Виртуализация

Незаменимые средства для планирования виртуальной инфраструктуры

Джей Соулс (Jay Sauls) и Болдуин Нг (Baldwin Ng)

Краткий обзор:

• Сокращение расходов
• Инвентаризация компьютеров
• Определение загрузки ЦП, дискового ввода-вывода и сети

Содержание

Основные особенности инструмента
Выясните ситуацию
Определение загрузки в данный момент
Рекомендации по размещению сервера
Конфигурация виртуальной машины
Ограничения для размещения
Возможные альтернативы
Требования
Заключение

Виртуализация — технология уже не новая, но проникает во многие новые области далеко за пределами первоначальной платформы разработанной корпорацией IBM еще в 1960-х годах. Основная причина такого бурного развития — это способность виртуализационных технологий способствовать сдерживанию расходов как в центрах сбора данных, так и во всех секторах эксплуатации информационных систем. Сложность заключается в том, что при растущих ценах на электроэнергию и при растущей потребности в информационных услугах в различных частях вашей организации, увеличение сервера затрудняет экономию на эксплуатационных расходах. Выходом из положения может быть виртуализация. Корпорация Майкрософт и прочие производители разрабатывают новые технологии, включая виртуализацию серверов, настольных компьютеров и приложений, цель которых — более широкое распространение виртуальных ресурсов.

В этой статье мы рассматриваем набор средств из семейства Microsoft Solution Accelerators — Microsoft Assessment and Planning Toolkit (MAP), который может пригодиться в проектах виртуализации. Что такое акселераторы решений? Попросту говоря, это средства и рекомендации необходимые почти для любого проекта в сфере информационных технологий. Акселератор решений (Solution Accelerator) — это бесплатный и надежный ресурс, который позволяет планировать, создавать и эксплуатировать информационно-техническую инфраструктуру от настольных компьютеров до серверов, как физических, так и виртуальных.

Решения Solution Accelerator создаются ведущими специалистами отрасли и тестируются в реальных условиях. Они предоставляют практические рекомендации и автоматизацию на том самом уровне, который необходим для достижения высокой производительности и создания информационно-технической инфраструктуры, и при этом не нужно заново изобретать велосипед. Эти ресурсы отвечают основным нуждам компаний любого размера, таким как оценка и планирование инфраструктуры, виртуализация, общение и сотрудничество, а также безопасность и соответствие нормам.

Основные особенности средства

Недавно вышедшее средство MAP Toolkit 3.1 (см. Рис. 1) — это средство оценки инфраструктуры по всей сети, позволяющее быстро составить представление о ваших серверах и настольных компьютерах, включая их готовность к переходу на такие технологии, как Hyper-V, Microsoft Application Virtualization, Windows Server 2008, Windows Vista, Office 2007 и SQL Server.

Рис. 1 Microsoft Assessment and Planning Toolkit 3.1 (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

Как показано на Рис. 2, средство MAP производит оценку готовности и автоматически генерирует соответствующие отчеты и предложения, избавляя вас от необходимости делать их самостоятельно. MAP Toolkit 3.1 поддерживает сценарии как для серверов, так и для настольных компьютеров, оценивая настольные машины для установки Windows Vista и планируя запуск Microsoft Application Virtualization.

Рис. 2 Пример генерируемого автоматически предложения по переносу (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

Средство имеет три основные функции, которые при планировании серверной виртуализации помогут определить, какие из физических машин лучше всего для этого подходят: инвентаризация сервера, сбор данных по производительности и рекомендации по размещению при виртуализации. Рассмотрим сценарий использования этих функций для создания подробной картины вашей сети в данный момент и планирования перехода к виртуализации.

Выясните ситуацию

Многие компании уже используют у себя какой-либо вид инфраструктуры серверного управления, например System Center Operations Manager. Другие системы управляются менее активно. Если вы не уверены какие серверы подключены и что они выполняют в вашей среде, функция «инвентаризации серверов» поможет вам быстро создать четкое представление. Инвентаризация серверов выявит машины в вашей среде с помощью службы каталогов Active Directory, сканирования диапазона IP-адресов или просто импортировав список машин из плоского файла. Как показано на Рис. 3, можно также использовать несколько методов одновременно (например, Active Directory и сканирования диапазона IP-адресов) для того, чтобы найти машины, которые должны были бы быть в каталоге Active Directory, но которых в нем нет.

