Arquitetura para Ambientes com Windows Server 2008 Hyper-V – Parte 3

Este artigo tem como objetivo demonstrar como você pode planejar e arquitetar a solução Windows Server 2008, Hyper-V para grandes empresas.

por Wilsterman Fernandes

A arquitetura para grandes empresas é uma solução de virtualização completa de recursos, HÁ (para a versão R2 do Hyper-V 2.0 temos como habilitar o Live Migration) e servidor de classe empresarial e produtos de armazenamentos. Além do conjunto de recursos fornecidos pela Arquitetura Média, a Arquitetura para grandes empresas fornece processamento adicional e capacidade de armazenamento necessário para uma implantação mais estratégica para atender as necessidades do DataCenter.  A Imagem abaixo é um exemplo de uma Arquitetura para grandes empresas e não reflete em todas as configurações possíveis. Neste caso, o Hyper-V está Hospedado em Servidores HP DL 580 G5. O Storage também da HP com Fibra para fornecer alto desempenho, capacidade de armazenamento e de gerenciamento. Na imagem abaixo, o gerenciamento das Máquinas Virtuais é feita com SCVMM 2008, sendo executado em um HP conectado a outro servidor HP que oferece espaço de armazenamento adicional para permitir a Biblioteca do SCVMM’s Server para hospedar um grande número de imagens.

Opções de Continuidade de Negócios

Ambientes de Backup e Restore no Hyper-V são feitos através do Volume Snapshot Service (VSS) nativo da Infra-estrutura do Windows Server 2008. Varias soluções de continuidade de negócios, incluindo o Microsoft System Center Data Protection Manager, Symantec Backup Exec e EqualLogic  Auto-VSS Snapshot Manager oferece suporte para fornecer soluções de disaster recovery para ambientes Windows.

Normalmente, Backup baseado em VSS requer um agente para executar no sistema operacional, a fim de ser capaz de executar o backup do sistema sem desligá-lo. A mesma exigência aplica-se a ambientes virtuais e sistemas operacionais convidados (Guest). No entanto, o Hyper-V fornece a capacidade de backup da máquina virtual convidada e aplicativos em maquinas virtuais com um único agente na parent partition (partição pai) e nenhum agente dentro das máquinas virtuais. O Hyper-V permite isso usando o Hyper-V VSS Writer, que é executado na parent partition e se comunica com todas as child partitions (Partição filha).

Máquinas Virtuais rodando Windows Server 2008 e Windows Server 2003 pode ser gravadas (backed up) quando as VMs estão rodando, uma vez que estes sistemas operacionais têm suporte nativo para o VSS. Uma vez que este processo utiliza a infra-estrutura do VSS no sistema operacional convidado, que também automaticamente cuida do quiescing VSS – aware applications (como o Microsoft SQL Server, Microsoft Exchange Server, etc) nos sistemas operacionais convidados antes de iniciar um backup. Para os sistemas operacionais convidados que não suporta a VSS, a operação de backup automaticamente vai a VM através de um Save e Restore, o ciclo para garantir que o backup está em um estado consistente. Note que o Integration Services tem que ser instalados nas máquinas virtuais do Hyper-V VSS Writer.

Nota: Certas situações continuam a exigir do Backup e Restore de ser feito com os agentes rodando sobre o sistema operacional convidado. Por exemplo, o Hyper-V VSS Writer não suporta o backup da maquinal virtual que usa pass-though disks (onde as VMs estão configuradas com acesso direto ao disco físico) e assim tem de ser iniciado dentro das máquinas virtuais.

Symantec Backp Exec

Symantec Backup Exec 12.5 é uma solução de continuidade de negócios global que suporta o backup e restore de ambientes físicos e virtuais. Ao aproveitar a tecnologia Hyper-V VSS Writer, que é nativa no Hyper-V, o backup Exec 12.5 requer apenas um agente de backup para ser executado na partição pai para suporte de backup e restore de máquinas virtuais. Além do custo beneficio o agente de um backup por Hyper-V Server faz a infra-estrutura de backup mais fácil de controlar, devido à complexidade reduzida.

Para mais informações, visite www.backupexec.com

Microsoft System Center Data Protection Manager 2007

SCDPM 2007 é um disk-to-disk-to-tape (disco-para-disco-para-fita) uma solução de continuidade de negócios que aproveita a infra-estrutura VSS em ambiente Windows e suportam tanto físico e virtual com o Windows Server e aplicações Microsoft. Na versão do SCDPM 2007 SP1 temos melhorias na Proteção ao Hyper-V, melhorias na proteção de SQL Server 2008, SharePoint e Exchange 2007, e ainda, proteção local para os dados do próprio servidor SCDPM, proteção entre florestas com relação de confiança (Two-way) e muitas outras melhorias.

