Virtualização e Novas Tecnologias

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VIRTUALIZAÇÃO
e
NOVAS TECNOLOGIAS
Hercules Zimmermann Willig
herculeszw@superig.com.br
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Roteiro
Introdução
Conceitos Envolvidos
Aplicações e Vantagens
Tipos e Técnicas de Virtualização
Soluções de Virtualização
Conclusões
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Introdução
Objetivo: Oferecer uma visão geral da virtualização, apresentando os conceitos principais e suas aplicações.
A idéia de virtualização não é recente, na década de 70 a IBM produziu uma máquina virtual, o VM/CMS. 
Os sistemas de virtualização estão cada vez mais presentes na realidade tecnológica mundial.
Nas empresas já é uma tendência crescente
Vários produtos no mercado.
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Conceitos Envolvidos
Virtualização de software é representação de vários sistemas completos sendo executados sob um mesmo hardware físico. 
Máquina Virtual (VM – Virtual Machine) é a abstração de um hardware convencional que atribui toda ou parte de sua funcionalidade a um software.
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Conceitos Envolvidos
Cluster (ou aglomerado de computadores): é formado por um conjunto de computadores, ligados em rede que trabalham como se fosse uma única máquina de grande porte
Storage: são os dispositivos de armazenamento de um sistema de computação.
SAN: consiste em uma infra-estrutura de rede que provê conexões físicas com os dispositivos de armazenamento e os computadores, tornando a transferência de dados robusta e segura para grandes quantidades de dados.
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Conceitos Envolvidos
CLUSTER
SAN - Storage
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Conceitos Envolvidos
Redundância:Técnica utilizada para se duplicar uma solução visando ter contingência, 
Alta Disponibilidade: é um sistema resistente a falhas de software e energia, cujo objetivo é manter os serviços ativos e prontos o máximo de tempo possível através de mecanismos de redundância e balanceamento de carga.
Balanceamento de carga: consiste 
 em dividir a carga total de 
 processamento pelos vários 
 processadores no sistema.
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Aplicações e Vantagens 
O que é virtualização de servidores ?
É a possibilidade de rodar vários sistemas operacionais simultaneamente em um único servidor físico.
Hardware
Hardware
Virtualização de Hardware
sem virtualização:
Com a virtualização:
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Aplicações e Vantagens
Servidor
Virtual Server
Maquinas Virtuais
Servidores Fisicos
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Aplicações e Vantagens
Isolamento
Segurança pelo confinamento de invasões
Confiabilidade pelo confinamento de falhas
Ap1
Ap2
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Aplicações e Vantagens
Cada Máquina Virtual é um sistema completo encapsulado em um conjunto de arquivos
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Aplicações e Vantagens
Consolidação
Economia em equipamentos
Aproveitamento de recursos sub-utilizados
Facilidade de teste para desenvolvedores
Ap1
Ap2
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Aplicações e Vantagens
Migração
Facilidade de manutenção
Facilidade de atualização dos sistemas
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Aplicações e Vantagens
Cluster
Possibilidade de consolidar em vários equipamentos em um ou ainda em um conjunto de equipamentos distribuidos.
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Tipos de Virtualização
Emulação de Hardware;
Virtualização Completa e
Para-Virtualização
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Tipos de Virtualização
Emulação de Hardware
Mais complexa, emular precisamente o comportamento de um hardware.
O software deve emular os ciclos de clock, o conjunto de instruções, os estados de execução (pipeline) do processador e a memória cache.
Facilidade que ele para aos desenvolvedores de firmware e de hardware (hardware real para testes).
Baixo desempenho.
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Tipos de Virtualização 
Virtualização Completa
Permitir que qualquer software possa ser executado sem alterações. 
Realiza uma simulação completa do hardware da máquina de modo que qualquer sistema operacional possa ser executado.
Esta simulação implica em representar o conjunto de instruções do processador, a memória principal, interrupções, exceções e acesso aos diversos dispositivos existentes.
É realizada com maior eficácia
Simula dispositivos padrões do mercado.
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Tipos de Virtualização 
Para-Virtualização
Tem uma API - Application Programming Interface para as máquinas virtuais, similar, mas não identica à hardware real. 
O sistema operacional rodando dentro da máquina virtual tem a ilusão de estar sendo executado diretamente sobre o hardware. 
Este tipo de técnica requer que o sistema operacional virtualizado seja explicitamente portado para permitir a sua execução. 
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Virtualização Completa versus 
Para-Virtualização
Virtualização Completa
Permite virtualizar SO não modificado
Replica virtualmente toda a arquitetura do hardware
Exemplos: VMWare, XenEnterprise 3.2 
Para-Virtualização
Virtualiza somente SOs adaptados
Exemplo: Xen
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Técnicas de Virtualização
Máquina Virtual Hospedada
Gerenciador executa sobre um SO hospedeiro.
Suporte a uma grande veriedade de dispositivos.
Exemplos: VMWare
Máquina Virtual não-hospedada
MMV executa diretemente sobre o hardware.
Exemplo: Xen, VMWare ESX.
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Solulões de Virtualização
No mercado, existem diversos soluções que atuam no processo de virtualização, todos oferecem uma tecnologia segura e confiável, que podem ser disponibilizadas com os melhores recursos. 