Рис. 3 Выбор метода обнаружения компьютеров (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

При обнаружении компьютеров, средство MAP Toolkit 3.1 пытается подключиться к каждому из них и извлечь данные по более 50 классам с помощью инструментария управления Windows (WMI). На основании этих данных может быть сгенерировано несколько типов отчетов. Для консолидации серверов более всего нас интересуют отчеты создаваемые при выборе миграции конкретных ролей и служб в Windows Server 2008.

Даже если миграция на Windows Server 2008 не планируется в данный момент, оба отчета, получаемые в результате данного сценария, незаменимы при определении типа оборудования вашей среды (включая тип и скорость процессора, объем дисков и установленную память), а также программных ролей назначенных для каждого из серверов (DNS-сервера, контроллеры домена и службы терминалов).

Отчеты представлены в виде книг Microsoft Excel, позволяющих пользоваться предоставляемыми в Excel инструментами сортировки и фильтрации данных для определения того, какие машины в вашей среде лучше всего подходят для виртуализации.

Отчеты по инвентаризации серверов предоставляют данные по нескольким критериям, позволяющим выбрать сервер для виртуализации. Например, стоит убедиться в том, что компьютеры подлежащие виртуализации используют операционную систему совместимую с платформой виртуализации Hyper-V. В отчете WS2008HardwareAssessment полученном в виде книги Excel в результате инвентаризации серверов, во вкладке «Server Inventory» (Инвентаризация серверов) в колонках «Current Operating System» (Текущая операционная система) и «Service Pack» (Пакет обновления) можно выявить, какие системы возможно следует обновить.

Определение загрузки в данный момент

Следующий этап определения подходящего кандидата для виртуализации — это измерение загруженности физических машин. Мастер метрики производительности (Performance Metrics Wizard) в MAP Toolkit 3.1 (см. Рис. 4) ведет учет показателей производительности машин из списка кандидатов на виртуализацию. Для последующего просмотра фиксируются показатели загрузки ЦП, загрузки ввода-вывода диска и загрузки сети.

Рис. 4 Performance Metrics Wizard (Мастер метрики производительности) (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

Эта часть инструмента предназначена для ведения наблюдения в течение достаточно длительного срока (вплоть до одного месяца), что дает некоторую свободу действий при его использовании. Если вы уже имеете представление о времени максимальной загрузки среды (например, при еженедельной пакетной обработке данных), можно установить мастер на несколько часов именно на эти часы. Однако если вы не уверены, когда среда загружена максимально или если вы хотите отслеживать сразу несколько машин с разным временем максимальной загрузки, то можно установить мастер так, чтобы он фиксировал данные с ваших компьютеров в течение нескольких дней или недель. Это позволяет инструменту автоматически выделить пиковые моменты загрузки из большого набора данных.

Исходя из данных предыдущей инвентаризации, с помощью сортировки и фильтрации в Excel, можно создать список машин, работу которых вы хотели бы отслеживать. Мастер метрики производительности принимает этот список в виде плоского файла, с указанием имени каждой машины в отдельной строке. Список имен машин необходимо скопировать из Excel в новый пустой текстовой файл в Блокноте и сохранить его. При появлении запроса, импортируйте данный файл в мастер и укажите время завершения сбора данных о производительности. Мастер перейдет в режим сбора данных и начнет производить сбор данных производительности указанных машин каждые пять минут.

После завершения работы мастер метрики производительности создаст подробный отчет в виде Excel-файла с указанием всех машин и всех показателей производительности по различным категориям загрузки, а именно загрузки ЦП, физических дисков, логических дисков и сети. С помощью данной информации можно откорректировать список кандидатов для виртуализации.

