concluído, ele produz uma planilha detalhada do Excel com o mapeamento proposto de VMs convidadas a hosts físicos. Para cada VM e host, o relatório mostra a projeção de utilização de E/S em disco, de E/S em rede e de CPU. Como VMs convidadas são adicionadas a máquinas de host físicas durante o processo de adequação, novas máquinas de host são alocadas à medida que hosts anteriores atingem a capacidade. Para cada novo host, é exibida uma mensagem que indica por que um novo host precisava ser alocado.

Se vários dos seus hosts recebessem a mesma mensagem, você poderia considerar a reexecução do Assistente de Posicionamento com uma configuração de host diferente para tentar aumentar o número de convidados atribuídos a cada host. Por exemplo, se vários dos seus hosts exibem a mensagem de que atingiram o limite de memória, você poderia tentar reexecutar o assistente e especificar uma quantia maior de RAM para a configuração do host. Isso deve aumentar o número de convidados que podem ser atribuídos a cada host.

Configuração de máquina virtual

Cada página no Assistente de Consolidação e Virtualização de Servidor permite que você configure um componente principal da configuração do computador hipotética que será usada para modelar a capacidade do computador host de VM. Os modelos são fornecidos para Virtual Server 2005 R2 e Hyper-V, e será perguntado a você qual tecnologia de virtualização você deseja usar na primeira página do assistente (consulte a Figura 5).

Figura 5 Selecionando a tecnologia de virtualização a usar para recomendações de posicionamento (clique na imagem para ampliá-la)

Modelos para várias famílias de CPUs da AMD e Intel são fornecidos na página de configuração da CPU. Se um modelo para sua CPU exata não estiver disponível, escolha a correspondência mais próxima. Você pode configurar a contagem de processadores físicos, núcleos e hyperthreads por núcleo nessa página. Observe que se escolher Hyper-V como sua plataforma de virtualização, apenas CPUs de 64 bits estarão disponíveis para escolha (consulte a Figura 6).

Figura 6 Configuração de CPU de host (clique na imagem para ampliá-la)

A terceira página do assistente permite que você configure um subsistema de disco, em termos de número de unidades de disco e tecnologia RAID, para computar tanto o espaço em disco total disponível no host, como um valor para a taxa de transferência do subsistema de disco. O valor da taxa de transferência é fornecido automaticamente com base na tecnologia de interface e na velocidade escolhida de RPM (Monitor de Desempenho e Confiança) do disco.

No MAP Toolkit 3.1, o suporte direto para modelar soluções de disco SAN (rede de área de armazenamento) e NAS (armazenamento anexado à rede) não é fornecido. Para uma aproximação grosseira, escolha a tecnologia de disco SCSI e configure um nível RAID similar à sua configuração de SAN, com discos de velocidade semelhante. Essa aproximação deve ser próxima o suficiente para ajudá-lo a fazer seu planejamento inicial.

Restrições de posicionamento

À medida que computadores convidados virtualizados são mapeados a hosts físicos, seis fatores são levados em consideração para avaliar se um convidado se ajustará ou não à capacidade restante de um computador host:

• Utilização da CPU
• Utilização de E/S de rede
• Utilização de E/S de subsistema de disco
• Memória
• Espaço em disco
• Suporte a sistema operacional convidado na tecnologia de virtualização especificada

A utilização da CPU, da rede e do subsistema de disco são razoavelmente diretas. As utilizações medidas na candidata convidada à virtualização física são convertidas em uma utilização equivalente no computador host de virtualização, que é então adicionada à utilização existente do host. Se a utilização total resultante de todos os convidados atribuída a esse host para aquele recurso for menor do que o limite, o convidado é atribuído ao host. Caso contrário, o convidado não será colocado e outros convidados são experimentados, para ver se um pode se ajustar.

Como exemplo, suponha que você tenha coletado uma métrica de desempenho sobre um computador com uma CPU de Pentium 4 de 1,2 GHz que mostrou uma utilização da CPU de 32%. Se você configura um host de virtualização com uma CPU Intel Xeon série 5300 quad-core, a utilização de CPU original medida do possível computador convidado será extrapolada para uma utilização projetada equivalente no computador host. Essa nova utilização será menor do que o valor original medido devido à arquitetura de CPU mais recente, à velocidade de clock de CPU diferente e à adição de mais núcleos.

Por outro lado, se você configurou um computador host com uma CPU menos eficiente do que a do convidado, a utilização projetada será maior depois de extrapolada para o host. Em qualquer um dos casos, a nova utilização extrapolada da CPU será usada para calcular o uso geral do computador host à medida que os convidados são atribuídos a ela.

Vale a pena discutir rapidamente apenas como a utilização de memória e o espaço em disco são decididos. A quantia total de memória física instalada em cada possível convidado de virtualização é reservada na máquina host. Além disso, uma quantia pequena de memória (512 MB) é reservada para o host em si. Quando a memória no host for esgotada devido à atribuição de convidados mais a sobrecarga de host, mais nenhum convidado de virtualização será colocado nesse computador host.

O espaço em disco é tratado do mesmo modo: a quantia total de espaço em disco físico em cada possível convidado de virtualização é reservada na máquina host. Além disso, 50 GB de espaço em disco são reservados para uso pelo host de virtualização. Depois que o uso de disco total de todos os convidados atribuídos ao host, mais o espaço reservado para o host em si atingirem o tamanho especificado na configuração do host, nenhum outro convidado poderá ser atribuído.

