Виртуализация — один из немногих сегментов мирового и российского рынка ИТ, где экономическому кризису не удалось переломить тенденцию роста. В текущем году, как следует из прогнозов Gartner, по всему миру инвестиции в ИТ увеличатся на 4,6%, однако рынок виртуализации будет расти опережающими темпами. Его быстрого развития ожидают и аналитики IDC (см. Рисунок 1). В России за последние два года виртуализация серверов преодолела все стадии, которые проходит новая технология: период тестирования практически закончился, заказчики перешли к использованию конкретных продуктов для решения задач производства и бизнеса.
Консолидация и виртуализация вычислительных мощностей являются одним из наиболее эффективных методов снижения стоимости владения. По прогнозам аналитиков компании The 451 Group, мировой рынок ПО виртуализации вырастет за пять лет в 4,8 раза и к концу 2013 года превысит 10,6 млрд долларов. В числе ведущих поставщиков — VMware (по данным IDC, в России ее доля рынка составляет 77%, а в мире — 89%), Microsoft, Citrix Systems, Red Hat, Sun/Oracle, Parallels. Согласно расчетам Gartner, к 2012 году половина серверной нагрузки будет обрабатываться виртуализированными серверами. Продукты виртуализации охватывают серверы, ПК, подсистемы ввода/вывода, внешние ресурсы («облака»). Они составляют основу динамической и гибкой инфраструктуры для бизнеса.
Системы виртуализации быстро совершенствуются. В 2009 году появился целый ряд новых продуктов: VMware vSphere 4 и View 4, Citrix XenDesktop 4 и др. По прогнозам Infonetics, 2010-й станет годом «войны» гипервизоров, а Citrix Systems называет его годом виртуальных рабочих станций. Ключевым направлением стало совершенствование протоколов доставки приложений/виртуальных машин на клиентские системы (VMware-Teradici PCоIP, Red Hat SPICE, Citrix FlexCast и др.).
В начале декабря «Журнал сетевых решений/LAN» и агентство корпоративных коммуникаций OSP-Con провели конференцию «ЦОД 2009. Виртуализация на всех уровнях: от виртуализации инфраструктуры к виртуальным ЦОД». Генеральными партнерами этого мероприятия стали компании Citrix, HP, «Ай-Теко» и «Комплит», а партнерами — Radius Group, EMC и Double-Take Software. Представленные на конференции презентации охватывали продукты, технологии и сервисы в области виртуализации, предлагаемые ведущими поставщиками, знакомили со стратегическими подходами, а также раскрывали практический опыт использования соответствующих решений.
Как отмечает Виктор Бабков, представитель Double-Take Software по развитию продуктов в России и СНГ, сейчас вопрос заключается не в том, нужна ли виртуализация, а в том, когда приступать к ее развертыванию. «Облачные» среды — тоже дело времени. По словам Николая Романовского, технического эксперта компании OLLY, виртуализация упрощает переход на новое оборудование и ускоряет тестирование новых сред и продуктов. С помощью этой технологии можно уменьшить количество серверов, решить проблемы совместимости, сократить затраты на охлаждение и электроэнергию, обеспечить гибкость при выделении серверных мощностей, оптимизировать жизненный цикл серверов и процессов их обслуживания, добиться эффективного использования оборудования.
Создаваемые решения позволяют централизованно управлять виртуальной инфраструктурой, автоматически перезапускать виртуальные машины (ВМ), динамически выделять системные ресурсы, осуществлять комплексный мониторинг ВМ. В коммерческих ЦОД новые разработки способствуют переходу к сервисной модели, где единицей управления становится виртуальная машина.
СКВОЗНАЯ ВИРТУАЛИЗАЦИЯ
Виртуализация оказывает значительное влияние на серверный рынок, на способы управления и построения центров данных. Как считает Александр Светлаков, специалист по продажам программных решений отдела серверов стандартной архитектуры компании «HP Россия», благодаря виртуализации ЦОД превращаются в пул ресурсов. Развертывание новых систем значительно упрощается, ускоряется внедрение приложений и сервисов. Виртуализация помогает задействовать неиспользуемые ресурсы, снизить издержки, улучшить управляемость и безопасность информационных систем.
HP ориентируется на сквозной подход — виртуализацию серверов стандартной архитектуры (в сотрудничестве с VMware, Citrix и Microsoft), критичных для бизнеса систем (собственные решения виртуализации на базе HP-UX) и сетевых подключений (см. Рисунок 2). Объединение ресурсов в пул для наилучшего соответствия требованиям бизнеса предполагает виртуализацию не только серверов, но и систем хранения. Внешние СХД давно представляют собой виртуализированные хранилища. Такие решения используются в большинстве организаций.
