Virtualización: Prepárese para la virtualización
Prepararse para implementar máquinas virtuales en su infraestructura requiere realizar un trabajo preliminar y diversos preparativos, pero los beneficios valen la pena.
Brian Marranzini
La virtualización es una tecnología valiosa que le ayuda a obtener el máximo provecho de sus inversiones de TI. La ecuación de costo/beneficio es fácil de calcular y de justificar. La virtualización también puede ayudar en los desafíos de administración y disponibilidad, gracias a que proporciona capacidades tales como copia de seguridad, restauración, portabilidad, pruebas y reversión.
Puede obtener la instantánea de una máquina virtual (VM) antes de aplicar cambios y, si dichos cambios provocan problemas, luego puede realizar la reversión. Puede realizar una copia de seguridad y restaurar en distintos hardware simplemente exportando o importando una máquina virtual a cualquier sistema compatible con Hyper-V. Puede establecer la redundancia de hardware al agrupar los hosts de virtualización en clústeres.
Sin embargo, la implementación de máquinas virtuales requiere de mantenimiento individual y, lo que resulta más importante, de una evaluación adecuada del sistema. Además, las aplicaciones virtualizadas requieren niveles adicionales de administración y supervisión que no son necesarios en el mundo físico.
En este artículo, abordaré estos y otros desafíos a los que se enfrentará cuando implemente un entorno virtual (a fin de obtener información adicional, revise las guías de compilación, arquitectura e implementación). Estos son algunos de los procedimientos recomendados en la preparación para usar la virtualización y Hyper-V. Esto le servirá de ayuda para maximizar el uso que le dé a la virtualización, a la vez que se minimizan los riesgos.
Infraestructura instantánea
La virtualización ha provocado un cambio en los paradigmas. Normalmente, el proceso de pedir, colocar en bastidores, proporcionar alimentación, crear redes y configurar solía demorar semanas e incluso meses. Ahora puede lograr todo eso mediante un clic con el botón secundario en una máquina en System Center Virtual Machine Manager (VMM) y seleccionar “plantilla” y, a continuación, “implementar”.
En ese punto, todos los aspectos básicos son, en esencia, realizados para usted. Al crear una plantilla, se obtiene una máquina virtual con ssysprep basándose en sus requisitos específicos, la que se une a un dominio y está lista para ejecutarse en 30 minutos, o incluso menos si usa una tecnología de copia basada en SAN con VMM. Esto determina cuál de sus hosts de virtualización tiene mayor capacidad y coloca ahí su máquina virtual. A pesar de que suena simple, la virtualización dista mucho de ser un servicio listo para implementar.
Antes de siquiera comenzar con el hardware, la primera pregunta es “¿Tiene licencia para esto?”. Aunque una revisión en profundidad de la licencia se encuentra muy lejos del ámbito de este artículo, haremos una introducción básica. Para conocer la posición oficial, puede revisar los Derechos de uso de los productos de Microsoft.
Windows Server 2008 Standard Edition le permite ejecutar una máquina virtual para cada licencia. Cada licencia de Enterprise Edition le permite tener hasta cuatro máquinas virtuales. La edición Datacenter Edition permite tener máquinas virtuales sin límite y se vende por procesador físico (no por núcleos).
Si compró su licencia de Windows Server con el hardware y obtuvo las versiones OEM, no podrá trasladar el sistema operativo desde ese hardware: permanecerá ahí hasta el final. Si la adquirió a través de uno de los canales de licencias por volumen o a un revendedor de grandes cuentas, podrá trasladar la licencia una vez cada 90 días, o frente a la eventualidad de un error del hardware.
Esto significa que si va a agrupar o a mover máquinas virtuales dentro de un período de 90 días, podrá licenciar cada host según el número máximo de máquinas virtuales que deberá ejecutar dentro de un período de 90 días. También podría licenciar todos los hosts con Datacenter Edition.
Datacenter Edition es la manera más económica de comprar Windows si ejecuta más de tres o cuatro máquinas virtuales por procesador físico. Es posible que también desee considerar Windows Software Assurance. Cuando aparezca la siguiente versión de Windows, si planea instalar incluso una copia y desea moverla en su clúster, necesitaría una copia para cada host.
Los productos de System Center están disponibles en las versiones Enterprise y Datacenter Suite. Puede proteger los derechos para usar toda la pila System Center con un número ilimitado de máquinas virtuales. Multiplique el número de máquinas virtuales en un host por el número de licencias de administración individuales de System Center que necesita por máquina virtual, más el costo del host frente al costo del conjunto de aplicaciones de administración adecuado.
Hay un límite que establece tres herramientas o tres máquinas virtuales, donde los conjuntos de aplicaciones son la manera más económica de obtener una licencia. Para la mayoría de las aplicaciones, existe un derecho de movilidad de licencias que permite moverlas dentro de una granja que puede incluir hasta dos centros de datos.
