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Virtualização com Hyper-V
- 1. ECO Developers 2010 como a tecnologia pode permitir um desenvolvimento sustentável?
- 2. Virtualização, Gerenciamento e Alta Disponibilidade Carlos dos Santos cds@cds-software.com.br Blog: www.carloscds.net Twitter: @cdssoftware Microsoft MVP C# Professional Scrum Master / Professional Scrum Developer CDS Informática Ltda. Microsoft Gold Certified Partner Microsoft Visual Studio Team System Inner Circle Partner
- 3. Introdução: Virtualização Arquitetura do Hyper-V Cenários de Migração e Gerenciamento de Ambientes Virtuais (SCVVM) Alta Disponibilidade de Máquinas Físicas e Virtuais (Clustering) Objetivos e Agenda
- 5. RespostaHOJE: Virtualização! Desafios de TI hoje Otimização da Utilização Melhora nos Tempos de Resposta (TI) Redução dos Custos Operacionais Aumento da Disponibilidade
- 6. Definições Básicas Simulação • Imitar um processo ou operação do mundo real • Objetivo: Análises, previsões Emulação • Fazer um sistema se comportar como outro (transcrever instruções de um processador alvo) • Objetivo: Substituição Virtualização • Reproduzir um ou mais computadores fictícios, dividindo os recursos do computador real • Objetivo: Melhor aproveitamento de recursos
- 7. Virtualização: Origens & Exemplos 1960: IBM M44X •RAM Disk 1983: MS-DOS 2.0 •Memória Virtual •Portas seriais/paralelas, vídeo, drivers (VxD) •Virtual DOS Machine - VDM 1992: Windows • Bytecode, “Processador Virtual” 1996: Java Virtual Machine - JVM • Máquinas Virtuais (PC) 1997: VirtualPC (Connectix) 2004: MS Virtual Server
- 8. Modelos de Virtualização Servidores Desktop Aplicações Apresentação Consolidação de workloads para utilização mais eficiente de recursos Criação de ambiente de Sistema Operacional isolado em desktop padrão Desacoplamento das aplicações e do SO do desktop, “deliver on demand” Processamento e armazena- mento centralizados, apresentação local • Redução de custos operacionais* • Provisionamento de recursos mais ágil • Melhoria de uptime e disponibilidade • Robustez na recuperação de desastres • Redução do impacto de manutenção • Suporte a aplicações legadas em Sistemas Operacionais atuais • Redução de conflitos entre aplicações e sistemas operacionais • Aceleração da migração de Sistemas Operacionais • Redução de conflitos entre aplicações • Redução do tempo de testes de regressão • Gerenciamento centralizado de atualizações e correções • Redução de conflitos entre aplicações e sistemas operacionais • Reforço de confidencialidade e compliance • Redução dos custos de administração de desktops * Hardware, Energia, Espaço
- 9. Produtos de Virtualização Microsoft Virtualização de Servidores Virtualização de AplicaçõesVirtualização de Desktop Virtualização de Apresentação Gerenciamento Linha completa de produtos MS para virtualização, do Datacenter ao Desktop Gerenciamento centralizado dos recursos – virtuais E físicos
- 10. 2. Arquitetura do Hyper-V
- 11. Hyper-V Hyper-V é o nome da tecnologia de Virtualização existente no Windows Server 2008 É um papel do Windows 2008, que requer: – Hardware de 64 bits (x64) – Hardware-Assisted Virtualization (AMD-V, Intel-VT) – Data Execution Prevention (DEP) habilitado • AMD: NX - No Execute bit • Intel: XD - Execute Disable – Versão de 64 bits do Windows 2008 (qualquer versão)
- 12. Hypervisor – O que é ? • Evolução no modelo de Virtualização – MS Virtual Server 2005 R2 • Aplicação em modo usuário (Ring 3) • Emulação de dispositivos – Windows Server 2008 / Hyper-V • Componente de virtualização falando diretamente com o hardware (hardware-assisted virtualization) – Hypervisor • Executa as funções de mais baixo nível para gerenciamento de recursos (processador / memória / dispositivos) • “Virtualization Stack”: Aplicação em modo usuário (Ring 3)
- 13. Avanços na Arquitetura Virtual Hard Disks (VHD) Partição “Parent” VM 1 “Child” VM 2 “Child” Plataforma de Virtualização e Gerenciamento System Center Virtual Machine Manager 2008 Hardware Windows Server 2003 Virtual Server 2005 R2 VM 1 VM 2 Windows Hypervisor Intel VT / AMD-V
- 14. Detalhes da Arquitetura – Hyper-V OS MS / XenSource Novell ISV/IHV/OEMVirtualização Windows Server Partição “Parent” Modo Kernel Modo Usuário Partições “Child” Aplicações Aplicações Aplicações Hypervisor do Windows Windows Server 2003, 2008 Kernal Windows VSC Hardware “Designed for Windows Server” AMD-V, Intel VT Windows 2008 Kernel do Windows EmulaçãoVMBus VMBus VMBus Hypercall Adapter Kernel Linux (Xen- enabled) Linux VSCs SO não preparado p/ Hypervisor “Virtualization Stack” WMI Provider VM Service VM Worker Process VSP Kernel SO Driver IHV
- 15. Virtual Server 2005 R2 SP1 Hyper-V (Windows 2008) Memória Física - Máx 256 GB 1 TB VM’s de 32 bits VM’s de 64 bits VM’s c/ multi-processa/o (até 4/VM) Máx. Memória (por VM) 3,6 GB 64 GB Suporte ao SCCM Suporte ao MS Cluster Sup. Scripts/Extensível (COM) (WMI) Qtd Máx VM simultâneas 64 Limite do hardware Interface de usuário Interface Web MMC 3.0 Custo Download gratuito Papel do Windows Server 2008 Hyper-V: Mais escalável!