Чтобы сделать ЦОД более гибким, специалисты HP еще несколько лет назад начали разрабатывать модули HP Virtual Connect (Ethernet и Fibre Channel) для серверных платформ BladeSystem. Для подключения серверов к сетям достаточно один раз выполнить коммутацию. В дальнейшем все управление осуществляет администратор. Сервер можно легко заменить или переместить, сохранив его параметры подключения. Тем самым решается проблема реконфигурации систем. При замене серверных модулей в шасси не нужно перенастраивать WWN хост-адаптеров (HBA) в сети Fibre Channel и MAC-адреса сетевых адаптеров (NIC). Подобные подходы, хотя и реализованные в соответствии с другими принципами, предлагает целый ряд производителей серверов (IBM, Sun, Dell, Fujitsu, Cisco). Идея состоит в том, чтобы подключения LAN/SAN автоматически следовали за перемещаемым сервером — физическим или виртуальным. Поэтому данный вариант виртуализации ввода/вывода называют виртуализацией сетевых соединений.
В последние годы значительно выросли мощность процессоров и емкость памяти серверов. Нередко узким местом становятся их сетевые интерфейсы. На современных модульных серверах установлено по два порта 10GbE, но при виртуализации желательно иметь по три-четыре сетевых интерфейса на один физический сервер. Выпущенные в прошлом году модули HP Virtual Connect Flex-10 позволяют разделить сетевой порт на четыре мини-порта, выделив для каждого определенную долю пропускной способности.
Этот подход получил развитие в HP FlexFabric — технологическом компоненте новой архитектуры HP Converged Infrastructure (см. врезку «Конвергентная инфраструктура»), включающем в себя технологии, инструменты управления и экосистемы решений HP ProCurve и HP Virtual Connect. FlexFabric объединяет серверы и СХД в виртуализированную высокопроизводительную сеть. Сетевые соединения и пропускная способность могут быть виртуализированы от сервера до ядра сети («сеть как сервис»). ПО Insight Control реализует унифицированное управление, а пакет продуктов HP Virtual Server Enviroment (VSE) упрощает виртуализацию критичных для бизнеса задач.
СЕРВИС ПО ТРЕБОВАНИЮ
Аналитики IDC считают, что виртуализация станет базовой технологией при переходе средних и крупных компаний к конвергентной инфраструктуре и изменит прежние методы управления центрами данных. Фундаментом для создания внутренних и внешних «облаков» будет динамический ЦОД, где приложения и данные смогут свободно мигрировать, благодаря чему системные интеграторы и поставщики услуг получат возможность предоставлять ИТ как услугу (ITaaS).
По словам Юрия Запорожского, руководителя отдела развития бизнеса компании «Ай-Теко» (имеющей статус Citrix Gold Solution Advisor), в настоящее время наблюдается не только тенденция перехода от физических серверов и ПК к виртуальным, но и растет популярность услуг ИТ на основе виртуализации. ЦОД трансформируются в центры доставки приложений и услуг и предоставления сервисов по требованию.
Эффект от такой трансформации — снижение затрат клиентов на оборудование, значительное сокращение эксплуатационных расходов, консолидация ресурсов, централизация и автоматизация процессов управления инфраструктурой, упрощение процедур обеспечения высокой доступности, безопасности корпоративных данных. При этом работать можно в любом месте — в офисе, в командировке, дома. Вдобавок повышается эффективность использования ресурсов ИТ, оптимизируются затраты на администрирование, обслуживание и развертывание систем, сокращаются занимаемые оборудованием площади и снижается энергопотребление. Важная составляющая — обеспечение непрерывности бизнеса. Кроме того, службам ИТ становится намного проще адаптировать вычислительную инфраструктуру к изменениям в структуре организации.
В направлении ITaaS работают несколько крупных вендоров. Например, разработчики Citrix Systems ставят цель добиться возможности предоставления «ИТ как услуги» с полной поддержкой аутсорсинга и «облачных» вычислений. В результате заказчики смогут заключать соглашения с провайдерами и платить за объем услуг, а пользователи получат преимущества локальной или удаленной загрузки приложений и эмуляции рабочей среды на различных устройствах — от ПК до «тонких» клиентов, нетбуков, неттопов и мобильных устройств. В настоящее время для доставки приложений, управления рабочими станциями и консолидации серверов Citrix предлагает бесплатные версии продуктов XenDesktop, XenApp и XenServer, а также версии с расширенным функционалом.
В 2009 году разработанная Citrix технология Client Delivery Technology претерпела заметные изменения. ПО для виртуализации рабочих станций Citrix XenDesktop 4.0 с технологией доставки приложений FlexCast содержит десятки новых средств, реализующих усовершенствования в производительности и безопасности, и предоставляет возможность выбора типа клиентской системы в зависимости от потребностей пользователя. FlexCast поддерживает основные модели виртуализации рабочих станций в едином интегрированном решении и позволяет динамически перераспределять сетевую и вычислительную нагрузку и пропускную способность каналов связи.