Conversión a virtual
Si está convirtiendo máquinas físicas en máquinas virtuales con VMM, o si está compilando un entorno nuevo, puede abordar esas conversiones con Operations Manager o con el Microsoft Assessment and Planning (MAP) Toolkit gratuito. Estas herramientas le ayudan a capturar y a revisar la información de rendimiento de potenciales candidatos a la virtualización.
Ahora pensemos en el hardware. El hardware que elija debe ser capaz de controlar las cargas de trabajo acumuladas que planea ejecutar en el nivel máximo. Por lo tanto, si tiene una carga de trabajo que usa un procesador de 2 Ghz de doble núcleo a una tasa de utilización promedio de 80% del máximo, y otra que usa el mismo procesador a un 50% del rendimiento máximo, necesita asegurarse de tener un sistema igual o al menos de un 150%.
También podría usar un procesador de 3 Ghz de doble núcleo para permitir que ocurra cierta sobrecarga (aproximadamente 10% en este caso) a fin de que se ejecute el host físico. Sin embargo, normalmente el factor limitante no es el procesador. La mayoría de las cargas de trabajo se ejecutan en un promedio de utilización de CPU muy bajo.
Los principales obstáculos para la virtualización de cargas de trabajo son, en orden descendente, E/S de disco, RAM, E/S de red y, finalmente, la CPU. El aumento de las velocidades de CPU y los números de núcleos siguen cumpliendo o sobrepasan la Ley de Moore respecto del aumento de capacidad. Los precios de RAM han ido bajando a medida que aumenta su densidad.
Sin embargo, el volumen de disco ha aumentado significativamente con el tiempo. La E/S de disco sigue teniendo un precio relativamente prohibitivo. Si desea obtener una capacidad máxima, pierde ejes y velocidad total. Asegúrese de consultar cuidadosamente el perfil de E/S de disco de sus cargas de trabajo.
También necesitará comprender y planear el tipo de E/S y optimizar su almacenamiento para la carga de trabajo. En el caso de una infraestructura de escritorio virtual (VDI), si planea reemplazar máquinas virtuales en estado guardado o desactivarlas cuando no haya usuarios conectados, habrá un arranque repentino cuando lleguen los recursos.
En términos generales, es mejor tener más ejes físicos. Con un clúster, busque la optimización de su disco basado en SAN para obtener un rendimiento de escritura óptimo, canales de comunicación dedicados y ejes para sus cargas de trabajo de virtualización. El uso de varias rutas también puede ayudar. Finalmente, separe y segmente los discos físicos (no las particiones) para evitar que las cargas con considerable E/S afecten las que tienen menos E/S.
También hay puntos que considerar en lo que respecta a la manera en que configura los discos duros de máquinas virtuales. Puede optar por discos duros virtuales (VHD) expandidos dinámicamente, discos duros virtuales fijos, iSCSI nativo o paso directamente desde dentro de la máquina virtual invitada. Todas estas configuraciones son compatibles.
Las recomendaciones básicas son muy simples: use un disco duro virtual, a menos que realmente necesite acceso directo a disco para obtener capacidades específicas de SAN. Esto incluiría elementos como copias de seguridad basadas en SAN y compatibles con las aplicaciones, o agrupación en clústeres de invitado a invitado a través de iSCSI.
Los discos duros virtuales fijos ofrecen un mejor rendimiento que los discos duros virtuales expandidos dinámicamente. De hecho, tienen un rendimiento muy similar al rendimiento de los discos nativos. También puede combinar y asociar configuraciones. Repetimos: la solución final se basará en la carga de trabajo. Para obtener más detalles, consulte estas notas del producto sobre el rendimiento de los discos duros virtuales.
Otra cosa importante de recordar es que deberá desfragmentar los discos duros virtuales expandidos dinámicamente desde una perspectiva de host de manera semi-normal. La frecuencia va a depender de cuántos hosts haya en la unidad y de su frecuencia de expansión.
Una consideración final respecto del espacio de almacenamiento en el disco es una estimación razonable para los requisitos de almacenamiento de instantáneas. Deseará planear aproximadamente de 20% a 30% de sobrecarga adicional, dependiendo de la frecuencia y de cuántas instantáneas planea usar.
Memoria máxima
Calcular cuánta RAM necesita es relativamente fácil. Considere la cantidad acumulada de RAM para todas las cargas de trabajo combinadas y agregue 1 GB por concepto del host, más 20 MB a 30 MB adicionales para cada invitado.
Hyper-V SP1 incluirá asignación de memoria dinámica que ayudará a las máquinas virtuales a devolver al host cualquier RAM que no esté en uso. Incluso sin Service Pack 1, si observa cuánta RAM usa una carga de trabajo, verá que hay espacio para una gran cantidad de optimización.
