Podstawowe narzędzia do planowania własnej wirtualnej infrastruktury

Autor: Jay Sauls i Baldwin Ng

Opublikowano: 31 października 2008

Zawartość strony

	Najważniejsze narzędzia
	Czym dysponujemy
	Określenie zastosowań
	Zalecenia dotyczące położenia serwera
	Konfiguracja maszyny wirtualnej
	Ograniczenia dotyczące położenia
	Rozpatrywanie własnych opcji
	Wymagania
	Podsumowanie

Wirtualizacja nie jest nową technologią, jednak obecnie rozszerza się ona na wiele nowych obszarów, daleko poza oryginalną platformę opracowaną przez IMB w latach 60. XX wieku. Podstawową przyczyną jej gwałtownego rozwoju jest możliwość zastosowania technologii wirtualizacyjnych do ograniczenia kosztów centrów danych i działań IT. Wraz ze wzrostem kosztów energii i rosnącym zapotrzebowaniem na usługi IT w różnych działach organizacji, może się okazać, że zaczniemy borykać się z problemem koniecznej rozbudowy serwerów przy utrzymaniu kosztów działania na możliwie niskim poziomie. Wirtualizacja może tu pomóc. Zaś Microsoft i inni producenci oprogramowania rozwijają nowe technologie, w tym wirtualizację serwerów, komputerów biurkowych i aplikacji, która sprawi, że wirtualne zasoby staną się szerzej dostępne.

W tym artykule omawiamy zestaw narzędzi, które mogą pomóc we własnych projektach wirtualizacyjnych – Microsoft Assessment and Planning Toolkit (MAP), który należy do rodziny Microsoft Solution Accelerators. Czym są narzędzia przyspieszania rozwiązań, Solution Accelerators? Ujmując to najprościej, są to narzędzia do automatyzacji i wskazówki potrzebne przy niemal każdym projekcie IT. Solution Accelerators to bezpłatne, godne zaufania zasoby, które pomagają w aktywnym planowaniu, dostarczeniu i obsługiwaniu infrastruktury IT – od komputerów biurkowych do serwerów, od urządzeń fizycznych do wirtualnych.

Solution Accelerators, opracowane we współpracy z ekspertami branżowymi i testowane w rzeczywistych środowiskach klienckich, oferują odpowiedni poziom narzuconych wskazówek i automatyzacji, aby osiągnąć wysoką wydajność i zbudować infrastrukturę IT wykorzystującą różne produkty – bez konieczności „odkrywania na nowo Ameryki”. Zasoby te skupiają się na kluczowych problemach firm różnej wielkości, takich jak ocena i planowanie infrastruktury, wirtualizacja, komunikacja i współpraca oraz bezpieczeństwo i zgodność.

Najważniejsze narzędzia

Wypuszczony ostatnio na rynek zestaw narzędzi MAP Toolkit 3.1 (patrz rysunek 1) jest narzędziem do oceny całej sieci, opracowanym do pomocy w szybkim uzyskaniu podstawowej orientacji dotyczącej własnych serwerów i komputerów biurkowych, z uwzględnieniem kwestii konieczności aktualizacji lub migracji do nowych technologii jak Hyper-V, Microsoft Application Virtualization, Windows Server 2008, Windows Vista, Office 2007 i SQL Server.

Rysunek 1: Microsoft Assessment and Planning Toolkit 3.1.

Jak widać na rysunku 2, MAP sam generuje raporty dotyczące oceny gotowości (ang. readiness-assessment) i propozycje, oszczędzając nam wiele pracy, którą musielibyśmy wykonać sami. MAP Toolkit 3.1 obsługuje scenariusze zarówno dla serwerów, jak i dla komputerów biurkowych, wraz z oceną konieczności aktualizacji komputerów biurkowych do Windows Vista i planem wprowadzenia Microsoft Application Virtualization.

Rysunek 2: Przykładowa propozycja migracji wygenerowana przez program.