Как поясняет Николай Романовский, ПО Citrix может доставлять по запросу следующие ресурсы:
- приложение, выполняющееся удаленно на сервере в разделяемом режиме;
- приложение, выполняющееся удаленно на клиентской ОС в монопольном режиме;
- приложение, выполняющееся локально в изолированной среде;
- «рабочий стол» удаленного сервера в разделяемом режиме;
- «рабочий стол» удаленной клиентской ОС в монопольном режиме;
- образ ОС в режиме онлайн.
В этом списке не хватает изолированного пользовательского окружения — централизованно управляемого и доставляемого по запросу на конкретную рабочую станцию пользователя корпоративного образа ОС с возможностью работы в автономном режиме. В первом квартале текущего года Citrix начинает открытое тестирование такого продукта — клиентского гипервизора XenClient (см. Рисунок 3). Образ системы работает удаленно и синхронизируется при подключении клиента к серверу, при этом поддерживается графика 3D. Однако для работы продукта необходима система с технологией Intel vPro. На своем компьютере пользователь может работать с корпоративной средой, переключаясь между рабочей средой и персональной, при этом первая полностью защищена в соответствии с политикой безопасности предприятия и изолирована от персональной программной среды.
Такой подход вписывается в технологию FlexCast, обеспечивающую доставку на «рабочие столы» образов ОС (см. Рисунок 4). По словам Юрия Запорожского, в зависимости от возможностей клиентского оборудования, для вычислительных задач могут использоваться мощности конечных устройств или серверов в ЦОД, а технология High Definition User Experience (HDX) позволяет работать с приложениями, требующими высокого разрешения (графика, видео), оптимально расходуя пропускную способность сети. В частности, потоковое видео доставляется с высоким качеством (HDX Media Stream), а последние версии продукта с поддержкой унифицированных коммуникаций оптимизированы для Microsoft Communicator 2007. С «тяжелыми» графическими приложениями можно работать даже на «тонких» клиентах. При этом все задачи управления рабочими станциями переносятся на уровень ЦОД, благодаря чему обслуживание систем становится менее затратным.
Составной частью Citrix XenDesktop является ПО XenApp, отвечающее за виртуализацию приложений Windows и доставку их как сервиса по запросу. Citrix XenApp 5 реализует динамическую доставку приложений и обеспечивает доступ с различных устройств. Как отмечает Юрий Запорожский, XenApp расширяет возможности XenDesktop и использует методологию управления единым экземпляром приложения: образ последнего хранится на сервере, что упрощает администрирование и обновление. XenDesktop и XenApp виртуализируют представление приложения и доставляют его на различные устройства с наименьшими потерями. Сотрудничество с Microsoft при разработке XenDesktop 4.0 позволило упростить управление виртуальными и физическими рабочими станциями, которое осуществляется через Microsoft System Center.
Выпущенное в прошлом году ПО Citrix XenServer 5.5 Essentials с технологией «живой» миграции ВМ XenMotion обеспечивает расширенное управление системами хранения, динамическое управление нагрузкой и управление жизненным циклом ВМ; реализует службы динамической загрузки образов ОС, высокую доступность и автоматизацию задач управления. По словам Юрия Запорожского, XenServer инсталлируется за 10 мин, его можно развертывать на хост-системе без предварительно установленной там ОС. Для администрирования используется центральная консоль. Бесплатная версия XenServer имеет ограниченные функции, но заказчики могут перейти к расширенной версии Essentials без перестройки уже созданной инфраструктуры.
В «Ай-Теко» подчеркивают, что виртуализация рабочих станций и предоставление услуг ИТ как сервиса ведет к снижению операционных затрат, расширяет возможности аутсорсинга, способствует гибкой адаптации ИТ к потребностям бизнеса, вводит новые схемы работы, включая удаленную и на территории заказчика. По оценкам специалистов компании, за счет сжатия потоков данных требования к пропускной способности сети снижаются до 70—75% по сравнению с приложениями клиент/сервер. Для безопасности используются шифрование каналов SSL VPN, межсетевые экраны, контроль за действиями пользователя и доступом к приложениям, аудит сеансов. Сокращение затрат на электроэнергию достигает 60—70%. В числе заказчиков «Ай-Теко», работающей с Citrix уже более десяти лет, — финансовые учреждения, производственные предприятия и организации из сферы услуг. Компания автоматизировала более 12 тыс. рабочих мест, развернула свыше 200 ферм серверов.
По прогнозам Gartner, к 2013 году мировой рынок виртуализации рабочих станций превысит 65 млрд долларов, так что конкуренция в этом сегменте будет острой. Согласно ITIC, в настоящее время 41% компаний использует для этого продукты Citrix, доля Microsoft составляет 28%, а VMware — 16%. VMware продолжает активно совершенствовать собственные средства виртуализации рабочих станций, выбрав в качестве основного направление VDI. Для создания инфраструктуры виртуальных ПК можно применять и ПО Parallels Virtuozzo Containers, позволяющее запускать множество копий серверной ОС Windows или Linux в масштабируемых изолированных виртуальных средах (контейнерах).
