1. Внедрение технологии виртуализации
Шесть этапов внедрения технологии виртуализации
для повышения эффективности, надежности и гибкости
работы центра обработки данных
Информационный Введение
документ
Технология В современных центрах обработки данных виртуализация быстро переходит
Intel® Virtualization
из категории «желательных» в категорию «обязательных» технологий. Поэтому многим
Виртуализация центра
обработки данных директорам центров обработки данных и ИТ-подразделений требуется помощь при
внедрении виртуализации и использовании преимуществ новейших процессоров Intel®
и технологии виртуализации.
В настоящем руководстве содержится описание процессов планирования и реализации
типичного виртуализационного проекта, разделенного на шесть этапов или фаз.
Каждый проект виртуализации имеет свои особенности (нет универсального рецепта
на все случаи жизни), поэтому невозможно дать исчерпывающие рекомендации
для всех подобных проектов. В настоящем документе приведены наиболее популярные
практические методы, которые следует применять на каждом из шести этапов.
Внедрение виртуализации на 80% представляет собой планирование и только
на 20% — реализацию планов. Поэтому тщательное планирование — залог достижения
желаемого результата.
Радхакришна Хиремане
(Radhakrishna Hiremane, RK)
Группа маркетинга серверных платформ
Корпорация Intel
Октябрь 2008 г.

2. White Paper: Implementing Virtualization
Блок-схема: шесть этапов (фаз) типичного проекта внедрения виртуализации
Фаза I Фаза II Фаза III Фаза IV Фаза V Фаза VI
Бизнес- Изучение Анализ Проверка Миграция Оперативный
и ИТ-требования и определение и проектирование и тестирование и развертывание переход
Стратегические цели Система экономиче- Анализ совокупной стоимо- Протестированные модели Конфигурирование Разработка
компании и центра ского обоснования/ сти владения и окупаемости аппаратных/программных рабочих систем и руководства
обработки данных Конфигурирование при- инвестиций Разработка компонент приложений по эксплуатации
ложений, категоризация моделей консолидации Результаты и рекомендации Реализация плана
приложений Результаты и рекомендации проекта
Рис. 1. Шесть этапов типичного проекта внедрения виртуализации.
Этап I: Бизнес- и ИТ-требования График реализации проекта
Успех проекта виртуализации зависит от четкого понимания Чтобы гарантировать планомерное осуществление проекта и
бизнес- и ИТ-требований, которые определяют объем проекта, его достижение его целей, необходимо разработать график проекта
цели и график реализации. и показатели успешности для каждого его этапа. Информация о
шести этапах, описанных в данном документе, и задачах, требую-
Типичные цели виртуализации:
щих решения, поможет составить такой график.
• Сокращение капитальных расходов (CAPEX).
• Повышение эффективности обслуживания, маневренности Этап II: Изучение и определение
и оперативных преимуществ (OPEX). Прежде чем приступить к проекту виртуализации, ИТ-менеджер
должен провести оценку преимуществ, которые может принести
• Одновременная реализация CAPEX и OPEX.
конкретный проект виртуализации для имеющейся инфраструк-
Обычно бизнес- и ИТ-требования проектов CAPEX связаны с про- туры. Действия, которые выполняются после определения целей
блемами перерасхода ресурсов, например с неэффективными проекта и составления его графика, включают в себя:
энергопотреблением и кондиционированием или с разрастанием
• Изучение ресурсов имеющейся инфраструктуры, с тем чтобы
парка серверов. Стратегии сокращения капитальных расходов
выяснить возможности использования ее преимуществ.
могут включать в себя:
• Определение новых аппаратных и программных требований
• консолидацию серверов для повышения уровня использования
с учетом необходимых для виртуализации вычислительных
их ресурсов;
ресурсов и форм-фактора, поддерживаемых функций, предпо-
• перенос приложений и данных с крупных серверов класса лагаемых моделей использования и обрабатываемых данных, а
мэйнфреймов на серверы массовой категории с эффективным также подхода к резервному копированию виртуальных машин.