As principais soluções de virtualização que estão disponíveis no mercado são: 
VMware, 
Virtual PC, 
Virtual Server e 
Xen.
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VMware
É uma solução que interage em diferentes sistemas operacionais usando várias versões do Linux e Windows. 
A principal vantagem, conforme o site Sisnema, é o suporte integral de recursos sem a necessidade de criar código de tradução complexo, pesados ao desempenho da máquina. Ainda conforme o site Sistema, as principais características, é que o VMware:
Suporta sistemas 64 bits, incluindo Windows e Linux;
Monitora e controla a infra-estrutura em console central de gerência;
Tem suporte a processadores SMP virtual. 
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VMware
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Virtual PC
É uma solução da Microsoft desenvolvida principalmente para atender a clientes de Windows XP. 
Com o virtual PC, os equipamentos podem ser configurados mais rapidamente o que se constitui numa grande vantagem. 
Ele permite que o usuário troque de sistema operacional sem que precise realizar logins ou logouts.
As principais características, conforme o site Sistema, são:
Suporte para até 4 adaptadores de rede por máquina;
Configurações baseadas na linguagem XML;
Suporte para até 4GB de memória;
Roda a sistemas x86 sem uso de drivers customizados.
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Virtual Server
É outra solução da Microsoft que visa melhorar o máximo a performance e aumentar a eficiência das grandes empresas. 
Alem disso, reduz os custos totais e otimiza os recursos de hardware proporcionando um melhor desempenho à rede.
As principais características, conforme o site Sistema, são:
Suporte para conectividade permitindo cluster de todas as máquinas virtuais que está executando sobre um host;
Suporta a tecnologia de 64 bits;
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Xen
É uma solução para virtualização de servidores oferecida para o Linux. 
Código aberto (opensource) para virtualização. 
Utiliza o conceito de paravirtualização. 
Há vários motivos para se considerar o Xen, pois:
É um programa de código aberto;
É relativamente leve, pois não consome quantidade grande de recursos de CPU;
Atinge um alto grau de isolamento entre as tecnologias de máquinas virtuais;
Suporta combinações variadas de sistemas operacionais e versões.
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Um pouco mais...
Physical Server
ESX Server
“Construa” Múltiplas Máquinas Virtuais em um único servidor físico
Benefícios
	Aumentar a utilização do hardware compartilhando os recursos de hardware entre várias máquinas virtuais. 
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Multiplicador de Recursos 
4-way Server
6GB Memory
Run up to 32 Virtual Machines !
Allocate up to 12 GB Virtual Machine Memory !
Physical
Virtualized 
Todos os recursos físicos são compartilhados entre as máquinas virtuais resultando em um efeito de multiplicador de recursos.
2 HBAs (paired)
2 NICs (paired)
Create and allocate up to 32 Virtual Disks !
Create and allocate up to 16 Virtual NICs !
Physical
Virtualized 
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Interoperabilidade e certificação
Server Farm
ESX
 Server
ESX
 Server
ESX
 Server
ESX
 Server
Virtual Machines
VMware Infrastructure
ESX
 Server
Networks
Fibre Channel SAN, iSCSI SAN, NAS
Interoperabilidade entre as soluções de mercado permite a virtualização da infra-estrutura corporativa 
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Gerenciamento Centralizado
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Otimização sob demanda
Balanceamento Dinânimco dos recursos computacionais através dos pool de recursos
Alocação de recursos inteligente baseada em regras pré-definidas
Simplicidade Operacional; aumento da produtividade dos administradores de sistema.
Adicção dinâmica de hardware evitando excesso de carga.
Manutenação de hardware automatizada
Alocação dinâmica e inteligente dos recursos garantindo alinhamento entre TI e o negócio.
Resource Pool
Business Demand
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Facilidade de Adição de recursos
Provisionamento é “disparar e esquecer”
Facilidade na adição de mais capacidade
Evitar pico de cargas
Adicione mais capacidade de hardware dinamicamente
Resource Pool
CPU 36GHz, Mem 58GB
Priority HIGH
Resource Pool
CPU 50 GHz, Mem 70GB
Priority HIGH
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Migração “a quente” das máquinas virtuais
O que é?
Migração das máquinas virtuais ligadas com o VMware VMotion
Impacto para os clientes
Zero downtime 
Disponibilidade de serviços contínua
Integridade da transação
Suportado em Fibre Channel e iSCSI SAN e NAS
50% dos clientes VMware implementaram o VMotion
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Garantia de Alta Disponibilidade com HA
O que é isso?
Reboot autmático das máquinas virtuais em caso de faha no servidor
Impacto nos clientes
Alta disponibilidade com custo acessível
Não há a necessidade de um servidor dedicado em stand-by
Custo zero e não há a complexidade de cluster.
VMware HA permite alta disponibilidade para todas aplicações com um custo acessível
Resource Pool
X
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Redução de gastos
1,000 servidores com DASD
200 racks
3000 cabos de rede
400 pontos de energia
50 servidores com SAN e NAS
10 racks
300 cabos de rede
20 pontos de energia 
Antes
Depois
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Apresentando o VMWare
Produtos: 
VMWare Workstation
VMWare Player
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Concluindo
Perguntas e Conclusão