Para mais informações, visite www.microsoft.com/systemcenter/dataprotectionmanager

EqualLogic Auto-Snapshot Manager/Microosft Ediiton

Todos os Dell EqualLogic PS Series Array vem com um Kit de ferramentas de software abrangente para facilitar a implementação, gestão, e da proteção da Dell EqualLogic iSCI SANs para ambiente Microsoft Windows. O PS Series Auto-Snapshot Manager (ASM) é uma solução rica para proteger e recuperar dados do Windows, incluindo sistemas de arquivos NTFS , Microsoft Exchange e implementações de SQL Server. ASM, incluída com todas as PS Series arrays, permite aos administradores criar sistema de arquivos NTFS, Exchange Storage Group e SQL Server database Smart Copy, clones de volumes de dados locais, e réplicas remotas. Auto-Snapshot Manager é totalmente integrado com a Microsoft Volume Shadow Copy Services (VSS) para fornecer hardware baseado em Snapshots de aplicações baseadas em aplicações Windows. No caso de recuperação de um sistema de arquivos NTFS, Exchange Storage group, ou banco de dados SQL Server é necessário, Auto-Snapshot Manager oferece varias opções de restauração rápida para minimizar a disponibilidade de seus dados críticos.

Para mais informações, visite www.equallogic.com/microsoft

Considerações de hardware para Ambientes Hyper-V

Esta seção fornece as considerações gerais de dimensionamento de hardware ao projetar uma infra-estrutura virtualizada. A orientação centra-se em torno dos quatro subsistemas de hardware principais: (1 CPU);  (2 Memória); (3 Discos) e (4 Placa de Rede). Estes quatro subsistemas são importantes para compreender, no sentido geral, porque não planejar adequadamente para cada item pode levar a má qualidade de serviço (quality of service (QoS)) no datacenter. No Hyper-V, para a alta disponibilidade de máquinas virtuais (VMs HÁ) (na versão R2 do Windows Server 2008, você pode habilitar recursos como o Live Migration) e migração de máquinas virtuais, exige que a Microsoft Failover Clustering seja implementada. Isso leva os requisitos de configuração adicionais que precisam ser tomados em consideração ao projetar seu datacenter.

CPU

Com processadores Multi-core, escolhendo processadores físicos depende de muitos fatores incluindo o tipo de carga de trabalho, numero de slots no servidor, utilização de CPU, as necessidades de consumo de energia, etc. Hyper-V atualmente suportado em sistemas com até 24 processadores lógicos. O numero de processadores virtuais para ser atribuído a uma máquina virtual especifica depende dos requisitos de carga de trabalho que é executado no sistema operacional convidado. Windows Server 2008 Hyper-V permite que até 4 processadores virtuais a ser atribuído a uma VM especifica (suporte varia para diferentes sistemas operacionais convidado). No Hyper-V, processadores virtuais em máquinas virtuais não tem um-par-um mapeamento com os processadores lógicos no servidor. O Hyper-V trata da programação de processadores virtuais em qualquer processador lógico. A orientação geral é que quando a carga do processador virtual é altamente intensiva, utilizando múltiplos processadores virtuais em uma máquina virtual podem ser eficazes, uma vez mais processadores físicos serão utilizados. Já que o uso de múltiplos processadores virtuais também adiciona sobrecarga adicional, um planejamento cuidadoso é necessário para determinar a alocação de processadores virtuais para máquinas virtuais.

Para obter mais informações detalhadas, consulte o Performance Tuning for Virtualization Server na seção de Performance Tuning Guidelines para Windows Server  2008 em www.microsoft.com.

Memória

Virtualização de memória são as cargas de trabalho intensivas. Isto é especialmente verdadeiro quando uma das metas para a implementação da virtualização é a consolidação. A necessidade de memória para um especifica para um Host Hyper-V é impulsionado pelo numero de máquinas virtuais, a quantidade de memória necessária para cada maquina virtual, a quantidade de memória necessária para o Hypervisor para gerenciar as VMs.

Hypervisor Parent Partition - A orientação geral é a reserva de 2 GB de memória.