энергопотреблением;
• создание сред для разработки и тестирования. Изучение ресурсов
Типичному центру обработки данных, в котором планируется
Бизнес- и ИТ-требования проектов OPEX, как правило, фоку-
провести виртуализацию, необходимы серверы, отвечающие
сируются на оптимизации работы центра обработки данных
требованиям, предъявляемым к вычислительным ресурсам и па-
и управлении им в целях улучшения обработки данных в условиях
мяти, централизованные системы хранения данных (например
непредсказуемых пиковых нагрузок, повышения уровня готов-
SAN, iSCSI, NAS или FCoE), а также средства управления виртуаль-
ности, расширения возможности восстановления после аварий
и обеспечения динамического управления энергопотреблением. ными и невиртуальными системами. Важно отметить, что для
Стратегии повышения OPEX предполагают работы некоторых приложений может потребоваться выделен-
ный физический сервер. Зачастую это означает невозможность
• Развертывание и масштабирование виртуальных машин (VM), виртуализации всего центра обработки данных. Таким образом,
а не физических серверов для сокращения затрат времени на ИТ-менеджеру нужны средства управления как виртуальными,
установку и инициализацию по сравнению с конфигурировани- так и невиртуальными системами.
ем новых физических серверов, а также для оперативной адап-
тации по требованию к непредсказуемым пиковым нагрузкам. Оценка инфраструктуры позволит определить, какие оборудо-
вание, сетевые ресурсы и системы хранения данных могут быть
• Повышение избыточности для достижения более высокого использованы или реструктурированы для виртуализации. В ходе
уровня готовности.
такой оценки важно рассмотреть как текущий уровень загрузки
• Дублирование данных на виртуальных машинах для совершен- ресурсов центра обработки данных, так и планы пользователей,
ствования средств восстановления после аварий и обеспечения способные привести в будущем к повышению нагрузки, а также
непрерывности бизнес-процессов. возможность добавления новых приложений/моделей исполь-
• Осуществление динамического выравнивания нагрузки по всему зования. Например, компания может выступить с экологической
пулу серверов для улучшения управления питанием. инициативой, что в перспективе потребует сохранения ежегодного
2

3. White Paper: Implementing Virtualization
потребления электроэнергии на одном уровне при повышении зации. (Однако следует заметить, что они не столь надежны,
нагрузки. Для этого понадобится стратегия замены устаревших си- как некоторые программные СУБД, например Oracle RAC*, гаран-
стем новыми – высокопроизводительными и энергоэффективными. тированная безотказность работы которых – «пять девяток».)
Прежде чем разрабатывать проект виртуализации на основе
Оценка оборудования модели использования, гарантирующей высокую готовность или
Сбор инвентаризационной информации позволит ИТ-менеджерам восстановление данных после аварий, следует определить время
оценить, какие из имеющихся систем можно использовать в каче- обработки ситуации отказа, интервалы между моментальными
стве физических серверов, на которых размещаются виртуальные копиями системы, а также время восстановления каждого прило-
машины, какие придется утилизировать, сколько новых систем жения в соответствии с соглашениями об уровне обслуживания.
потребуется и какие серверы наилучшим образом подойдут для
• Некоторые приложения не подходят для виртуализации из-за
виртуализации. В идеальном случае при инвентаризации серве-
требований безопасности. Например, некоторые приложения
ров в центре обработки данных ИТ-менеджеры могут применять
не подлежат виртуализации согласно нормативным и законода-
(если имеется возможность) централизованную базу данных или
тельным требованиям. В других случаях приложения должны
инструментальное средство исследования ресурсов. Типичные
быть защищены конкретными межсетевыми экранами, которые
данные, которые необходимо собрать для каждого сервера:
могут оказаться неоптимизированными для работы в виртуаль-
• характеристики ОС и приложения; ной среде.
• характеристики процессора; После обобщения и анализа требований к приложениям важ-
• данные об использовании памяти как при пиковой, так и при но выявить взаимосвязь этих приложений с другим ПО или с
средней нагрузке; инструментальными средствами других производителей, а также
• среднее энергопотребление; проверить, подходят ли они для виртуализации. Список приложе-
ний и их взаимосвязей поможет выбрать виртуализационное ПО.
• полоса пропускания и требования к времени задержки;
На этом этапе следует проверить, поддерживает ли производи-
• тип, емкость и быстродействие диска; тель гипервизора все необходимые функции.