Целью можно выбрать машины с очень низким уровнем загруженности и постараться объединить несколько из них в качестве виртуальных машин (ВМ) на одном узле, а также можно объединить эти данные с данными инвентаризации с целью выявления машин с критически важными службами, которым требуется высокий уровень доступности. Виртуализация может использоваться для обеспечения аварийного восстановления для сред с повышенной доступностью. После проведения анализа можно приступить к последнему этапу генерирования рекомендаций по размещению виртуальных машин.

Рекомендации по размещению сервера

Мастер виртуализации и консолидации серверов позволяет указать конфигурации гипотетического хост-компьютера виртуализации с точки зрения ЦП, сети, дисковой подсистемы и памяти. Используя данные собранные мастером метрики производительности, Server Virtualization and Consolidation Wizard (Мастер виртуализации и консолидации серверов) определяет оптимальное соответствие между гостевыми и хост-машинами, для того чтобы каждый хост-компьютер был достаточно загружен, но не перегружен в часы максимальной нагрузки.

После завершения работы мастер виртуализации и консолидации серверов создаст подробный отчет в виде Excel-файла с предлагаемыми соответствиями гостевых машин с физическими узлами. В отчете будут указаны предполагаемые дисковой ввод-вывод, сетевой ввод-вывод и загрузка ЦП для каждой виртуальной и хост-машины. При добавлении виртуальных машин к физическим хост-машинам в процессе подгонки, по мере заполнения мощности предыдущей хост-машины будут выделяться новые хост-машины. Для каждой новой хост-машины появится сообщение, объясняющее причину выделения новой хост-машины.

Если одно и то же сообщение появляется для нескольких хост-машин, возможно, следует запустить мастер размещения еще раз с новыми конфигурациями, чтобы увеличить число гостевых машин, назначенных для каждой хост-машины. Например, если появляется сообщение о том, что несколько хост-машин исчерпали лимит памяти ОЗУ, можно попробовать запустить мастер, указав больший объем оперативной памяти в конфигурациях хост-машин. Это должно увеличить число гостевых компьютеров, которое может быть назначено для каждой хост-машины.

Конфигурации виртуального компьютера

Каждая страница мастера виртуализации и консолидации серверов позволяет настроить основной компонент конфигураций гипотетического компьютера, который будет использован при моделировании мощности хост-компьютера. Готовые модели существуют как для Virtual Server 2005 R2, так и для Hyper-V, и на первой странице матера вам будет предложено выбрать технологию виртуализации (см Рис. 5)

Рис. 5 Выбор технологии виртуализации для получения рекомендации по размещению (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

На странице конфигураций ЦП представлены модели различных семейств центральных процессоров производства как AMD, так и Intel. Если модель вашего процессора не указана, выберите ближайшую по значению. На этой странице можно изменять число физических процессоров, ядер и гиперпотоков на ядро. Обратите внимание, что при выборе Hyper-V в качестве платформы виртуализации, единственным вариантом будет 64-разрядный процессор (см. Рис. 6).

Рис. 6 Настройка центрального процессора хост-компьютера (Щелкните изображение, чтобы увеличить его)

На третьей странице мастера можно настроить конфигурацию дисковой подсистемы в отношении количества дисков и RAID-технологии для того, вычислить общий объем памяти на диске хост-компьютера и пропускную способность дисковой подсистемы. Значение пропускной способности вычисляется автоматически на основании выбранной технологии интерфейса и скорости монитора надежности и производительности.

MAP Toolkit 3.1 не предоставляет прямой поддержки моделирования дисковых решений для сети хранения данных (SAN) и сетевого устройства хранения (NAS). Ориентировочно выберите технологию SCSI и измените конфигурации массива RAID, уровень которых близок по значению к конфигурации сети хранения данных (SAN), а также диски с равной скоростью. Такое приближение достаточно для того, чтобы вы могли начать планировать процесс.

Ограничения размещения

При сопоставлении виртуализированных гостевых и физических хост-машин, учитывается шесть факторов для определения того, достаточно ли оставшейся мощности хост-компьютера для еще одного гостевого компьютера.