Virtual Machines – Baseado no fato de que o Hyper-V não compartilha memória entre as máquinas virtuais, a quantidade de memória necessária é a soma de todos os requisitos de memória para as máquinas virtuais em execução no servidor. Para cada máquina virtual com a seguinte formula deve ser utilizado para determinar a exigência de memória:

Se a VM é atribuída <= 1GB de memória: quantidade de memória alocada para a máquina virtual + 32MB

Se a máquina virtual é alocado  > 1GB de memória: quantidade de memória alocada para a maquina virtual + 32 MB + 8 MB por GB alocado para a máquina virtual para cada GB de mais de 1 GB.

Por exemplo: Uma VM alocada com 3GB de memória exigiria uma reserva de 3GB + 48MB.

Para mais informações sobre os novos recursos do Windows Server 2008 R2, Hyper-V consulte o blog do Gilson Banin que fala um pouco sobre os novos recursos que virá com o SP1 do Windows Server 2008 R2: http://mswindowsserver.org/site/?p=111

Migração - Se, além das máquinas virtuais poderem eventualmente migrar (planejada ou não planejada) para o servidor, memória (por orientação do dimensionamento acima) deve ser reservado para as máquinas virtuais. Não fazer isso pode resultar um mau desempenho ao iniciar um servidor ou degradação de desempenho para todas as maquinas virtuais no servidor.

Como a memória tende a ser o primeiro recurso a ser totalmente utilizado, o planejamento cuidadoso assegura a capacidade suficiente para manter e fazer crescer o datacenter.

Disco

O subsistema de armazenamento deve fornecer capacidade de armazenamento suficiente ao entregar QoS para o DataCenter através de tempos de resposta aceitável (I/O) pedido. Além disso, o numero de hosts conectados ao disco e o tipo de fibra precisa ser tomado a fim de escolher o tipo de hardware correto.

A capacidade é um calculo baseado na escolha do nível de RAID e as necessidades de capacitação para as máquinas virtuais e aplicativos.

Performance de disco é um aspecto critico para garantir que a solução tenha suficiente disk spindles para lidar com o I/O de disco.

Outros cenários críticos do projeto é a necessidade de suportar a alta disponibilidade de máquinas virtuais e migração de maquinas virtual.

Se a alta disponibilidade / Quick Migration é necessário, os componentes da máquina virtual (discos e arquivos de configuração) deve residir em um Storage. MPIO deve ser configurado como Multiple physical I/O Paths deve existir entre cada servidor e Storage array para fornecer redundância e desempenho melhorado através do load balancing.

Pré-requisitos para utilizar o Live Migration: http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=FDD083C6-3FC7-470B-8569-7E6A19FB0FDF&amp;displaylang=en&displaylang=en

Rede

A rede precisa fornecer QoS em uma requisição de IO, conectar o datcenter, e habilitar os recursos chave do Hypervisor. Os pontos de decisão envolvem a escolha NIC para lidar com o trafego de dados, gerenciamento de trafego e comunicação do cluster para atender as necessidades atuais e permitir a escalabilidade e crescimento do datacenter.  O guia a seguir é a melhor pratica para cada servidor em seu datacenter.

Parent Partition / Virtualization Management – Um mínimo de uma porta deve ser alocado.

Nota: Este adaptador também pode ser utilizado para a rede publica do cluster se este host Hyper-V faz parte de um cluster.

Virtual Machine Network – Um mínimo de duas portas deve ser alocado para as redes das maquinas virtuais. Adaptadores adicionais podem ser necessários com base no numero de máquinas virtuais e cargas de trabalho em execução nas maquinas virtuais.

Storage Netwrok - Se Storages iSCSI for utilizado, um mínimo de  duas portas deve ser alocada para garantir alta disponibilidade.

Cluster Private Network – Um adaptador deve ser alocado para a rede privada do cluster se o host Hyper-V é parte de um cluster altamente disponível.

Se duas ou mais portas são utilizadas para qualquer função especifica, então o melhor pratica determina que as portas devam ser divididas em vários adaptadores de rede física para assegurar que a perda de um único adaptador não resulta em completa perda de disponibilidade.

Conclusão

Transitamos pelas três possíveis Arquiteturas que podemos obter com o Windows Server 2008 Hyper-V. Dos três cenários que foi apresentado tivemos uma visão de como arquitetar e planejar a melhor solução para atender as necessidades e o crescimento do ambiente virtualizado, os próximos artigos irão abordar como Arquitetar um ambiente virtualizado para aquelas empresas que ainda utiliza Windows Server 2003 e Virtual Server 2005, e como planejar a migração para Windows Server 2008 Hyper-V e Hyper-V Server 2008.

Abraços até mais!

Wilsterman Fernandes