• требования к производительности подсистемы ввода/вывода
в расчете на одну рабочую нагрузку. Определение требований
Изучив имеющуюся инфраструктуру и приложения, ИТ-
Возможность сортировки информации по типам приложений
менеджеры должны оценить потребности новой ИТ-
помогает определить параметры и сгруппировать виртуальные
инфраструктуры. Типичные вопросы, на которые ИТ-менеджерам
машины. Существуют также инструментальные средства пла-
приходится искать ответы при проведении виртуализации: Какого
нирования производительности, способные собрать подобную
рода систему следует использовать? Двухпроцессорную или
информацию и подсказать наилучший вариант развертывания
четырехпроцессорную? На основе двухъядерных или четырехъя-
виртуальной инфраструктуры.
дерных процессоров? С каким объемом памяти?
Оценка приложений Окончательное решение зависит от целого ряда факторов.
Прежде всего необходимо выяснить, какие приложения поддержи- Вот лишь некоторые из них:
ваются центром обработки данных в настоящий период, а также
• рабочая нагрузка/производительность сервера;
их характеристики. Ниже приводятся основные рекомендации
и соображения: • правильный выбор и определение приоритетных целей виртуа-
лизации;
• Приложения с развитой поддержкой многопоточной обработки
• требования к вычислительным ресурсам;
данных, работающие на физических серверах с высоким уров-
нем загруженности, возможно, не требуют виртуализации. • требования к памяти;
• Приложения, которые выполняются на недостаточно загружен- • полоса пропускания сетей и подсистем ввода/вывода;
ных физических серверах – первоочередные кандидаты для • средства управления и варианты VM;
консолидации. • подход к резервному копированию данных и инфраструктуре;
• Приложения, нуждающиеся в балансировке нагрузки для • типы виртуализационных решений.
выполнения требований к электропитанию или требований га-
рантированного доступа к системным ресурсам, могут получить Рабочая нагрузка/производительность сервера
преимущества при переносе работающих VM на другие серверы, Для задания аппаратных требований необходимо определить
поддерживаемые при виртуализации. предполагаемую рабочую нагрузку для каждой VM. Такая про-
• Приложения, от которых требуется продолжительная безотказ- цедура может быть осуществлена на основе данных, собранных
ная работа (если их простои способны оказать неблагоприятное в ходе оценки оборудования. В этом поможет «классификацион-
воздействие на бизнес), выиграют при использовании функций ная таблица», в колонках которой перечислены все имеющиеся
высокой готовности и восстановления данных после аварий, физические серверы.
предлагаемых многими программными средствами виртуали-
3

4. White Paper: Implementing Virtualization
Название Наименование физического сервера или приложения, подлежащего виртуализации. Настоятельно
рекомендуется выбирать уникальное имя, хотя это требование не является обязательным.
Модель Название модели физического сервера.
Семейство процессора Тип процессора, установленного в сервере.
Количество процессоров Количество процессоров в физическом сервере.
Тактовая частота процессора (МГц) Тактовая частота (в МГц) серверных процессоров. Например, для процессора с частотой 1,4 ГГц
следует вводить «1400».
Версия прикладной ОС Название операционной системы, работающей на сервере.
Необходимый приложению размер диска VM Объем дискового пространства (в ГБ), который необходимо выделить виртуальной машине.
Это не размер диска физического сервера и не общее количество использованного дискового
пространства; здесь указывается размер конкретного файла DSK, выделенного виртуальной машине.
Использование процессора (%), в среднем Среднее суточное использование процессора физического сервера.
Использование процессора (%), пиковое Пиковое (максимальное) суточное использование процессора физического сервера.
Использование системной памяти (МБ), в среднем Среднее суточное использование памяти физического сервера.
Использование системной памяти (МБ), пиковое Пиковое (максимальное) суточное использование памяти физического сервера.
Диск (количество операций ввода/вывода), среднее значение Среднее количество дисковых операций ввода/вывода в секунду на физическом сервере.
Диск (количество операций ввода/вывода), пиковое значение Пиковое (максимальное) количество дисковых операций ввода/вывода в секунду на физическом
сервере.
Сеть (МБ/с), среднее значение Средняя пропускная способность сети (в МБ/с) для физического сервера.
Сеть (МБ/с), пиковое значение Пиковая (максимальная) пропускная способность сети (в МБ/с) для физического сервера.
Сеть (время задержки) Допустимое время задержки в зависимости от работающего(их) приложения(й).
Предпочтения SMP Выберите эту опцию для конфигурирования VM в качестве виртуальной машины с симметричной
мультипроцессорной обработкой (SMP) на двух виртуальных процессорах.
