Виртуализация серверов
Приветствуем на сайте ITsave, который посвящен современным технологиям в сфере ИТ, а также модным тенденциям, которыми нас не устают удивлять разработчики. Основной фокус статей и пошаговых инструкций направлен на темы виртуализации серверов и рабочих станций, включая терминальный доступ. Мы изначально не преследовали целью уследить за всеми новинками, для этого есть специализированные блоги с ежедневным обновлением ленты, а решили сосредоточиться на базовых технологиях и продуктах, без которых современные ИТ представить уже невозможно.
Виртуализация серверов – это основа, по большому счету, уже не важно какую платформу виртуализации вы выбрали и используете у себя в организации, скорее вопросы вызывает ситуация, когда у «специалиста» в инфраструктуре серверы не виртуализированы. За редким исключением, когда задача по обеспечению высокой доступности и распределению нагрузки решаются другими средствами.
VMware vSphere и Microsoft Hyper-V являются мировыми стандартами в виртуализации серверов, их функциональные возможности в базовой части можно назвать очень близкими, об этом же говорит объективный рейтинг от Gartner.
Как правило, одного праздного интереса к новым технологиям для покупки оборудования и лицензий бывает недостаточно. Руководству необходимо предоставить железные аргументы в пользу предлагаемого решения, приведу самые популярные из них.
- Виртуализация серверов обеспечивает непрерывность бизнес процессов компании, — это значит, что вероятность простоя, например, почты или 1С сведется к минимуму за счет изначально продуманной архитектуры системы и технологий виртуализации. А в классическом варианте, когда на сервере запущена одна операционная система, выходит из строя аппаратная часть, требуется значительное время для восстановления работы сервисов.
- С виртуализацией серверов повышается сохранность данных компании, — если раньше данные компании хранились разрозненно — на локальных дисках разных серверов, то теперь сама архитектура ИТ системы предполагает централизованное хранение, для чего специально покупается Система Хранения Данных, защищенность которой от аппаратных сбоев и поломок обеспечивается дублированием всех элементов.
- Дорогостоящее серверное оборудование используется более эффективно, за счет этого, покупать его нужно в меньшем количестве. Следовательно , капитальные затраты на ИТ будут уменьшены в долгосрочной перспективе. То, что раньше работало на 20-ти старых серверах, с виртуализацией можно запустить на 3-х современных.
- На новое оборудование дается трехлетняя гарантия (с расширением до 5 лет), в случае поломки к вам в офис приезжает инженер производителя и бесплатно заменяет комплектующие.
Для системного администратора причины для старта проекта виртуализации серверов могут быть свои, например, прокачка профессиональных навыков с заделом на будущее. Или нежелание задерживаться после рабочего дня для выполнения работ с оборудованием, которое невозможно обслуживать в рабочее время. Но надо отдавать себе отчет, что озвучивать директору нужно те реальные причины, которые помогут привести бизнес к процветанию и дальнейшему масштабированию, тогда вероятность получить зеленый свет на закупки будет наиболее большой.
Для защиты подобных проектов, требующих высоких первоначальных затрат, но позволяющих экономить в ходе дальнейшей эксплуатации составляются технико-экономические обоснования, которых описываются, а затем сравниваются два пути развития ИТ на период 5 лет: с виртуализацией и без нее.
Самое важное, без чего проект физически состояться, просто, не может — это оборудование. Его можно разделить на следующие категории:
- вычислительные мощности – это серверы, характеристиками которых являются процессоры CPU, объему оперативной памяти RAM, различные карты расширения и т.д. Локальные жесткие диски в серверах под виртуализацию используются только для установки гипервизора.
- дисковая подсистема – система хранения данных может быть одна или несколько. Все данные и файлы виртуальных машин в проектах виртуализации располагаются централизованно на СХД для того, чтобы к ним мог получить доступ любой из серверов кластера.