В результате открываются возможности для реализации такой модели услуг, когда заказчик получает информационную систему как сервис с высокой степенью надежности. По мнению Владимира Ефремова, директора по развитию бизнеса ЦОД «Барон Кнопп» (компания Radius Group), виртуализированный ЦОД нового поколения может стать основой для технологического скачка в сегменте SMB. Radius Group стремится охватить организации численностью 20–100 сотрудников, предложив им преимущества виртуализации через аутсорсинг. В компании считают, что в сфере услуг коммерческих ЦОД будет происходить постепенное смещение акцентов с размещения и аренды серверов на услуги с использованием виртуализации, вплоть до виртуальных рабочих мест (см. Рисунок 5). В числе новых продуктов Radius Group — «ПО по запросу», «рабочие места по запросу», «серверы по запросу».
Ряд предлагаемых типовых решений не требуют при переходе к VDI перестройки уже существующей у заказчика инфраструктуры ИТ, а поскольку все оборудование, кроме клиентских систем, находится и обслуживается в ЦОД, его надежность увеличивается, сервисы становятся доступнее. По словам Владимира Ефремова, «за виртуализированными ЦОД — будущее». В них можно выделять ресурсы по требованию, применять политики для такого выделения, учета и перераспределения, реализовать самообеспечение ресурсами в пределах организации, автоматизировать рутинные задачи администрирования, снизить потребление электроэнергии и одновременно поддерживать доступность и прозрачность услуг ИТ. Заказчику не нужно создавать резервные копии, восстанавливать систему, отслеживать и устанавливать обновления и т. д., что значительно снижает затраты на поддержку инфраструктуры ИТ.
В зависимости от состава серверов, серверного ПО и лицензионной политики поставщики предлагают виртуализацию на основе разных решений. Radius использует ПО VMware для консолидации серверов и ПО Parallels для создания инфраструктуры виртуальных ПК (VDI), предоставляет услуги управления и сопровождения. Система Magrul собственной разработки, доступная по модели SaaS, предназначена для создания портала предприятия, реализует типовые сервисы, необходимые большинству предприятий SMB, и применяется для обеспечения технической поддержки.
Как рассказал Владимир Ефремов, при изменении инфраструктуры ИТ, внедрении «тонких» клиентов и VDI компания стремится максимально удешевить поддержку работы каждого клиента. Основной выигрыш дает снижение стоимости обслуживания инфраструктуры. Для ПК расходы на приобретение оборудования и ПО составляют лишь 50% TCO. Более половины затрат приходится на оплату работ по управлению и администрированию, которую в случае внедрения VDI можно точно прогнозировать. Готовые рабочие места и ПО предоставляются по запросу, причем для этого потребуется не более двух часов с момента поступления заявки. Виртуальные рабочие места позволяют работать не только в офисе, но и дома.
Стоимость решения Radius Group с «тонкими клиентами» составляет примерно 1250 руб. в месяц на сотрудника, однако для его использования необходимы надежные каналы связи (от 512 Кбит/с для группы из пяти сотрудников). В компании считают, что подобные предложения, открывающие доступ к дорогостоящему оборудованию и ПО, помогут малому и среднему бизнесу перейти на качественно новый уровень информатизации.
ДОРОГА В «ОБЛАКА»
Отрасль постепенно движется к полностью виртуализированым ЦОД, и все чаще виртуализация рассматривается в рамках концепции внешних и внутренних «облаков». Как считает Федор Павлов, консультант компании EMC по технологиям, уже в ближайшее время ЦОД будут полностью виртуализированы в результате конвергенции сетей передачи данных и сетей хранения, виртуализации приложений и систем хранения. На основе таких ЦОД можно строить внутренние «облака» (Private Cloud). Дальнейший шаг — создание внешних коммерческих «облаков» (Public Cloud). Ключевым моментом станет интеграция частных виртуальных ЦОД в коммерческие «облака» (см. Рисунок 6).
В этом случае ресурсы можно будет выделять под новые задачи, не инвестируя в дополнительные вычислительные мощности, благодаря чему планирование станет проще. Однако остаются проблемы контроля и безопасности, что не позволяет воспользоваться преимуществами «облачных» вычислений. Переходный способ использования «облаков» — развитие собственного ЦОД с учетом того, что в будущем появится широкий выбор коммерческих «облачных» ресурсов.