Таблица 1. Описание колонок классификационной таблицы.
Выбор/определение приоритетов рабочих нагрузок Ниже приведено несколько общих рекомендаций по определению
и серверов, подлежащих виртуализации приоритетов рабочих нагрузок/систем для виртуализации. Их со-
По завершении описания использования ресурсов рабочими на- блюдение необходимо, чтобы правильно выбрать группу целевых
грузками или приложениями в центре обработки данных можно физических систем для консолидации на одном сервере.
на основе собранной информации идентифицировать рабочие
нагрузки, отвечающие критериям виртуализации. Эти критерии 1. Тип рабочей нагрузки/приложения
зависят от типа выбранного решения для виртуализации. Приложения одного типа имеют довольно близкие характеристики
рабочей нагрузки. С учетом этого замечания следующий список
Например, если ИТ-менеджер намерен использовать гипервизор
поможет идентифицировать типы приложений/серверов для
VMware ESX 3.5*, ему следует проанализировать рабочие нагрузки
виртуализации.
и серверные конфигурации, чтобы оценить возможность переме-
щения рабочих нагрузок в виртуальные машины. Для гипервизо- Приоритеты в зависимости от типа рабочей нагрузки/приложения:
ра ESX 3.5 это означает, что необходимо убедиться в следующем
Первая группа приложений:
(примечание: автор рекомендует узнать требования, предъявляе-
мые новейшими версиями, у производителя ПО): • ИТ-инфраструктура,
• средства для совместной работы,
• Устанавливаемый сервер совместим с этим ПО (то есть в нем
нет защитных электронных ключей, неподдерживаемых PCI-карт • средства разработки приложений.
и т. п.) – по списку оборудования, совместимого с ПО VMware. Вторая группа приложений:
• Рабочая нагрузка использует не более четырех логических про- • бизнес-процессы,
цессоров.
• поддержка принятия решений,
• Рабочая нагрузка использует менее 16 ГБ оперативной памяти.
• базы данных.
• Рабочая нагрузка использует менее 9 ТБ системы хранения дан-
ных в расчете на один номер логического устройства. 2. Общая рабочая нагрузка/профиль системы
• Рабочая нагрузка использует менее 5 сетевых адаптеров. для виртуализации
• Более старые системы (с тактовой частотой процессора
• Рабочей нагрузке требуется не более 85% аппаратных ресурсов
ниже 1 ГГц) с высоким уровнем использования ресурсов,
целевого сервера ESX – процессоры, диски, порты ввода/выво-
но очень низкой эффективностью энергопотребления.
да и системная память (рекомендуется резервировать не менее
15% этих ресурсов для накладных расходов, связанных с функ- • Системы (даже недавно приобретенные) с постоянно низким
ционированием самой среды виртуализации). уровнем использования ресурсов.
4

5. White Paper: Implementing Virtualization
• Однопроцессорные системы с низким средним значением уровня может работать на одном или на двух ядрах. Следовательно, четы-
использования, даже если в течение суток возможны пиковые рехъядерные процессоры обеспечивают великолепную произво-
нагрузки (при наличии пиков эти системы не следует совмещать дительность по отличной цене.
с другими рабочими нагрузками, имеющими пики в те же часы).
Количество процессоров
3. Рабочие нагрузки/системы с интенсивным использованием Количество процессоров хост-платформы – стратегически важная
ресурсов процессора величина. Идеальное значение зависит от типа консолидации
Системам, выполняющим приложения с большим числом вычис- серверов, от рабочей нагрузки и необходимой производительно-
лительных потоков и связанным с использованием значительных сти пула ресурсов:
ресурсов процессоров/дисков/оперативной памяти и/или каналов
• Для достижения высокого уровня консолидации серверов с при-
ввода/вывода в собственной среде, следует назначить более
ложениями или виртуальными машинами с интенсивной нагруз-
низкий приоритет виртуализации. Например, это справедливо для
кой на оперативную память и подсистему ввода/вывода, с плохо
рабочих нагрузок/систем, в которых
предсказуемыми рабочими нагрузками и рабочими нагрузками,
• очередь на вычислительную обработку больше, чем удвоенное требующими значительного запаса ресурсов на случай пиковой
число процессоров, нагрузки, система с четырьмя (или более) процессорами обеспе-
• число операций ввода/вывода превышает 3000 в секунду, чит наивысшую производительность и универсальность.