- 16. Virtualização Microsoft - Abrangência Tecnologia InteroperabilidadeLicenciamento Suporte Linux em máquinas virtuais Disponível hoje com Virtual Server – Acordos Novell e Xen Padrões DMTF: API padrão para gerenciamento de VMs PCI-SIG: Padrão para virtualização de IO Interoperabilidade Formato VHD: Open specification promise Suporte Licenciamento baseado em instâncias habilitará novos modelos Windows Server Enterprise Edition inclui 4 instâncias Windows Server Datacenter Edition permite instâncias ilimitadas Licenciamento por processador virtual incluindo SQL Server, Biztalk Distribuição de Demos com imagens virtuais
- 17. 3. Cenários de Migração e Gerenciamento
- 18. Estrutura de Custo do Datacenter Custo de Aquisição: 10% dos gastos Custo Operacional: 90% dos gastos Melhores práticas de software e implantação ajudam a reduzir esses custos
- 19. Redução de Custos Solução: Consolidação de servidores através de virtualização e Gerenciamento centralizado das máquinas físicas e virtuais Desafios: • Hardware sub-utilizado • Consumo excessivo de energia • Custo elevado do espaço no Datacenter ou nas filiais Virtualização de Servidores
- 20. Redução de Custos Normalmente, as cargas dos servidores consomem somente uma fração de sua capacidade, desperdiçando hardware, espaço e energia Através da virtualização, estes recursos podem ser consolidadeos em menos servidores, economizando recursos e aumentando a disponibilidade OS APP OS APP OS APP OS APP OS APP OS APP Utilização: 9% Utilização: 6% Utilização: 14% Utilização: 30% Melhor aproveitamento dos recursos
- 21. Redução de Custos – Caso Práticoconsolidados em 5 !!!54 servidores físicos… • Economia total de R$ 1,3 milhões – Economia de 3,5 TB em armazenamento – Economia de R$ 37.500,00 / ano em energia elétrica Servidores Físicos Espaço Físico Energia Armazenamento Racks Potência Instalada Consumo Mensal Discos Utilização Prevista Desperdício de Espaço Máquinas Virtuais 5 servidores (DL585: 4 U) 20 "U" (1/2 rack) 2.800 W 2.016 KWh 10 discos (RAID-1) 85 % 36 GB Máquinas Físicas 54 servidores (DL360: 1 U) 54 "U" (1 e ½ rack) 15.660 W 11.275 KWh 108 discos (RAID-1) 8,5 % 3,53 TB 54 servidores (BL20p: 8 x 6 U) 7 enclosures +2 fontes (3 U) 48 “U” (1 e ½ rack) 20.250 W 14.580 KWh
- 22. Razões para o sucesso do projeto • Redução de Custos • Otimização da Utilização • Aumento da Disponibilidade • Tempo de Resposta – Processo bem estruturado – Pessoas treinadas para execução – Ferramenta utilizada… Excel !!! Gerenciamento eficiente é a chave do sucesso! } Dados Anteriores
- 23. System Center Virtual Machine Manager Ferramenta para garantir o bom gerenciamento – Estado de Máquinas Virtuais – Criação de Máquinas Virtuais – Armazenamento de VM’s e templates – Provisionamento (Self-Service) – Conversão (V2V, P2V) – Movimentação de Máquinas Virtuais • Intelligent Placement
- 24. V2V: “Virtual to Virtual” (VMM) Novo Ambiente Virtualizado Antigo Ambiente Virtualizado
- 25. Dados de Desempenho dos hosts coletados para intelligent placement P2V: "Physical to Virtual" (VMM) Hosts para VM’s Estrutura Física Agentes do VMM instalados nos hosts Dados de Desempenho coletados para identificar candidatos à consolidação Servidores físicos convertidos para Máquinas Virtuais Intelligent placement de cada VM no host mais adequado Máquinas físicas removidas ou reaproveitadas Relatório de Priorização dos candidatos à consolidação
- 27. Virtualização e Alta Disponibilidade Ambiente Tradicional, não virtualizado Interrupções causam impacto, mas normalmente em um único sistema Ambiente Virtualizado Valor do servidor físico aumenta Interrupções são mais críticas pois podem afetar diversos sistemas Virtualização e Alta Disponibilidade são Complementares
- 28. Melhoria na Disponibilidade Solução: Virtualização de SO’s e aplicações, possibilitando backup fácil, replicação e movimentação de VM’s para servidores disponíveis Desafio: Prover recuperação de desastres para SO’s e aplicações, para garantir a continuidade do negócio Servidor A Servidor B Backup