Są trzy podstawowe funkcje, które przy planowaniu wirtualizacji serwera mogą pomóc w określeniu, które fizyczne komputery są dobrymi kandydatami do wirtualizacji: spis serwerów, zbieranie miar wydajności oraz zalecenia dotyczące miejsca wirtualizacji. Popatrzmy dokładniej na scenariusz, który pokazuje, jak można wykorzystać te funkcje do zbudowania szczegółowego obrazu obecnego środowiska i planowania przejścia na wirtualizację.

 Do początku strony

Czym dysponujemy

Wiele dużych firm ma u siebie jakiś rodzaj infrastruktury zarządzania serwerami, na przykład System Center Operations Manager. Niektóre środowiska są zarządzane mniej aktywnie. Jeśli pracujemy w środowisku, w którym nie ma pełnej wiedzy, jakie serwery pracują i co na nich działa, funkcja Server Inventory pozwoli na szybkie naszkicowanie jasnego obrazu. Server Inventory umożliwia określenie, jakie maszyny pracują w danym środowisku przy użyciu z Active Directory, skanowania zakresu adresów IP oraz zwykłego importowania listy maszyn zapisanej w pliku. Jak widać na rysunku 3, można też jednocześnie wykorzystać wiele metod wyszukiwania (na przykład Active Directory i skanowanie adresów IP), aby znaleźć maszyny, które powinny znajdować się w Active Directory, ale ich tam nie ma.

Rysunek 3: Wybór metody wyszukiwania komputerów.

W miarę znajdowania maszyn, MAP Toolkit 3.1 próbuje połączyć się z każdą z nich i uzyskać ponad 50 klas danych za pośrednictwem narzędzia Windows Management Instrumentation (WMI). Na podstawie tych danych można wygenerować kilka różnych typów raportów. W przypadku konsolidacji serwerów za pomocą wirtualizacji najbardziej interesują nas raporty tworzone przy wyborze ról specyficznych dla migracji oraz usług związanych z Windows Server 2008.

Nawet jeśli nie migrujemy obecnie do Windows Server 2008, dwa raporty tworzone w tym scenariuszu są wartościowe przy określaniu rodzaju sprzętu działającego w naszym środowisku (w tym typu i szybkości procesora, wielkości dysków oraz zainstalowanej pamięci), a także ról oprogramowania przypisanych do każdego serwera (serwery DNS, kontrolery domen i usługi terminala).

Raporty te są dostarczane w postaci skoroszytów programu Microsoft Excel, można więc łatwo skorzystać z jego narzędzi sortowania i filtrowania, aby jednoznacznie określić, które konkretnie maszyny w naszym środowisku są dobrymi kandydatami do wirtualizacji.

Raporty ze spisem serwerów podają dane dotyczące kilku atrybutów, które można wziąć pod uwagę przy wyborze serwerów do wirtualizacji. Na przykład możemy sobie życzyć, aby wirtualizowane komputery działały pod kontrolą systemu operacyjnego obsługiwanego przez platformę wirtualizacji Hyper-V. W skoroszycie Excela WS2008HardwareAssessment, utworzonym w procesie inwentaryzacji serwerów, można na arkuszu Server Inventory przeanalizować kolumny Current Operating System i Service Pack, aby stwierdzić, czy są jakieś systemy wymagające aktualizacji.

 Do początku strony

Określenie zastosowań

Kolejnym etapem poszukiwania kandydatów do wirtualizacji jest pomiar stopnia obciążenia konkretnych maszyn. Performance Metrics Wizard w narzędziach MAP Toolkit 3.1 (patrz rysunek 4) rejestruje liczniki wydajności maszyn z podanej listy kandydatów do wirtualizacji. Rejestrowane jest wykorzystanie procesora, operacje we/wy na dysku oraz wykorzystanie sieci, co umożliwia późniejszą analizę.

Rysunek 4: Performance Metrics Wizard.