• Загрузка ЦП
• Загрузка ввода-вывода сети
• Загрузка ввода-вывода дисковой подсистемы
• Память
• Место на диске
• Поддержка указанной технологией виртуализации операционной системы гостевого компьютера

С загрузкой центрального процессора, сети и дисковой подсистемы все достаточно просто. Показатели загрузки физического компьютера-кандидата на виртуализацию преобразуются в эквивалентную загрузку на хост-компьютере, которая затем прибавляется к уже имеющейся загрузке хост-компьютера. Если получаемая в результате суммарная загрузка всех гостевых компьютеров размещенных на данном хост-компьютере не превышает предельного уровня, то гостевой компьютер размещается на данный хост-комптьютер. Если результат выше предельного уровня, то он не размещается, и проверяются другие гостевые машины.

Например, предположим, при измерениях вы выяснили, что ЦП компьютера с процессором Pentium 4 с тактовой частотой в 1,2 ГГц загружен на 32 процента. Если конфигурация хост-компьютера соответствует четырехядерному ЦП серии Intel Xeon 5300, то уровень загрузки ЦП потенциального гостевого компьютера будет экстраполирован в эквивалентное значение загрузки хост-компьютера. Данное новое значение будет ниже первоначально измеренного из-за более новой архитектуры процессора, иной тактовой частоты и большего числа процессорных ядер.

И наоборот, если мощность ЦП хост-компьютера меньше гостевого компьютера, предполагаемый уровень загрузки будет выше при его экстраполяции в значение для хост-компьютера. В любом случае, при расчете загруженности хост-компьютера по мере размещения гостевых машин будет использоваться экстраполированный уровень загрузки ЦП.

Следует вкратце описать, каким образом определяется использование памяти и места на диске. На хост-компьютере резервируется общий объем физической памяти равный объему памяти, установленной на каждом потенциальном гостевом компьютере. Кроме того, резервируется небольшой объем памяти (512 МБ) для самого хост-компьютера. Размещение гостевых компьютеров на хост прекращается, если общий объем памяти на хост-компьютере исчерпан за счет размещения гостевых компьютеров плюс памяти, предназначенной для хоста.

Подобным образом распределяется место на диске: на хост-компьютере резервируется дисковое пространство равное пространству на каждом потенциальном гостевом компьютере. Кроме того, 50 ГБ резервируется для самого хост-компьютера. Размещение гостевых компьютеров на хост прекращается, как только пространство, используемое всеми гостевыми машинами и хост-компьютером превышает размеры, указанные в конфигурации хост-компьютера.

В зависимости от выбранной платформы виртуализации будут произведены соответствующие тесты, чтобы определить, поддерживает ли данная платформа операционную систему гостевого компьютера. Например, 64-разрядные операционные системы не поддерживаются в качестве гостевых в Virtual Server 2005 R2, поэтому их размещение не будет произведено при выборе данной технологии виртуализации.

Возможные альтернативы

Можно сравнить варианты выбора хост-машины виртуализации по результатам многократного использования мастера виртуализации и консолидации. Можно попробовать мастер с разными вариантами ЦП, дисков и памяти, чтобы найти оптимальный вариант для вашей среды.

Особое внимание следует обратить на колонку «Last Placement Failed Reason» (Причина отказа по последнему распределению) на вкладке «Consolidation Recommendations» (Рекомендации по консолидации) отчета по консолидации в виде книги Excel. По этим причинам можно определить, почему гостевые машины не могут быть размещены на определенном хост-компьютере. Если одни и те же причины указаны для различных хост-машин, например «Объем памяти используемый гостевыми машинами превышает объем памяти хост-машины», увеличение памяти в конфигурации хост-машины может привести к уменьшению числа необходимых хост-машин.

Требования

Одно из преимуществ MAP Toolkit 3.1 состоит в том, для его использования не требуется установка каких-либо программ на проверяемые компьютеры. Все действия производятся удаленно. Однако, следует учесть несколько факторов, для того чтобы все сработало правильно.