- 29. Melhoria na Disponibilidade Solução: Opções de alta disponibilidade incluem tolerância a falhas do host e do guest, ou Quick Migration para interrupções planejadas ou balanceamento de carga Virtual Server 2005: Alta disponibilidade no Virtual Server 2005 e Windows Server Enterprise/Datacenter permitem criar clusters para interrupções planejadas ou inesperadas Hyper-V: Windows Server virtualization (Hyper- V) permite a migração rápida (“Quick Migration”) e a alta disponibilidade através de clusters Servidor A Servidor B
- 30. 5. Demo – Ambiente em Produção
- 31. 6. Algumas Dicas
- 32. Dicas para Virtualização • Entenda as vantagens e desvantagens da virtualização: • Antes de virtualizar todos os seus servidores, analise os recursos de CPU, memória e disco dos servidores e do host; • Compreenda as diferenças de desempenho para diferentes funções de sistema: • Dimensione a máquina virtual de acordo com a sua funcionalidade (correio, web, ad); • Não trate os sistemas virtuais diferente dos sistemas físicos: • Aplique os patches de segurança e instale anti-virus; • Faça backup com frequência: • Da máquina inteira ou dos dados; • Tenha cuidado com tecnologias de “desfazer”: • Este tipo de recurso pode ser perigoso, se voltar o estado para uma data antes da aplicação de um patch, por exemplo; • Controle a proliferação de máquinas virtuais: • Cuidado ao “clonar” máquinas virtuais e não criar problemas de segurança ou licenciamento; • Cuide da segurança: • Tenha um gerenciamento centralizado de patches, backups, etc.
- 33. Para mais informações… Visite (e cadastre-se) TechNet Brasil – http://www.microsoft.com/brasil/technet/ • Artigos técnicos traduzidos para o português • Fórum de discussão • Relacionamento com outros profissionais de TI • Relacionamento com funcionários Microsoft
- 34. Recursos Disponíveis Microsoft Developer Network (MSDN) (Webcasts, Blogs, Chats, Eventos Presenciais) http://microsoft.com/brasil/msdn Trial Software e Virtual Labs http://www.microsoft.com/technet/downloads/trials/default.mspx Microsoft Learning e Certificação www.mostrequevocesabe.com Virtualização Microsoft http://www.microsoft.com/windowsserver2008/virtualization/default.mspx Microsoft Technet (Webcasts, Blogs, Chats, Eventos Presenciais) http://microsoft.com/brasil/technet
- 35. Perguntas ? Carlos dos Santos cds@cds-software.com.br Blog: www.carloscds.net Twitter: @cdssoftware
- 36. © 2006 Microsoft Corporation. Todos os direitos reservados. O propósito desta apresentação é apenas informativa. Microsoft não faz nenhuma garantia expressa ou implícita nesta apresentação. Seu potencial. Nossa inspiração.MR
Notas do Editor
- Em computação, simulação consiste em empregar técnicas matemáticas em computadores com o propósito de imitar um processo ou operação do mundo real. Desta forma, para ser realizada uma simulação, é necessário construir um modelo computacional que corresponda à situação real que se deseja simular.São alguns casos clássicos que justificam a simulação:Para descrever o comportamento de um Sistema. A simulação pode ser usada para mostrar como um sistema funciona, ao contrário de como as pessoas acreditam que funcione. Quando experimentar é dispensioso. Em casos em que uma experiência real seria onerosa, a simulação pode oferecer bons resultados sem a necessidade de grandes investimentos. Quando experimentar não é adequado. Por exemplo, não é adequado experimentar o sistema de contingência de uma usina nuclear. Em computação, um emulador é um software criado para essencialmente transcrever instruções de um processador alvo para o processador no qual ele está rodando. O emulador também é responsável pela simulação dos circuitos integrados ou chips do sistema de hardware em um software.