Ta część narzędzia została zaprojektowana do obserwacji maszyn przez dość długi czas (do miesiąca), co daje pewną elastyczność przy wyborze sposobu jego użycia. Jeśli mamy już pogląd na to, gdzie występuje najwyższe obciążenie w naszym środowisku (na przykład możemy dysponować cotygodniowym oknem przetwarzania wsadowego), to możemy ustalić czas działania kreatora w ciągu kilku godzin w tym właśnie czasie. Jeśli jednak nie jesteśmy pewni, kiedy występuje najwyższy poziom wykorzystania maszyn lub chcemy obserwować maszyny, które mają różne czasy szczytowego wykorzystania, to możemy uruchomić kreator na kilka dni lub tygodni, aby zarejestrować dane z komputerów. Pozwala to na automatyczną identyfikację okresów szczytowego wykorzystania maszyn na podstawie większego zbioru danych.

Korzystając z informacji pochodzących z wcześniejszego spisu, można wykorzystać możliwości sortowania i filtrowania programu Excel do utworzenia listy maszyn, które chcemy monitorować. Performance Metrics Wizard przyjmie tę listę jako płaski plik, zawierający jedną maszynę na wiersz. Kopiujemy listę nazw maszyn z Excela do nowego, pustego pliku tekstowego w Notatniku i zapisujemy ją. Gdy zostanie wyświetlony monit, importujemy ten plik do kreatora i ustalamy czas zakończenia okresu zbierania danych o wydajności. Kreator przejdzie do trybu zbierania danych i będzie co pięć minut pobierał liczniki wykorzystania z podanych maszyn.

Gdy Performance Metrics Wizard zakończy pracę, utworzy szczegółowy raport w Excelu, podający wszystkie obserwowane maszyny i wszystkie miary wydajności w różnych kategoriach wykorzystania: dla procesora, dysku fizycznego, dysku logicznego i sieci. Korzystając z tych informacji, można uściślić swoją listę kandydatów do wirtualizacji.

Można wybrać za cel maszyny o wyjątkowo niskim wykorzystaniu i spróbować konsolidacji kilku z nich jako maszyn wirtualnych (VM) na pojedynczym hoście. Lub też połączyć te informacje z danymi ze spisu, aby znaleźć maszyny, które obsługują usługi krytyczne dla firmy, wymagające najwyższej dostępności. Wirtualizacje można wykorzystać do rozszerzenia możliwości wznowienia działania po katastrofie w środowiskach wymagających wysokiej dostępności. Po wykonaniu analizy można przejść do ostatniego kroku, w którym generujemy zalecenia dotyczące położenia maszyny wirtualnej.

 Do początku strony

Zalecenia dotyczące położenia serwera

Server Virtualization and Consolidation Wizard pozwala określić konfigurację hipotetycznego hosta wirtualizacji w kontekście procesora, sieci, podsystemu dysków i pamięci. Korzystając z danych o wydajności zebranych przez kreator Performance Metrics Wizard, Server Virtualization and Consolidation Wizard oblicza odpowiednie mapowanie gości VM na hosty VM. Dzięki temu każdy host będzie właściwie wykorzystany bez ryzyka nadmiernego użytkowania podczas szczytów.

Po zakończeniu działania kreatora Server Virtualization and Consolidation Wizard otrzymujemy szczegółowy arkusz w Excelu z dokładnym opisem mapowania VM gości na fizyczne hosty VM. Dla każdej maszyny wirtualnej i hosta pokazano przewidywane operacje we/wy dysku, operacje we/wy sieci oraz wykorzystanie procesora. W miarę dodawania VM gości do maszyn hostów fizycznych, przydzielane są nowe maszyny hosty, gdy poprzednie hosty osiągają swoją maksymalną pojemność. Dla każdego nowego hosta pojawia się komunikat informujący, dlaczego musiał on zostać przydzielony.

Jeśli kilka hostów otrzyma ten sam komunikat, można rozważyć ponowne uruchomienie kreatora Placement Wizard z inną konfiguracją hostów, aby spróbować zwiększyć liczbę gości przypisanych do każdego hosta. Jeśli, na przykład, kilka hostów wyświetla komunikat o osiągnięciu limitu pamięci, można ponownie uruchomić kreator, określając większą ilość pamięci RAM przy konfiguracji hosta. Pozwoli to na zwiększenie liczby gości VM, które można przypisać do każdego hosta.