Следует открыть несколько TCP-портов на целевом компьютере и предоставить к ним доступ с компьютера, на котором установлен MAP Toolkit, для выполнения действий мастера инвентаризации и мастера метрики производительности. Подробные требования указаны в руководстве «Приступая к работе». В общем, на компьютерах, подлежащих инвентаризации, должны быть открыты порты для проверки подлинности, DCOM и инструментарий WMI. Если в сети между компьютером с MAP Toolkit 3.1 и подлежащих инвентаризации машинах установлены брандмауэры, их также следует настроить на пропуск данной информации.

MAP Toolkit 3.1 предназначен для инвентаризации сред до 100 000 компьютеров и сбора метрики производительности до 3 000 компьютеров одновременно. По умолчанию данный инструмент установит единичный экземпляр экспресс-выпуска SQL Server 2005. В связи с ограничением размера файла базы данных в 4 ГБ в экспресс-выпуске SQL Server, при данной конфигурации можно производить инвентаризацию около 20 000 компьютеров, не исчерпывая ограничения по размеру файла, применяемого в SQL Server Express. Для того чтобы использовать большее число компьютеров при инвентаризации необходимо изменить некоторые настройки, используемые по умолчанию.

При работе со средами больших размеров следует использовать полную версию SQL Server, например стандартный выпуск SQL Server 2005. Перед установкой MAP Toolkit, установите новый экземпляр SQL Server 2005 и назовите его «MAPS». Затем, запустите установщик MAP Toolkit на том же компьютере обычным образом. Для MAP Toolkit требуется локальный экземпляр SQL Server, и установщик автоматически выявит экземпляр сервера базы данных «MAPS» и вместо установки экспресс-выпуска SQL Server произведет инсталляцию именно в нем.

Для сред еще большего размера можно использовать функцию распределения, которая позволяет производить инвентаризацию с помощью нескольких компьютеров с установленной программой MAP Toolkit одновременно, таким образом, чтобы все данные поступали в одну централизованную базу данных. При такой конфигурации необходимо использовать стандартный выпуск SQL Server, чтобы избежать ограничения по размеру файла в 4 ГБ.

Подробную информацию о том, как установить средство с данной конфигурацией, а также как правильно вносить изменения в строки подключения к базам данных см. в руководстве «Приступая к работе». С помощью функции распределения можно установить SQL Server на другую машину, отличную от той, на которой установлена программа MAP Toolkit.

Заключение

Такие программы-акселераторы как Microsoft Assessment and Planning Toolkit предназначены для облегчения выполнения сложных задач для ваших ИТ-проектов. Многим пользователям с помощью MAP Toolkit удалось сэкономить сотни часов при планировании развертывания виртуализации по технологии Hyper-V. Готовы ли и вы попробовать?

MAP Toolkit можно загрузить бесплатно по адресу microsoft.com/map, а также можно загрузить прочие программы-акселераторы для виртуализации по адресу microsoft.com/vsa. Мы также приглашаем вас на блог группы MAP Toolkit по адресу blogs.technet.com/mapblog, где вы найдете дополнительные советы и демонстрационные видеоклипы.

Джей Соулс (Jay Sauls) — старший менеджер программы корпорации Майкрософт в группе разработчиков, занимающейся акселераторами решений, где он работал над созданием и внедрением таких средств, как Windows Vista Hardware Assessment и Microsoft Assessment and Planning Toolkit. До этого Джей работал в других группах разработчиков корпорации Майкрософт, включая Microsoft Commerce Server, Microsoft BizTalk и System Center Capacity Planner.

Болдуин Нг (Baldwin Ng) — старший менеджер программы группы базового проектирования акселераторов решений (Microsoft Solution Accelerators Core Engineering Team). Проекты, над которыми он работает в настоящий момент включают в себя Microsoft Assessment and Planning Toolkit и Virtualization Solution Accelerators. Болдуин имеет более шестнадцати лет опыта руководящей и конструкторской работы в области информационных технологий, электронной коммерции, беспроводных интернет-услуг в таких компаниях, как Microsoft, Corbis и Alltel Он часто пишет в блоге по адресу blogs.technet.com/MAPBLOG.