[editar] Aplicações/VantagensRodar jogos de vídeo games. Testar código cross-compilado com maior facilidade. Reaproveitamento de softwares escritos para sistemas antigos. Rodar jogos de diferentes plataformas. Obter maior qualidade na execução de softwares ou jogos que se teria no sistema original. [editar] DesvantagensPara alcançarmos 100% da velocidade do sistema sendo emulado, um emulador precisa no mínimo (no caso de emuladores bastante optimizados) ser executado em um processador que compute ao menos 6 vezes o número de instruções por segundo que o sistema original. Dificilmente um emulador consegue atingir 100% de compatibilidade, isso só se consegue se o sistema a ser emulado for simples o bastante ou se existe bastante documentação sobre o sistema a se emular. Dependendo do emulador e da complexidade do sistema emulado, configurá-lo corretamente pode ser uma tarefa só para usuários avançados. Alguns periféricos e características do sistema original podem ser impossíveis de se emular dependendo da ocasião. Em termos gerais, uma máquina virtual é, em Ciência da Computação, software que cria um ambiente entre a plataforma e o utilizador final, onde este pode operar outro software.Uma máquina virtual (Virtual Machine – VM) pode ser definida como “uma duplicata eficiente e isolada de uma máquina real”. A IBM define uma máquina virtual como uma cópia isolada de um sistema físico, e esta cópia está totalmente protegida. O termo máquina virtual foi descrito na década de 60 utilizando um termo de sistema operacional: uma abstração de software que enxerga um sistema físico (máquina real). Com o passar dos anos, o termo englobou um grande número de abstrações – por exemplo, Java Virtual Machine – JVM que não virtualiza um sistema real.Ao invés de ser uma máquina real, isto é, um computador real, feito de hardware e executando um sistema operacional específico, uma máquina virtual é um computador fictício criado por um programa de simulação. Sua memória, processador e outros recursos são virtualizados. A virtualização é a interposição do software (máquina virtual) em várias camadas do sistema. É uma forma de dividir os recursos de um computador em múltiplos ambientes de execução.Os emuladores são máquinas virtuais que simulam computadores reais. São bastante conhecidos os emuladores vídeogames antigos e os emuladores de microcomputadores, como o VMware e o Bochs.
- Virtual PC emulates a 32-bit IntelPentium 4processor (butvirtualizesthe host processoron Windows versions) withanIntel440BXchipset, a standard SVGAVESAgraphicscard (S3 Trio 64 PCIwith 4 MByteVideo RAM, adjustable in later versions up to 16 MByte), a system BIOSfromAmericanMegatrends (AMI), a CreativeLabsSoundBlaster 16 PnP (native Vista audiowhen Vista acts as host andguest), and a DEC 21041 (DEC 21140 in newer versions) Ethernetnetwork card.
- Server Virtualization creates a separate OS environment that is logically isolated from the host server. This allows greater density of resource use (hardware, utilities, space) while maintaining operational isolation and security.Desktop Virtualization creates a separate OS environment on the desktop, allowing a non-compatible legacy or LOB application to operate within a more current desktop operating systemApplication virtualization separates the application configuration layer from the OS in a desktop environment, reducing application conflicts, bringing patch and upgrade management to a central location and accelerating the deployment of new applications and updates.Presentation virtualization isolates processing from the graphics and I/O, making it possible to run an application in one location but have it be controlled in another. This is helpful in a variety of situations, including ones where data confidentiality and protection are critical. Examples of this include Terminal Services or Diskless PCs.