 Do początku strony

Konfiguracja maszyny wirtualnej

Każda strona kreatora Server Virtualization and Consolidation Wizard pozwala na skonfigurowanie ważnego komponentu hipotetycznej konfiguracji komputera, który będzie wykorzystany do modelowania pojemności komputera hosta maszyny wirtualnej. Modele są dostarczane zarówno przez Virtual Server 2005 R2, jak i Hyper-V. Na pierwszej stronie kreatora będziemy pytani o to, jakiej technologii wirtualizacji chcemy użyć (patrz rysunek 5).

Rysunek 5: Wybór technologii wirtualizacji wykorzystywanej przy zalecaniu położenia.

Na stronie konfiguracji procesora (CPU) są dostępne modele dla kilku rodzin procesorów, zarówno AMD, jak i Intel. Jeśli nie jest dostępny model dla używanego przez nas procesora, trzeba wybrać najbardziej do niego pasujący. Na tej stronie można też skonfigurować licznik fizycznych procesorów, rdzeni i hiperwątków na rdzeń. Zauważmy, że jeśli jako platformę wirtualizacji wybierzemy Hyper-V, do wyboru są tylko procesory 64 bitowe (patrz rysunek 6).

Rysunek 6: Konfiguracja CPU hosta.

Trzecia strona kreatora pozwala skonfigurować podsystem dyskowy w kategoriach liczby stacji dysków i technologii RAID, wyznaczając całkowity dostępny obszar dyskowy hosta oraz wartość przepustowości systemu dyskowego. Wartość przepustowości jest podawana automatycznie na podstawie technologii interfejsu oraz wybranej szybkości RPM (Reliability and Performance Monitor) dysku.

W narzędziu MAP Toolkit 3.1 nie ma bezpośredniej obsługi modelowania pamięci sieciowej SAN (Storage Area Network) ani NAS (Network Attached Storage). Zgrubne przybliżenie można uzyskać po wybraniu technologii dyskowej SCSI i skonfigurowaniu poziomu RAID podobnie do konfiguracji SAN, przy wykorzystaniu dysków podobnej szybkości. Przybliżenie to będzie wystarczające do początkowego planowania.

 Do początku strony

Ograniczenia dotyczące położenia

Przy mapowaniu wirtualizowanych komputerów gości na hostach fizycznych, bierze się pod uwagę sześć czynników określających, czy gość zmieści się w pozostającej do dyspozycji pojemności komputera hosta:

• wykorzystanie procesora,
• wykorzystanie we/wy sieci,
• wykorzystanie we/wy podsystemu dysków,
• pamięć,
• przestrzeń dyskowa,
• obsługa systemu operacyjnego gościa w określonej technologii wirtualizacji.

Wykorzystanie procesora, sieci i podsystemu dysków jest dość oczywiste. Pomiary wykorzystania na kandydacie na fizycznego gościa wirtualizacji są przekształcane na odpowiednie wykorzystanie na komputerze hosta wirtualizacji, które następnie jest dodawane do istniejącego wykorzystania hosta. Jeśli wynikowe wykorzystanie sumaryczne jest mniejsze od ustalonego limitu, to gość zostaje przypisany do hosta. W przeciwnym przypadku gość nie będzie umieszczony, natomiast będą sprawdzani inni goście, aby sprawdzić, czy będą pasować.

Dla przykładu przyjmijmy, że zebraliśmy metryki wydajności dotyczące komputera z procesorem Pentium 4 1.2 GHz, na którym wykorzystywane jest 32% procesora. Jeśli skonfigurujemy hosta wirtualizacji z procesorem quad-core Intel Xeon z serii 5300, to oryginalny pomiar wykorzystania procesora przez potencjalny komputer gościa zostanie ekstrapolowany na odpowiednie przewidywane wykorzystanie komputera hosta. To nowe wykorzystanie będzie niższe od oryginalnej pomierzonej wartości, z uwagi na nowszą architekturę procesora, inną szybkość zegara i dodanie większej liczby rdzeni.