Глобальный альянс Virtual Computing Environment (VCE), сформированный Cisco, EMC и VMware, ставит перед собой задачу построения «облака», пригодного для реальных условий, что предполагает создание партнерской экосистемы, разработку продуктов и решений с интегрированным управлением. Вклад EMC состоит не только в платформах хранения, но и в управлении информацией и ресурсами. Кроме того, компания надеется, что
с помощью разработок ее подразделения RSA удастся решить проблемы ИБ в частных и внешних «облаках».
Cisco UCS с VMware vSphere 4 — универсальный строительный блок для «облака», где можно запускать разнообразные приложения. Эта масштабируемая вычислительная система позволяет создавать географически распределенные платформы. С помощью коммутаторов Cisco Nexus виртуализируется сеть и интегрируются сервисы VMware. Посредством таких решений в ЦОД осуществляется подготовка к гибкому использованию ресурсов частных и внешних «облаков». Интегрированные инфраструктурные решения Vblock призваны объединить вычислительные средства, сетевые продукты, ПО виртуализации, системы хранения, безопасности и управления. Готовые решения для ЦОД vBlock1 (до 1000 ВМ) и vBlock2 (12000 ВМ) — это наборы продуктов трех вендоров, дополненные предложениями услуг и консалтинга.
Под «облако» уже оптимизированы системы хранения EMC, интегрированные с ПО VMware. С прошлого года начали поставляться системы, информирующие администратора, какие ВМ на них находятся, что избавляет его от необходимости вести карту ВМ при использовании функций VMotion и Storage VМotion.
Готовый продукт для создания контентного «облака» представляет EMC Atmos — распределенная платформа хранения данных с автоматизированным управлением контентом. Расстояние между элементами Atmos не ограничено, а данные перемещаются динамически. Управление всей системой осуществляется с помощью политик. Например, правила позволяют определить количество и места хранения копий данных. Однако такое решение нельзя назвать полноценным «облаком»: оно ориентировано только на работу с информацией.
ЗАЩИТА ДАННЫХ И ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ
С развитием виртуализации и «облачных» вычислений совершенствуются и методы защиты информации: под виртуализацию оптимизированы ПО EMC Avamar (эффективное резервирование виртуальных сред) и EMC RecoverPoint (универсальная репликация). Avamar реализует дедупликацию в источнике, для чего использует алгоритм с переменным блоком. Продукт исключает проблемы с наложением окон резервного копирования, до 600 раз уплотняет данные перед передачей по сети. Дедупликация на источнике считается лучшим способом решения проблемы резервного копирования виртуальных сред.
EMC RecoverPoint осуществляет репликацию данных и их восстановление на любой момент времени, причем она возможна не только между дисковыми массивами одного класса и одного производителя, но и между томами разных СХД независимо от того, где они находятся. Нагрузка и на систему хранения, и на сервер минимальна.
Компания Double-Take Software разработала решения, не зависящие от оборудования или ОС. Ее ПО поддерживает репликацию между физическими и/или виртуальными платформами, включая репликацию ВМ. Информация перехватывается при записи на диск, а на локальную или удаленную резервную систему передаются только изменения на уровне байтов, поэтому требования к пропускной способности глобальной сети невелики. Кроме того, данные можно сжимать в реальном времени. В результате ПО Double-Take Availability обеспечивает репликацию данных и приложений и переключение пользователей на резервную систему в случае отказа основной (см. Рисунок 7). Продукт Double-Take Backup & Recovery позволяет восстановить последние или более ранние версии.
Как указывает Виктор Бабков, общую стоимость системы аварийного восстановления данных можно сократить за счет репликации не на физические, а на виртуальные резервные серверы, расположенные на удаленной площадке. Поскольку резервный сервер не требует значительных ресурсов, один физический сервер можно использовать для резервирования двух десятков серверов с помощью ВМ. Для восстановления образа сервера служит компонент Double-Take Backup Virtual Recovery.
ПО Double-Take Move можно использовать для перемещения рабочей нагрузки между виртуальными и физическими серверами. Кроме того, это создает предпосылки для миграции — переноса серверов и ВМ через локальные и глобальные сети из одного офиса в другой или в «облачные» среды. Так решаются задачи переноса рабочей нагрузки и миграции серверов из разных офисов для консолидации в одном ЦОД. Поскольку репликация осуществляется в реальном времени, пользователи могут продолжать работу вплоть до момента переключения на новый физический или виртуальный сервер — время простоя ограничивается временем перезагрузки.
ПО Double-Take Flex дает возможность загружать рабочие станции и серверы по iSCSI: загрузочные образы находятся в защищенном хранилище и управляются централизованно. По словам Виктора Бабкова, при переходе на работу с Flex пользователи не замечают никаких изменений. При этом множество клиентов можно загрузить с одного образа или использовать разные загрузочные образы. Клиенты работают напрямую через iSCSI, поскольку жесткий диск на таких устройствах отсутствует, но все остальные ресурсы ПК доступны. В ЦОД находится только хранилище iSCSI. Компания Double-Take Software сотрудничает с Dell, HP, IBM, VMware, Microsoft и имеет 19 тыс. клиентов.