• дисковая очередь длиннее 25 операций, • Для консолидации в целях повышения уровня использования
сервера, выполняющего хорошо предсказуемые и стабильные
• ширина полосы пропускания сетевого адаптера првышает
рабочие нагрузки (это могут быть приложения меньшего раз-
1 Гбит/с.
мера, такие как серверы печати), будет достаточно двухпроцес-
сорной системы.
4. Условия лицензирования и поддержки приложений
других производителей • При рассмотрении решений для балансировки нагрузки и обе-
• Условия лицензирования приложений: как правило, приложения спечения высокой готовности следует учесть наличие про-
других производителей лицензируются с учетом числа серверов, граммных ограничений на количество серверов, которые можно
процессоров или процессорных ядер. Перенос приложения на объединять в рамках подобного кластера или пула ресурсов. На-
более крупный сервер с гораздо большим числом процессоров пример, гипервизор VMware ESX 3.5 ограничивает возможности
и/или процессорных ядер может привести к существенному выравнивания нагрузки внутри одного пула с помощью VMotion
повышению расходов на лицензирование. Это соображение максимум 32 физическими серверами. Если в пул объединены
оказывается очень важным при выборе серверной платформы четырехпроцессорные системы, его доступная вычислительная
(например двух- или четырехпроцессорного сервера). мощность выше, чем при использовании двухпроцессорных
серверов (32x4 процессора против 32x2 процессора).
• Условия поддержки приложений: часто производители не предо-
ставляют официальную поддержку работы своих приложений Подразделение Intel IT провело тестовое исследование, в котором
в виртуальной среде. ИТ-руководителям следует учесть, что это сравнивались двух- и четырехпроцессорные серверы с четырехъ-
обстоятельство может осложнить выполнение соглашений об ядерными процессорами Intel® в виртуализованной среде.
уровне обслуживания действующих систем и процесс эскалации. (См: www.intel.com/it/pdf/Evaluating_Two-_and_Four_-Socket_
Platforms.pdf.) Это исследование показало, что в сценариях с огра-
Требования к вычислительным ресурсам ничениями памяти-производительности четырехпроцессорный
Чтобы справится с виртуализацией, хост-серверу обычно требует- сервер на базе процессора Intel® Xeon® серии 7400 поддерживал
ся вычислительная производительность, достаточная для работы больше виртуальных машин (увеличение достигало 70%), чем
всех рабочих нагрузок во всех запланированных виртуальных двухпроцессорный сервер, при той же совокупной стоимости
машинах плюс накладные расходы (около 15%). Для этого необхо- владения. В сценариях, ориентированных на максимальную
димо знать: масштабируемость, четырехпроцессорный сервер обеспечивал
повышение масштабируемости почти вдвое.
• Какие рабочие нагрузки будут консолидированы.
• Средний уровень использования рабочей нагрузки. В случае лицензионных ограничений или при меньших виртуали-
• Максимальное ожидаемое использование рабочей нагрузки зационных нагрузках отличным выбором оказывается процессор
(цель заключается в прогнозировании максимума, чтобы про- Intel® Xeon® серии 5400. Процессоры этой серии имеют четыре
изводительность центра обработки данных не страдала при энергоэффективных процессорных ядра и поддерживают тех-
увеличении рабочей нагрузки). нологию Intel® Virtualization, обеспечивая наилучшие показатели
общей производительности и производительности на ватт при
Затем нужно выбрать наилучшую платформу, отвечающую этим виртуализации с использованием двухпроцессорных серверов.
потребностям. Недавние достижения в области аппаратных ком- (Более подробная информация приведена на веб-странице
понент систем, особенно многоядерные процессоры, обеспечили www.intel.com/performance/server/xeon/vt_vcon1.htm.)
реальные преимущества для виртуализации. При использовании
четырехъядерных процессоров каждая виртуальная машина
5

6. White Paper: Implementing Virtualization
Преимущества многоядерных процессоров Intel® Xeon® Процессоры Intel Xeon, изготавливаемые на базе нового 45-
Использование новейших процессоров Intel обеспечивает значи- нанометрового производственного процесса, обеспечивают
тельные финансовые выгоды при виртуализации центра обра- дальнейшее повышение производительности виртуализации
ботки данных. Например, многопроцессорные платформы на базе за счет сокращения времени перехода к виртуальным машинам
процессоров Intel Xeon серии 7400 позволяют ИТ-менеджерам (вход/выход) в среднем на 25-75%. Это достигается за счет усо-
добиться максимальной производительности и плотности вычис- вершенствования микроархитектуры без внесения изменений
лительного оборудования в центре обработки данных за счет ис- в программное обеспечение для виртуальных машин.