Com base na plataforma de virtualização escolhida, serão feitas verificações para garantir que o sistema operacional em execução no computador convidado seja realmente suportado pela plataforma de virtualização. Por exemplo, sistemas operacionais de 64 bits não são suportados como convidados no Virtual Server 2005 R2, então eles não serão posicionados se você escolher essa como sua tecnologia de virtualização.

Considerando suas opções

Executando o Assistente de Consolidação e Virtualização de Servidor várias vezes, será fácil comparar os resultados de diferentes escolhas de hardware para a máquina virtual de virtualização. Cada vez que você executa o assistente, pode escolher diferentes opções de CPU, disco e memória para encontrar a solução que será a melhor para o seu ambiente.

Preste atenção na coluna Last Placement Failed Reason (Razão da Falha do Último Posicionamento) na guia Consolidation Recommendations (Recomendações de Consolidação) da pasta de trabalho do Excel de consolidação do servidor. Essas razões fornecerão a você pistas sobre por que mais máquinas convidadas não puderam ser posicionadas em um determinado host. Se vários hosts estiverem exibindo a mesma razão, como a de que a utilização de memória do convidado excede a memória disponível no host, aumentar a quantia de memória na configuração do host pode reduzir o número total de hosts necessários.

Requisitos

Uma das vantagens do MAP Toolkit 3.1 é que ele não requer a instalação de nenhum software nos computadores que estão sendo inventariados. Todas as operações são conduzidas remotamente. No entanto, existem alguns fatores que devem ser levados em conta para que tudo funcione adequadamente.

Para que o Assistente de Inventário e o Assistente de Métrica de Desempenho concluam seus trabalhos, algumas portas TCP devem ser abertas no computador de destino e devem estar acessíveis do computador onde o MAP Toolkit está instalado. O Guia de Introdução entra em detalhes sobre os requisitos; em resumo, as portas para autenticação, o DCOM e o WMI devem ser abertos nos computadores que estão sendo inventariados. Se existir algum firewall instalado na rede entre o computador que executa o MAP Toolkit 3.1 e os destinos de inventário, esses firewalls devem ser configurados para permitir que esse tráfego também seja transmitido.

O MAP Toolkit 3.1 é projetado para ambientes de inventário de até 100 mil computadores e para coletar métricas de desempenho de até 3 mil computadores de cada vez. Por padrão, essa ferramenta instalará uma instância privada de SQL Server 2005 Express Edition. Devido à limitação do tamanho do arquivo de banco de dados de 4 GB no SQL Server Express, essa configuração permite apenas que você faça o inventário de aproximadamente 20 mil computadores antes de atingir o limite de tamanho de arquivo imposto pelo SQL Server Express. Para trabalhar com mais computadores durante o inventário, existem alguns padrões que devem ser modificados.

Para trabalhar com ambientes maiores, você terá que usar uma versão completa do SQL Server, como o SQL Server 2005 Standard Edition. Antes de instalar o MAP Toolkit, instale uma nova instância do SQL Server 2005 e nomeie a instância como "MAPS". Em seguida, execute o instalador do MAP Toolkit como o faria normalmente no mesmo computador. O MAP Toolkit requer uma instância local do SQL Server e o instalador irá detectar automaticamente uma instância "MAPS" local do servidor do banco de dados e irá se instalar nela, em vez de instalar o SQL Server Express Edition.

Para ambientes ainda maiores, você pode utilizar o recurso de dimensionamento, que permite a vários computadores auxiliares com o MAP Toolkit instalado executarem um grande inventário cooperativamente e armazenar todos os dados coletados em um único banco de dados central. Essa configuração também requer o uso do SQL Server Standard Edition para evitar o limite de tamanho de arquivo de 4 GB.

Consulte o Guia de Introdução para obter detalhes sobre como instalar essa ferramenta nessa configuração e editar as seqüências de caracteres de conexão de banco de dados adequadamente para esse modo. O recurso de dimensionamento também pode ser usado para colocar o SQL Server em uma máquina que não seja a máquina em que o MAP Toolkit está instalado.

Conclusão

Os Aceleradores de Solução, como o Microsoft Assessment and Planning Toolkit, fazem o trabalho pesado para seus projetos de TI no seu lugar. O MAP Toolkit poupou a vários usuários centenas de horas de tempo de planejamento de TI para implantações de Hyper-V. Você está pronto para experimentar?

Se deseja experimentar, você pode baixar o Microsoft Assessment and Planning Toolkit gratuitamente em microsoft.com/map ou pode obter outros Aceleradores de Solução de Virtualização no site microsoft.com/vsa. Também o estimulamos a visitar o blog da equipe do MAP Toolkit em blogs.technet.com/mapblog para você descobrir mais dicas e vídeos de demonstração.

Jay Sauls é gerente de programas sênior no grupo de Aceleradores de Solução da Microsoft, onde trabalha no projeto e na implementação de ferramentas, como Windows Vista Hardware Assessment e Microsoft Assessment and Planning Toolkit. Anteriormente, Jay trabalhou em outras equipes de produto da Microsoft, incluindo Microsoft Commerce Server, Microsoft BizTalk e System Center Capacity Planner.

Baldwin Ng é gerente de produto sênior na equipe principal de engenharia dos Aceleradores de Solução da Microsoft. Seus projetos atuais incluem o Microsoft Assessment and Planning Toolkit e os Aceleradores de Solução da Microsoft. Baldwin tem mais de 16 anos de experiência em desenvolvimento e gerenciamento de produtos em TI, comércio eletrônico e serviços de Internet sem fio, trabalhando na Microsoft, Corbis e Alltel. Ele escreve freqüentemente no blog blogs.technet.com/MAPBLOG.