- PROCESSORSIntelXEON. Unfortunately, this is a difficult answer. When Intel switched their desktop processors from Pentium to the new Core 2 Duo line of processors, there was, at least, a name change to easily differentiate the old processor architecture from the new. However, on the server side, Intel didn’t change their server processor naming. Thus, an Intel Xeon processor can use the old Netburst/Pentium architecture or the new Core 2 Duo architecture, so you need to dig a little further. Here are a few tips. Look for four digits for the processor model. Newer Xeons that use the Core 2 Duo architecture generally have four digits such as the x3220, x5355, x5320 or x 7120.I wish there was an easy answer, but there isn’t for Xeons. Almost all of the latest Xeons do include VT support. The best way to figure it out which ones is to use the Intel Xeon Processor Comparison (HERE).CORE 2 DUO. If you have an Intel Core 2 DUO you should be able to run WSV fine; All Core 2 DUOs EXCEPT for the T5500 (1.66 GHz) include VT support. Again, please ensure you have the latest BIOS installed.CORE DUO (NOT CORE2 DUO). If you have an Intel Core DUO (not Core 2 DUO), you have a 32-bit processor and cannot run Windows Server virtualization. WSV is a feature of Windows Server “Longhorn” x64 Editions only. (Almost no servers shipped with this processor.)CORE SOLO. If you have an Intel Core Solo, you have a 32-bit processor and cannot run Windows Server virtualization. WSV is a feature of Windows Server “Longhorn” x64 Editions only. (I don’t know of any servers that shipped with this processor.)PENTIUM. I wish there was an easy answer, but there isn’t for Pentiums. Some of the latest Pentiums do include VT support. The best way to figure it out which ones is to use the Intel Desktop Processor Tool (HERE).AMDSOCKET AM2 PROCESSORS. All AMD processors that use the AM2 socket include support for hardware assisted virtualization, AMD-V. Of course, this isn’t very easy to tell…ATHLON/OPTERON Rev. F Processors or later.Other than that, I wish there were an easy way to tell if you have AMD-V capabilities or not. I really do, but I haven’t been able to find one.Hyper-V has the following requirements: Windows Server 2008 Standard, Enterprise or Datacenter Server x64 Editions. Please note that Hyper-V is a role of Windows Server 2008 andrequires Windows Server 2008 x64 Editions (either Full installation or Server Core) for the parent partition. Specifically, Windows virtualization will not run on Windows Server 2008 32-bit Editions, nor will it run on Vista. Today, the driving force behind virtualization is the consolidation of servers and that fact won’t change any time soon. The best platform for server consolidation will be Windows Server 2008 on x64. Hardware Assisted virtualization support. Hyper-V requires hardware assisted virtualization support in the form of Intel VT or AMD AMD-V technology. Windows virtualization will not run on hardware without VT or AMD AMD-V. Both AMD AMD-V and Intel VT hardware have been shipping from the major OEMs for over a year and a half and is widely available today. Important: In the case of AMD, you either need a rev. F3 processor (latest Opterons and all new quad-core Barcelonas should be fine) or a rev. F2 processor with a “half and half” BIOS implementation. Hardware Data Execution Protection (DEP) must be enabled. Hyper-V requires that hardware data protection either in the form of AMD NX bit (no execute bit) or Intel XD bit (execute disable bit) be enabled. Hardware DEP is a feature of x64 processors and is typically enabled in the BIOS. The primary benefit of DEP is to help prevent code execution from data pages. In addition, for customers that want to use quick migration or clustering for high availability for Hyper-V, these capabilities require:1. Windows Server 2008 Enterprise or Datacenter x64 Editions in the parent partition. The virtualization host must be running Windows Server 2008 Enterprise or Datacenter x64 Edition because quick migration requires some Windows components (namely Windows Cluster Services) that are only available in Windows Server 2008 Enterprise and Datacenter Editions. 2. Shared Storage. To quick migrate virtual machines from one server to another requires shared storage in the form of either a SAN (iSCSI or Fibre Channel) or NAS. Please note that with Windows Server 2008 clustering is no longer supported via legacy parallel SCSI.
- VSP = Virtualization Service ProvidersVSC = Virtualization Service Clients
- www.dmtf.org - Distributed Management Task Force, Inc.www.pcisig.com - Peripheral Component Interconnect Special Interest Group (PCI-SIG)
- Como sabemos, apenas 10% dos gastos dos nossosclientessaorealizadosem software e hardware, isto é apenas a ponta do iceberg, os outros 90% saocustosoperacionais, comomanutençao, rede, gerenciamento, suporte, backup… pqnaodaropção a nossosclientes, sermosseus trusted advisors? Melhorespraticas de software e implantaçãoajudam a reduzirestescustos. Mas como?Como otimizar?
- Efficient Server Maintenance—the flexibility of shifting workloads between physical servers with minimal disturbance to their operation allows planned server maintenance to be performed without service disruption