ПРОЕКТЫ ВИРТУАЛИЗАЦИИ
Если обобщить информацию о представленных на конференции проектах виртуализации, реализованных крупными операторами связи, страховыми компаниями и банками, то можно сказать, что заказчики выбирают эту технологию для решения задач консолидации серверов и ПО, быстрого развертывания однотипных серверов, обеспечения высокой доступности приложений средствами VMware HA/DRS, когда ВМ запускается на резервном узле при отказе основного. Как отмечают аналитики Gartner, виртуализация постепенно превращается из средства консолидации в инструмент повышения доступности.
Леонид Пшеничный, руководитель службы ИТ Группы компаний «Регионы», считает, что виртуализированный ЦОД помогает быстро, гибко и эффективно реагировать на меняющиеся потребности бизнеса. В проекте, реализованном в ГК «Регионы», удалось уменьшить расходы на модернизацию и эксплуатацию инфраструктуры ИТ, упростить управление серверами и их обслуживание. Построение виртуализированного ЦОД позволило снизить на 50% совокупную стоимость владения серверными ресурсами, втрое увеличить производительность труда администраторов благодаря упрощению и автоматизации ресурсоемких процессов, в 7–12 раз сократить сроки развертывания новых приложений (в зависимости от их вида), обеспечить непрерывность бизнеса, исключив потери данных и остановку сервисов.
Важной задачей является оптимизация затрат на электропитание и размещение оборудования в серверных стойках. Так, по словам Игоря Коваля, исполнительного директора «БТА Банка», получение дополнительного кВтxч в центре Москвы стоит чрезвычайно дорого, и без виртуализации было бы сложно справиться с задачей дальнейшего расширения инфраструктуры ИТ.
Некоторые заказчики консолидируют нагрузку серверов и отключают неиспользуемые системы в часы наименьшей нагрузки. Например, по информации компании «Комплит», внедрившей VMware VI3 в инфраструктуру СЗФ «Мегафон», для экономии электроэнергии в ночное время виртуальные машины в ЦОД заказчика уплотняются с помощью VМotion, а свободные серверы выключаются.
И, конечно, виртуализация рассматривается как способ повышения эффективности использования компьютерных систем, ведь обычно серверы x86 и СХД загружены лишь на 10–15%. «Однако, чтобы ВМ работали эффективно, загрузка физического сервера не должна превышать 90%», — подчеркивает Игорь Коваль. Обычно рекомендуемый показатель составляет 70%.
С помощью виртуализации заказчики решают, кроме прочего, задачи централизации управления инфраструктурой, интеграции с системой резервного копирования и мониторинга. Например, «Комплит» реализовала проект внедрения VMware VI3 в инфраструктуру страховой компании «Эрго-Русь», где для интеграции с системой Symantec NetBackup использовались средства VMware Consolidated Backup (VCB) — «снимки» ВМ монтируются на сервер
с агентом NetBackup, записывающим данные на файловое хранилище и ленточный носитель.
Иногда удается задействовать уже имеющиеся у заказчика серверные платформы и приобретенные «на вырост» СХД, однако чаще всего приходится покупать новые серверы или модернизировать существующие, увеличивая емкость оперативной памяти, и практически всегда — системы хранения, функционал которых критически важен для виртуальных серверов. Нередко для виртуализации выбираются модульные серверные платформы, более экономичные в обслуживании, компактные и требующие меньше кабельной инфраструктуры.
Даже при высоком уровне виртуализации ЦОД, который может достигать 80%, виртуализируется далеко не все. Как рассказал Игорь Коваль, в «БТА Банке» виртуализированы все вспомогательные системы и рабочие приложения с небольшим числом пользователей, однако системы с большим количеством соединений (OLTP) виртуализировать нет смысла. Банковская система работает на выделенном ресурсе и использует те же СХД, что системы виртуализации.
По словам Андрея Сысоева, ведущего инженера компании «Комплит», один из самых сложных моментов в таких проектах — миграция с физических серверов без остановки бизнеса. Для обеспечения такой возможности при реализации проекта в компании «Эрго-Русь» использовался продукт VMware Converter. Определенные сложности возникают, когда функция VМotion задействуется для перемещения ВМ между разнородными серверами. VМotion в автоматическом режиме часто применяется для перераспределения нагрузки на серверы. Обычно речь идет о не критичных для бизнеса приложениях.
Типичное снижение ТСО в крупных российских компаниях при внедрении ПО виртуализации VMWare ESX составляет примерно 75% за трехлетний период. Именно такой показатель достигнут в «БТА Банке», где используется более 200 серверов (в проекте участвовали HP, IBS, «Крок»). Для виртуализации использовалась платформа HP BladeSystem c7000 (16 модульных серверов HP BL460 G1/G6) с ПО VMWare ESX 3.5 (с опциями HA и VMotion), системы хранения HP EVA 5000 и EMC CLARiiON CX-40. Заказчикам удается сократить затраты, обеспечить высокую доступность и надежность сервисов, уменьшить количество персонала.