пользования четырехпроцессорных платформ, поддерживающих
до 24 вычислительных потоков, обработку 32- и 64-разрядных Требования к памяти
данных и до 16 МБ совместно используемой кэш-памяти третье- Объем памяти виртуальных машин лучше всего определять путем
го уровня на каждый процессор1. Это облегчает консолидацию мониторинга максимального объема физической памяти, потре-
центра обработки данных на меньшем числе систем и помогает бляемой каждой виртуализуемой системой. Общий объем памяти
сохранить приемлемое время отклика при непредсказуемых складывается из следующих слагаемых:
пиковых нагрузках в виртуализованных приложениях. Более • объем памяти, необходимой для всех поддерживаемых вирту-
подробная информация приведена на веб-сайте www.intel.com/ альных машин;
performance/server/xeon_mp/virtualization.htm. • фиксированный объем (накладные расходы), необходимый
Впечатляет также эффективность энергопотребления, которую системе для работы сервисной консоли и ядра VMkernel;
обеспечивает микроархитектура Intel Core; она позволяет достичь • дополнительный объем памяти – необходимый запас для роста.
высокой плотности вычислительного оборудования в стойках
Например, для гипервизора ESX Server 3.5 сервисная консоль,
с blade-серверами на базе 80- или 50-ваттных процессоров.
как правило, использует 272 МБ, ядро VMkernel – меньший объем
Благодаря этому ИТ-менеджерам удается сохранить контроль над
памяти. К накладным расходам относится память, зарезервиро-
кондиционированием центров обработки данных, преодолеть
ванная для буфера виртуальных машин и виртуализационных
ограничения питания и нехватку площадей, вызванные быстрым
структур данных. Накладные расходы зависят от количества вир-
увеличением парка серверов.
туальных процессоров, от объема памяти, выделенной гостевой
операционной системе, а также от того, какая гостевая операцион-
Преимущества технологии Intel VT
ная система используется – 32- или 64-разрядная.
Новейшие поколения серверов на базе процессоров Intel Xeon (на-
чиная с микроархитектуры Intel Core) поддерживают технологию Требования, предъявляемые к хост-системам, легко удовлетворить
Intel VT, представляющую собой набор аппаратных компонент, с помощью многопроцессорных платформ (MP) Intel. Эти платфор-
встроенных в процессоры, набор микросхем и сетевые устройства мы поддерживают до 256 ГБ памяти.
Intel. Это помогает сократить накладные расходы и повысить Другие замечания относительно памяти хост-платформ:
производительность гипервизора. Ресурсы процессора, сэко-
номленные за счет снижения накладных расходов гипервизора, • Неверная оценка объемов памяти виртуальных машин может
высвобождаются для обслуживания приложений в виртуальных привести к возникновению проблем в будущем. Например, будет
снижаться производительность (при нехватке памяти) или ре-
машинах, таким образом повышается производительность.
сурсы будут использоваться не полностью (при избытке памяти).
Intel VT FlexPriority – это функция процессора, содействующая
• Можно определить потребление памяти экспериментально
виртуализации прерываний. Она улучшает обработку прерываний на физическом сервере до начала виртуализации или во время
для дополнительного повышения эффективности виртуализаци- работы виртуальной машины (с фиксированным объемом
онного ПО. Благодаря этой функции корпорация Intel продемон- памяти) во вспомогательной «смоделированной» среде перед
стрировала прирост производительности на величину до 35% при окончательной фиксацией распределения памяти и переносом
консолидации 32-разрядной версии гостевой ОС Windows*. в «финальную» рабочую зону.
Новая функция технологии Intel VT – поддержка Intel VT • Другие ограничения, например политики управления рисками,
FlexMigration – помогает производителям менеджеров виртуаль- требования к производительности или средствам резервного ко-
ных машин (VMM) создавать решения для переноса виртуальных пирования/восстановления данных, могут снижать достижимый
машин между несколькими поколениями серверов Intel Xeon. Воз- уровень консолидации по сравнению с теоретическим, опреде-
можность перемещения работающих виртуальных машин между ленным исключительно на основе объема памяти.