Przeciwna sytuacja wystąpi, jeśli skonfigurujemy komputer host ze słabszym procesorem niż ma komputer gość. Wtedy przewidywane wykorzystanie po ekstrapolacji na hosta będzie wyższe. W obu przypadkach nowe ekstrapolowane wykorzystanie procesora zostanie wykorzystane do obliczenia całkowitego wykorzystania procesora w miarę przypisywania do hosta gości.

Warto pokrótce omówić, jak decydujemy w kwestiach wykorzystania pamięci i przestrzeni na dysku. Całkowita pamięć fizyczna zainstalowana na każdym potencjalnym gościu wirtualizacji jest rezerwowana na maszynie hoście. Ponadto niewielka ilość pamięci (512 MB) zostaje zarezerwowana dla samego hosta. Gdy całkowita pamięć fizyczna hosta zostanie wyczerpana z uwagi na przypisanie mu gości i konieczną nadwyżkę, na komputerze hoście nie można umieścić więcej gości wirtualizacji.

Podobnie obsługiwana jest przestrzeń dyskowa: całkowita ilość fizycznego miejsca na dysku każdego potencjalnego gościa wirtualizacji jest rezerwowana na maszynie hoście. Dodatkowo 50 GB obszaru dyskowego pozostaje zarezerwowane na własne potrzeby hosta wirtualizacji. Gdy całkowite wykorzystanie dysku przez wszystkie przypisane komputery gości wraz z obszarem zarezerwowanym dla hosta osiągnie wartość określoną podczas konfiguracji hosta, nie można przypisać więcej gości.

Na podstawie wybranej platformy wirtualizacji trzeba sprawdzić, czy system operacyjny działający na komputerze gościu jest obsługiwany przez platformę wirtualizacji. Przykładowo 64-bitowy system operacyjny nie jest obsługiwany jako gość na Virtual Server 2005 R2, więc nie można go umieścić, jeśli została wybrana taka technologia wirtualizacji.

 Do początku strony

Rozpatrywanie własnych opcji

Po kilkakrotnym uruchomieniu kreatora Server Virtualization and Consolidation Wizard można łatwo porównać wyniki różnych wariantów wyboru sprzętu dla maszyny hosta wirtualizacji. Przy każdym uruchomieniu kreatora można wybrać inne opcje procesora, dysku i pamięci, aby znaleźć rozwiązanie najlepsze dla swojego środowiska.

Trzeba zwracać uwagę na kolumnę Last Placement Failed Reason (Przyczyna ostatniego nieudanego umieszczenia) na arkuszu Consolidation Recommendations (Zalecenia konsolidacji) skoroszytu Excela zawierającego konsolidację serwera. Przyczyny te będą stanowić wskazówki do określenia powodu, dla którego na określonym hoście nie można umieścić więcej maszyn gości. Jeśli kilka hostów wyświetla tę samą przyczynę, na przykład przekroczenie przez gościa pamięci, jaka jest maksymalnie dostępna na hoście, to zwiększenie ilości pamięci w konfiguracji hosta może zmniejszyć ogólną liczbę potrzebnych hostów.

 Do początku strony

Wymagania

Jedną z zalet MAP Toolkit 3.1 jest fakt, że narzędzie to nie wymaga zainstalowania na analizowanym komputerze żadnego oprogramowania. Wszystkie operacje wykonywane są zdalnie. Jest jednak kilka czynników, które trzeba wziąć pod uwagę, aby wszystko działało prawidłowo.

Aby kreatory Inventory Wizard i Performance Metrics Wizard wykonały do końca swoje działania, na komputerze docelowym musi być otwartych kilka portów i muszą być one dostępne z komputera, na którym zainstalowano narzędzie MAP Toolkit. Szczegółowe wymagania omawia Getting Started Guide (Przewodnik dla początkujących). Porty uwierzytelniania DCOM i WMI muszą być otwarte na komputerach, które opisujemy. Jeśli w sieci pomiędzy komputerami będącymi celem opisu oraz komputerem, na którym działa MAP Toolkit 3.1, zainstalowano zapory sieciowe, to muszą być one tak skonfigurowane, aby przepuszczały ten ruch.