КАК ИЗБЕЖАТЬ ПРОБЛЕМ?
Технология виртуализации стала достаточно зрелой, однако ее развертывание не всегда протекает гладко. По данным зарубежных опросов, около половины проектов не приносят ожидаемых результатов, заказчики получают больше проблем, чем преимуществ. Компании отмечают нехватку инструментов для контроля и мониторинга виртуальной среды, а также средств диагностики, жалуются на недостатки ИБ, сетуют на неудовлетворительную подготовку специалистов и отсутствие опыта, позволяющего должным образом использовать эту технологию, сообщают о чрезмерно высокой стоимости реализации проекта.
По словам Сергея Халяпина, руководителя системных инженеров российского представительства Citrix, причины разочарований нередко связаны с неверным пониманием возможностей виртуализации. Иногда камнем преткновения становятся собственные приложения клиентов, которые не удается перенести в виртуальную среду. Среда виртуализации требует грамотного управления и мониторинга, правильной организации жизненного цикла ВМ, соблюдения основополагающих принципов администрирования.
Ненадлежащее управление создаваемой инфраструктурой — одна из причин появления проблем в виртуализованной среде, подтверждает Александр Светлаков. Легкость создания ВМ приводит к тому, что их становится слишком много. Как подчеркивает Андрей Сысоев, хотя обычно в результате реализации проекта виртуализации предполагается сокращение числа администраторов, на самом деле добавляется новый сервис, который нужно обслуживать. Между квалификацией персонала и успехом проекта виртуализации прослеживается четкая корреляция, поэтому необходимы инвестиции в обучение.
Сергей Халяпин уверен, что тщательное планирование позволит свести проблемы к минимуму. Если в информационной системе беспорядок, то от виртуализации она не станет более «упорядоченной», а в тех случаях, когда все было «разложено по полочкам», от внедрения виртуализации заказчик получит дополнительные преимущества.
«Виртуализация не панацея», — говорит Леонид Пшеничный. Не нужно пытаться виртуализировать «тяжелые» серверы и системы биллинга. Необходимо тщательное предпроектное обследование, в ходе которого определяется, каким будет эффект. Невиртуализируемых приложений остается все меньше, однако «тяжелые» системы и приложения, использующие специфические аппаратные средства (карты шифрования и пр.), обычно не подлежат виртуализации.
По словам Андрея Сысоева, удобно виртуализировать контроллеры доменов, системы бухучета и т. д., однако в отношении нагруженных СУБД этого делать не стоит. Кроме того, определенный класс приложений работает с физическими устройствами, факс-платами, телеметрией и др. — они тоже не подлежат виртуализации. Обобщая сказанное, заметим: любые специализированные серверы, использующие специфическое оборудование, остаются за рамками виртуализации. Однако Сергей Халяпин уточняет, что некоторые задачи, например, перенос системы с одной платформы на другую, оправдывают виртуализацию высоконагруженных серверов.
Заказчики нередко сталкиваются с проблемой взаимодействия виртуализированных приложений с устройствами USB. По словам Сергея Халяпина, она хорошо решается средствами USB over IP. Если «проброс» USB через гипервизор привязывает ВМ к конкретному серверу, то USB over IP дает возможность перемещать ВМ между физическими узлами. Как утверждают в «Ай-Теко», технологии Citrix позволяют использовать весь спектр устройств USB: подключение достаточно прозрачно с точки зрения системы.
Нередко для проектов виртуализации критичным является выбор систем хранения, узкие места могут возникать также на уровне подсистем ввода/вывода. «Виртуализация увеличивает нагрузку на СХД, поэтому перед внедрением необходимо планирование, — рассказывает Александр Светлаков. — Безусловно, виртуализация требует инвестиций в СХД. Это даже важнее, чем мощность процессора и емкость оперативной памяти».
Андрей Сысоев считает, что начинать нужно с тестовой зоны, причем для однородной инфраструктуры предпочтительнее придерживаться продуктов одного вендора, а для разнородной — ориентироваться на поддержку решений, используемых конкретным гипервизором. Сопоставлять продукты виртуализации следует, исходя из поставленных задач, а также эксплуатируемых операционных систем. Полезны будут и предлагаемые вендорами калькуляторы ROI. Иногда оказывается достаточно бесплатного продукта.
В последнее время политика лицензирования средств виртуализации и приложений упростилась, однако с виртуализацией ПК ситуация сложнее. Это новый рынок, и вендоры пока адаптируют свою политику лицензирования к данной технологии. Кроме того, ни одно решение не позволяет сэкономить, например, на программных лицензиях офисных приложений.