La virtualización también le permite ajustar la cantidad de RAM disponible para una carga de trabajo basándose en la necesidad, en lugar de los tamaños reales del chip de memoria. Por ejemplo, puede construir una máquina virtual con una RAM de 600 MB, donde normalmente estaría limitado por los tamaños del chip de RAM física y los canales de emparejamiento. La única limitación es que debe ser un número par.
Con System Center Operations Manager (SCOM), puede consultar la información histórica de rendimiento en el invitado y ajustar su RAM según sea necesario. La memoria expandida dinámicamente en Hyper-V para Windows 2008 R2 SP1 reducirá la necesidad de realizar este nivel de supervisión y administración. Hasta entonces, podrá lograr una consolidación importante si revisa esta información de memoria dinámica con cada máquina virtual.
Las principales preocupaciones respecto a la E/S de red es tener los puertos suficientes y el rendimiento necesario para las cargas de trabajo. El conmutador interno de la máquina virtual admite un alto rendimiento, pero sólo si está configurando los perfiles de hardware de la máquina virtual con el controlador de interfaz de red (NIC) sintético. El NIC heredado tiene un límite de 100 MB. Si tiene NIC heredados para la implementación inicial, es posible que desee quitarlos y volver a configurarlos. Use un NIC sintético si resulta compatible con el sistema operativo invitado subyacente.
Para equipos host que se están agrupando con iSCSI para clústeres, dedique dos NIC con E/S de múltiples rutas de Microsoft en una configuración de equilibrio de carga sólo para iSCSI. Puede usarlos para comunicación de latido mientras controlan la carga de iSCSI. Agregue otro NIC dedicado para administración de host, y cualquiera que quede será para sus máquinas virtuales.
Normalmente, si la placa base tiene incorporados dos NIC, es útil contar con un NIC adicional de cuatro puertos, cuando menos. Se recomiendan más si ejecuta una carga de trabajo de máquina virtual que use mucho la red, como la implementación de un sistema operativo o un servidor de archivos de uso intenso. Todos los NIC deben ser de 10 GB.
Mejor copia de seguridad
En el caso de las copias de seguridad, System Center Data Protection Manager (DPM) realiza una gran labor al ofrecer copias de seguridad compatibles con Hyper-V. También brinda copias de seguridad específicas para las aplicaciones. Existen ventajas y desventajas en lo que respecta a crear copias de seguridad de toda una máquina virtual, frente a hacer una copia de seguridad compatible con aplicaciones. Una de las capacidades nuevas en DPM 2010 es la capacidad de montar un disco duro virtual y realizar la recuperación individual de archivos directamente desde la copia de seguridad de la máquina virtual.
Evalúe individualmente sus necesidades de aplicación. SharePoint es un muy buen ejemplo: si alguien desea recuperar un documento desde una biblioteca de documentos sólo con copias de seguridad de máquinas virtuales, necesitan restaurar SQL Server, servidores web de front-end y controlador de dominio en una red privada. El paso siguiente es explorar la biblioteca y encontrar el archivo. Si tiene una copia de seguridad de aplicaciones compatible con SharePoint, simplemente restaure la biblioteca de documentos en otro sitio y tome el archivo.
Si tiene SCOM, es mejor implementar la Optimización de rendimiento y recursos (PRO). PRO permite que SCOM supervise cargas de trabajo tanto en el nivel de host como en el nivel de aplicación individual. También puede corregir automáticamente problemas comunes, como mover una máquina virtual desde un host cuando el ventilador de la CPU no gira lo suficientemente rápido, o si los requisitos de carga de trabajo superan la capacidad del host. Para obtener más detalles, estudie esta guía para la integración de SCOM y VMM.
También hay algunos desafíos que se deben considerar en el momento de virtualizar controladores de dominio. Básicamente, nunca desea restaurar ninguna instantánea o copia de seguridad desde un controlador de dominio. La siguiente es una excelente guía que todavía se puede aplicar y que analiza los detalles de la virtualización de un controlador de dominio.
La virtualización y Hyper-V son tecnologías poderosas que pueden maximizar recursos, simplificar la administración y ahorrar dólares a la TI. Haga sus deberes antes de implementar su infraestructura virtual, y así podrá evitarse dolores de cabeza.
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**Brian Marranzini**es arquitecto de tecnología de infraestructura central y se especializa en virtualización, Windows Server, cliente Windows, infraestructura y seguridad. También es escritor independiente y es autor de varios artículos para revistas tecnológicas, así como también ha realizado difusiones por web y materiales de aprendizaje internos y del cliente para laboratorios prácticos. Además, ha desarrollado y realizado muchas sesiones en importantes eventos de lanzamiento de productos.