несколькими поколениями серверов обеспечивает невероятную • Как правило, двухпроцессорные серверы с 16-ГБ (8x2-ГБ
гибкость в сценариях обработки отказов, выравнивания нагрузки, модулей DIMM) конфигурациями системной памяти способны
восстановления данных после аварий и обслуживания серверов экономически эффективно и комфортно поддерживать 16-20
в режиме реального времени. Кроме того, ИТ-руководители по- виртуальных машин на сервер при использовании самых разных
лучают возможность плавной миграции виртуальных машин на современных ИТ-приложений. Тем не менее идеальный объем
серверы нового поколения в рамках пула ресурсов без необходи- памяти может с течением времени варьироваться в условиях по-
мости его перепроектирования. стоянного изменения ее стоимости.
6

7. White Paper: Implementing Virtualization
Вопросы использования сетей и каналов ввода/вывода Большинство виртуализационных решений, например ESX и VI3*
Виртуализация хост-систем неразрывно связана с проблемами се- компании VMware или Citrix XenServer*, предлагают различные
тевых каналов ввода/вывода. При переходе от физической среды механизмы управления с собственным гипервизором, предна-
к виртуальной в центре обработки данных может понадобиться значенным для конфигурирования и регулирования выделения
консолидация серверов, принадлежащих различным сегментам ресурсов процессора и системной памяти виртуальным машинам.
сети с разными коммуникационными потребностями. Для созда- Конфигурации управления ресурсами могут оказать существен-
ния эффективной сети, отвечающей коммуникационным требова- ное влияние на производительность виртуальных машин, поэтому
ниям всех виртуальных машин, необходимо тщательное предва- инструментальные средства выделения ресурсов играют важную
рительное планирование. роль, помогая ИТ-менеджерам в максимальной мере реализовать
возможности виртуализации.
Одно из возможных решений этой проблемы состоит в исполь-
зовании более скоростных топологий, таких как Gigabit Ethernet Этап планирования – оптимальное время для пересмотра страте-
или Fibre Channel. Другое – в объединении сетевых интерфейсных гии управления. Наличие единой системы для управления всей
плат (NIC). При объединении сетевых плат в одну группу ширина инфраструктурой компании – как физическими, так и виртуальны-
канала ввода/вывода эффективно возрастает. Это помогает уве- ми компонентами – облегчает труд ИТ-персонала. Для этого может
личить объем сетевых ресурсов в виртуальной среде. потребоваться замена имеющихся систем управления и/или
приобретение дополнительного программного обеспечения, что
Еще одно решение – это Intel Virtual Machine Device Queues (VMDq –
повлияет на стоимость и сроки реализации проекта.
очереди устройств виртуальных машин), технология, встроенная
в Intel VT для расширения коммуникационных возможностей. После внедрения виртуализации количество виртуальных машин
Эта уникальная полупроводниковая технология интегрирована в компании зачастую растет очень быстро, поскольку повышение
в сетевые интерфейсные платы для того, чтобы снять с комму- эффективности и управляемости инфраструктуры становится
татора гипервизора нагрузку по сортировке пакетов данных за очевидным. Чтобы справиться с этим ростом, ИТ-менеджеры
счет передачи ее микросхемам сетевого адаптера. (В виртуальных должны заранее подготовить соответствующие инструменталь-
средах гипервизор управляет сетевыми операциями ввода/вы- ные средства управления и процессы.
вода. При увеличении числа виртуальных машин и возрастании
трафика через платформу гипервизору требуется больше тактов Подход к резервному копированию данных и инфраструктуре
процессора для сортировки пакетов данных и для маршрутиза- Переход от физической среды к виртуальной требует изменения
ции их на соответствующую виртуальную машину, тем самым подхода к резервному копированию данных. Вместо создания
уменьшается объем ресурсов процессора, доступных приложени- резервных копий физических систем ИТ-подразделение произво-
ям.) Передавая сортировку пакетов данных микросхемам сетевого дит копирование данных всех VM, расположенных на различных
адаптера и поддерживая отдельные очереди для каждой вирту- хост-серверах. Преимущество такого подхода заключается в том,
альной машины, технология VMDq позволяет процессору исполь- что, если виртуальная машина аварийно завершает свою работу,
зовать свои ресурсы для обработки приложений, а не сетевых требуется восстановление только этой VM. При этом остальные
операций ввода/вывода. Это повышает эффективность пересыл- виртуальные машины на хост-сервере сохраняют свою работоспо-
ки данных на каждую виртуальную машину и общую производи- собность и остаются доступными конечным пользователям.