Главными препятствиями на пути внедрения серверной виртуализации остаются затраты и сложность. Так, вероятность возникновения проблем, связанных с производительностью бизнес-приложений, увеличивается вдвое. В общем случае виртуализация — инфраструктурный проект, требующий по-новому организовать систему безопасности, защиты данных и управление. Тем не менее, согласно прогнозам, со временем большинство вычислительных ресурсов корпоративного уровня окажутся виртуализированными. Несомненно, важнейший вклад в данный процесс вносит желание компаний снизить расходы.
Сейчас виртуализация применяется в основном для консолидации серверов, экономии электроэнергии и сокращения занимаемых оборудованием площадей. Однако технологии быстро совершенствуются. Среди тенденций — автоматизация, ориентированность на услуги, повышение гибкости и надежности решений. Виртуализация превращается в главное средство повышения эффективности вычислительной инфраструктуры ЦОД, позволяя обойтись меньшими ресурсами для решения большего объема задач, становится основой для предоставления новых сервисов (включая «облачные» сервисы) и нового подхода к администрированию приложений. Она охватывает практически все компоненты инфраструктуры — от серверов и СХД до сетей и рабочих станций. Дальнейшее развитие виртуализации открывает широкие перспективы для реализации динамических инфраструктур и «облачных» вычислений.
Сергей Орлов — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.
Рисунок 1. Рост рынка виртуальных машин в мире (n) и в России (n) по данным IDC. В 2009 году российский рынок ВМ (в ценах для конечного пользователя) составлял 45 млн долларов. Ожидается, что он будет расти ежегодно на 19,3% (CAGR), а темпы роста мирового рынка (по продаже лицензий) достигнут 9,7%.
Рисунок 2. Подход HP к виртуализации предполагает сочетание технологий.
Рисунок 3. Клиентский гипервизор XenClient функционирует на локальной машине и может работать с ее «рабочим столом» и с изолированной средой. При этом поддерживается корпоративная политика доступа и централизованное управление, обеспечивается мобильность, безопасность, поддержка графики 3D.
Рисунок 5. Эволюция виртуализации и услуг ЦОД.
Рисунок 7. Защита от отказов на уровне хост-системы для Microsoft Hyper-V.
Конвергентная инфраструктура
Модули HP Virtual Connect, решение HP FlexFabric, коммутаторы HP ProCurve стали основой концепции конвергентной инфраструктуры HP, объединяющей системы хранения, серверы и сети в виртуализированные автоматизированные технологические среды, наделенные единой системой управления. Цель этой разработки — быстрое развертывание прикладных сред, снижение стоимости обслуживания сети за счет большей гибкости, оптимизация использования ресурсов благодаря виртуальным пулам, повышение эффективности энергопотребления.
Разработчики создают унифицированные, конвергентные инфраструктуры для ЦОД, где виртуализация охватывает серверы, СХД, ввод/вывод, сетевые соединения. Комплексные решения с виртуализацией вычислительных и сетевых ресурсов, а также ресурсов хранения предлагают Cisco в продукте Unified Computing System (UCS), IBM (платформа BladeCenter и ПО BladeCenter Open Fabric Manager), Dell (PAN Datacenter-in-a-Box и Egenera Processing Area Network), Fujitsu (BladeFrame), Sun (Blade 6000 и Virtual Network Express Module).
В прошлом году HP выпустила интегрированную систему BladeSystem Matrix, которая включает в себя модульные серверы ProLiant и Integrity, системы хранения, модули Virtual Connect, среду управления HP Insight и набор услуг. По существу, это «адаптивная инфраструктура в коробке». HP уже накопила солидную библиотеку шаблонов (например, шаблоны для систем SAP и Oracle), обеспечивающих быстрое развертывание корпоративных приложений на базе Matrix.
Предназначенная для крупных заказчиков унифицированная архитектура Cisco UCS объединяет модульные серверы x86, системы хранения EMC, коммутаторы Cisco серии Nexus, ПО виртуализации и управления. Специалисты Cisco подсчитали, какую экономию может дать внедрение такой платформы в организации, эксплуатирующей 320 серверов: капитальные затраты снизятся на 43% за три года, расходы на электропитание и охлаждение — на 19%, количество стоек уменьшается на 60%, кабельная инфраструктура — на 86%, значительно сокращается время развертывания приложений. По данным HP, система BladeSystem Matrix в сочетании со средой управления позволит сэкономить на операционных расходах (до 79%), на приобретении серверов и ПО (до 45%), а количество единиц сетевого оборудования уменьшится в четыре раза.
Данные решения пока воспринимаются как слишком новые, но в ближайшие несколько лет ЦОД будут перестраиваться под подобные технологии, считает Александр Светлаков. HP ожидает всплеск интереса к таким продуктам как Matrix, значительно упрощающим управление и администрирование, уже в этом году.