- коммутационное оборудование делится на оборудование для сети передачи данных и сети системы хранения. Через первую виртуальные машины коммуницируют друг с другом и пользователями, через вторую ходит трафик между серверами и системой хранения. Чтобы сети не могли оказать негативное воздействие друг на друга их рекомендуется разделять на физическом уровне.
В проектах виртуализации серверов на уровне архитектуры разносят вычислительную и дисковую части, объяснение этому очень простое, эта схема позволяет настраивать отказоустойчивые кластеры, когда выход из строя одного из серверов не ведет к длительным простоям в работе виртуальных машин и, как следствие приложений.
Вторая составляющая проекта – это всегда лицензии. Обычно, это лицензии на саму платформу виртуализации (VMware vSphere, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V) и на гостевые операционные системы виртуальных машин, в основном Windows 2012 server. Здесь все зависит от возможностей бюджета и отношения к теме обязательности легализации всего ПО в компании. Не секрет, что лицензии на популярные платформы виртуализации сейчас легко найти на трекерах, причем заметьте, что правообладатель никак не препятствует такому способу распространения своих продуктов, хотя все рычаги давления у него имеются.
Третью часть временных и денежных расходов составляют работы по внедрению. Здесь можно выделить часть, связанную с первоначальным планированием архитектуры и действий, дальнейшим шагам по миграции инфраструктуры на платформу виртуализации и настройку самой системы в соответствии с задачами, поставленными перед ИТ. При наличии соответствующего опыта и уверенности специалисты заказчика могут справиться своими силами, в противном случае рекомендуется привлечение профессионалов.
Серверы
Серверы или, по-другому, вычислительные мощности. Их можно разделить по следующим типам:
- однопроцессорные серверы, самый недорогой вариант. Стоимость начинается от 1000$. Здесь вы не найдете мощных процессоров и большого количества слотов под оперативную память. Такие серверы обычно покупаются при недостатке финансирования или под задачи, которые не требуют значительных ресурсов. С точки зрения виртуализации серверов и рабочих станций, это не самый лучший вариант, т.к. мощности такого сервера скорее всего не хватит на большое число виртуальных машин
- двухпроцессорные серверы – это наиболее подходящее оборудование для проектов виртуализации. Стоимость начинается от 2000$ в базовой комплектации с одним процессором. Обычно ресурсов, этого типа серверов с лихвой хватает для запуска виртуальных машин под любые задачи современных ИТ. Лицензирование платформ виртуализации тоже основано на том, что будут покупаться двухпроцессорные модели серверов.
- четырехпроцессорные серверы – используются редко и только для ресурсоемких приложений, таких как базы данных. Ценник таких серверов стартует с отметки 17 000$. Еще раз уточню, что такие серверы имеет смыл покупать, если у вас в компании есть приложения, которым для работы не хватает мощности двух процессоров.
- блейд сервер – идеальное решение для виртуализации, в основном, из-за своей архитектуры. Если в проекте планируется использование четырех и более серверов, то имеет смысл рассмотреть замену рековых моделей на блейд сервер. Стоимость укомплектованного блейд шасси с тремя двухпроцессорными лезвиями составляет 36 727$ , причем, сюда уже входят коммутаторы для сети передачи данных и сети хранения данных.
Система Хранения Данных
СХД — система хранения данных, представляет собой отдельное самостоятельное устройство, обычно, выполненное в виде 2U шасси, которое соединяется с серверами через сеть передачи данных. В сервер устанавливается карта расширения, которая напрямую или через коммутатор соединяется с контроллерами СХД. На картинке ниже показана задняя часть системы хранения начального уровня Storwize v3700, можно увидеть два контроллера, которые работают в отказоустойчивом режиме актив-актив. Отказ одного контроллера не приводит к остановке работы.