MAP Toolkit 3.1 został zaprojektowany do inwentaryzacji w środowiskach obejmujących do 100 000 komputerów i do zbierania miary wydajności z 3000 komputerów naraz. Domyślnie narzędzie to instaluje prywatną instancję SQL Server 2005 Express Edition. W związku z ograniczeniem wielkości pliku bazy danych SQL Server Express do 4 GB, konfiguracja ta pozwala na spisanie danych na temat około 20 000 komputerów przed osiągnięciem limitu na rozmiar plików, wprowadzonego przez SQL Server Express. Aby podczas spisu współpracować z większą liczba komputerów, trzeba zmodyfikować niektóre z ustawień domyślnych.

Praca w większych środowiskach wymaga korzystania z pełnej wersji Server, takiej jak SQL Server 2005 Standard Edition. Przed zainstalowaniem MAP Toolkit, trzeba zainstalować nową instancję SQL Server 2005 i nazwać ja "MAPS." Następnie trzeba normalnie uruchomić instalator MAP Toolkit na tym samym komputerze. MAP Toolkit wymaga lokalnej instancji pakietu SQL Server i automatycznie wykryje lokalną instancję "MAPS" serwera bazy danych, instalując się na nim, zamiast instalować SQL Server Express Edition.

W jeszcze większych środowiskach można wykorzystać funkcję skalowania, która pozwala na to, aby wiele pomocniczych komputerów z zainstalowanym narzędziem MAP Toolkit wykonało wspólnie dużą inwentaryzację, zapisując zebrane dane w jednej centralnej bazie danych. Konfiguracja taka wymaga także wykorzystania SQL Server Standard Edition, aby uniknąć ograniczenia wielkości pliku do 4 GB.

Szczegóły dotyczące instalacji narzędzia w tej konfiguracji oraz sposobu edycji łańcuchów połączeń bazy danych w tym trybie pracy można znaleźć w przewodniku Getting Started Guide. Funkcję skalowania można także użyć do umieszczenia program SQL Server na innej maszynie niż ta, na której zainstalowano MAP Toolkit.

 Do początku strony

Podsumowanie

Wszystkie programy do przyśpieszania rozwiązań (Solution Accelerators), takie jak narzędzie Microsoft Assessment and Planning Toolkit znacznie poprawią obsługę projektów IT, zwalniając nas z tego obowiązku. MAP Toolkit zaoszczędził wielu użytkownikom setki godzin pracy, które musieliby poświęcić na wdrożenia Hyper-V. Czy jesteście gotowi na próbę?

Microsoft Assessment and Planning Toolkit można bezpłatnie pobrać z witryny microsoft.com/map. Inne narzędzia przyśpieszające wirtualizację, Virtualization Solution Accelerators można uzyskać pod adresem microsoft.com/vsa. Zachęcamy też do odwiedzin na blogu zespołu MAP Toolkit Team, pod adresem blogs.technet.com/mapblog, gdzie można znaleźć więcej wskazówek i obejrzeć pokazowe wideo.

O autorach

Jay Sauls jest starszym menadżerem programowym w grupie Solution Accelerators firmy Microsoft, gdzie pracował nad projektowaniem i implementacją, takich narzędzi jak Windows Vista Hardware Assessment i Microsoft Assessment and Planning Toolkit. Wcześniej pracował w innych zespołach zajmujących się produktami firmy Microsoft, w tym nad Microsoft Commerce Server, Microsoft BizTalk oraz System Center Capacity Planner.

Baldwin Ng jest starszym menadżerem programowym w zespole Microsoft Solution Accelerators Core Engineering. Projekty, nad którymi pracuje obejmują Microsoft Assessment and Planning Toolkit oraz Virtualization Solution Accelerators. Ma ponad 16 lat doświadczeń w zarządzaniu produktami i rozwoju w branży IT, e-handlu i bezprzewodowych usługach sieciowych w firmach Microsoft, Corbis oraz Alltel. Często umieszcza komentarze na blogu blogs.technet.com/MAPBLOG.

Do początku strony