Файлы виртуальных машин доступны запущенных на любом из серверов кластера находятся на СХД и доступны централизованно. Именно поэтому на каждом сервере (хосте) кластера можно запустить любую из имеющихся виртуальных машин или мигрировать ВМ с хоста на хост без остановки работы. Разделить Системы Хранения начального уровня можно по типу подключения к серверам (хостам).
- iSCSI – протокол передачи информации по TCP/IP LAN сети, т.е. через обычный 1Gbe или 10Gbe коммутатор. У многих производителей есть варианты объединения портов (агрегация) для повышения их производительности. Например, из трех гигабитных портов можно программно сделать один трех-гигабитный. 10Gbe вариант применяется редка из-за непроходящей дороговизны коммутаторов.
- SAS – непосредственное подключение СХД и серверов через SAS кабель или через специальный SAS Switch. Скорость подключения 6Gbe.
- FC – соединение серверов (хостов) и системы хранения данных по оптическим каналам. Скорость 16 — 8 Gbe в зависимости от FC HBA карт в сервере.
Особое внимание в системах хранения уделяется отказоустойчивости, для ее повышения все аппаратные компоненты в СХД дублируются. Но, несмотря на это, существуют одно контроллерные варианты, стоимость их где-то на 1000$ меньше, чем двух контроллерных.
Коммутационное оборудование
Задача коммутации заключается в том, чтобы связать виртуальные машины с внутренней сетью LAN и соединить серверы и системы хранения данных. Если первая часть не вызывает у администраторов большой сложности, то вторая – это что-то новое, ее и разберем. Как было сказано выше, у СХД есть три вида подключения: iSCSI, SAS, FC. Нужно изначально планировать архитектуру подключения так, чтобы она была отказоустойчивой. У каждого сервера (хоста) должен быть доступ к файлам виртуальных машин как минимум по двум независимым путям, только в этом случае, исключается единая точка отказа.
Питание и Охлаждение
Мало купить все необходимое оборудование и правильно его скоммунтировать, еще нужно обеспечить оптимальные условия эксплуатации. В серверной комнате должна быть температура примерно 18 градусов Цельсия. Конденсат с кондиционера не должен капать на шкаф с серверами. Система должна выдерживать перепады напряжения и периодические отключения электропитания. В случае отключения электричества виртуальные машины по заранее отработанному плану должны штатно выключиться, чтобы избежать потери данных.
Согласитесь, что все работы должны проводить специалисты. Чем дороже оборудование и программное обеспечение вы собираетесь купить, тем значительнее становится вопрос по приглашению квалифицированных инженеров. В проекте виртуализации участвуют следующие специальности:
- Архитектор, человек, который поможет составить техническое задание проекта виртуализации, а затем на его основе, подберет подходящее оборудование и составит план работ.
- Монтажник, специалист который достает оборудование из коробок и устанавливает его в стойку.
- Инженер по виртуализации, коммутирует оборудование в стойке, обновляет прошивки устройств, настраивает ПО виртуализации, производит установку новых виртуальных машин и миграцию в виртуальную среду.
- Сетевой инженер привлекается, в случае, если требуются сложные сетевые настройки.
- Электротехник – его стезя электричество, источники бесперебойного питания.
Опыт участия в проектах виртуализации серверов показывает, что большинству заказчиков не нужны топовые возможности продуктов, ведь они рассчитаны на инфраструктуры в сотни серверов и на меньшем количестве их применение нецелесообразно. Если заниматься сравнением разных платформ виртуализации, то разницы в действительно используемых в повседневной жизни фичах практически нет. А выбор в пользу покупки, например, VMware vSphere в Enterprise Plus редакции делался под воздействием давления маркетологов и моды. Сейчас можно наблюдать, что многие уважаемые крупные компании, наоборот, отказываются от использования уже купленных лицензий VMware в пользу Hyper-V, с одной стороны в целях экономии на оплате ежегодной технической поддержки, с другой, потому что система виртуализации от Microsoft, которая идет в подарок с Windows server, не сильно уступает именитому конкуренту функционально.