тельность системы. При тестовом измерении производительности
Естественно, чем больше виртуальных машин размещается на
введение технологии VMDq в сетевые адаптеры Intel позволило
хост-системе, тем больше ресурсов требуется для резервного
повысить пропускную способность виртуальных платформ более
копирования данных. Правильная стратегия состоит в планиро-
чем в два раза2.
вании расписания таким образом, чтобы создание резервных
Технологию VMDq поддерживают контроллеры Intel® 82575 Gigabit копий данных и запуск антивирусных программ на виртуальных
Ethernet и Intel® 82598 10 Gigabit Ethernet, для ее работы необ- машинах производились в часы непиковых нагрузок. Следует
ходимо также специальное виртуализационное ПО. Для получе- равномерно распределять потребление процессорных ресурсов
ния дополнительной информации загрузите информационный не только по процессорам, но и по времени. Для рабочих нагрузок
документ Intel «Virtual Machine Device Queues” (www.intel.com/ с предсказуемым потреблением ресурсов, таких как резервное
technology/platform-technology/virtualization/vmdq_whitepaper.pdf). копирование данных и антивирусные проверки, эта задача легко
решается при помощи соответствующего расписания.
Средства управления и типы виртуальных машин
Использование сетевых компонент, которые поддерживают техно-
Количество виртуальных машин, которое можно комфортно раз-
логию VMDq (см. раздел «Вопросы использования сетей и каналов
местить на серверной хост-платформе, зависит от того, насколько
ввода/вывода») – надежный путь к повышению производитель-
просты средства управления ими, от политики в области предот-
ности резервного копирования данных. Эта технология благодаря
вращения простоев и масштабирования ресурсов (чрезмерная
полупроводниковым компонентам сетевого адаптера сокращает
загруженность виртуальных машин или чрезмерное резервирова-
объем работы, выполняемой процессором, освобождая его от
ние ресурсов) при пиковых нагрузках, а также от индивидуальных
сортировки пакетов данных, которые поступают от коммутатора
навыков ИТ-менеджера в области управления разнородными
гипервизора.
рабочими нагрузками или операционными системами.
7

8. White Paper: Implementing Virtualization
Важность платформ высокой готовности • Виртуализация на уровне ОС – при таком подходе создается
Хотя виртуализация обеспечивает широкий спектр преимуществ, однородная среда с операционной системой, разделенной на
консолидируя множество рабочих нагрузок на одной физической контейнеры, в которых выполняются различные приложения.
хост-системе, она же делает данную систему единой точкой отка- Каждое приложение, работающее в контейнере, «считает»,
за для этих рабочих нагрузок. Поиск платформы, обладающей вы- что полностью контролирует все ресурсы ОС, при этом на самом
сокой надежностью и готовностью, становится все более важной деле имеется лишь один экземпляр этой системы. Преимуще-
задачей для компаний, которые стремятся использовать преиму- ство такого подхода в том, что отказ любого приложения никак
щества виртуализации. Благодаря лучшим в отрасли функциям не влияет на остальные приложения, работающие в других
RAS (надежность, готовность, удобство обслуживания) процес- контейнерах. Кроме того, виртуализация на уровне ОС по-
соры Intel® Xeon® помогают создавать платформы для снижения зволяет ИТ-менеджерам помещать несколько пользователей
затрат и обеспечения высокой готовности, одновременно включая в одну операционную систему. Виртуализация на уровне ОС
в них функции, призванные повысить скорость и надежность характеризуется более низкими накладными расходами, чем у
восстановления данных. В число этих функций входят расшире- полного виртуализационного решения, и идеально подходит для
ние области действия кода корректировки ошибок (Error Correcting компаний, использующих однородную среду ОС, например предо-
Code, ECC) на системную шину и кэш-память, новая функция ставляющих веб-хостинг и обслуживание групп веб-серверов.
зеркального отображения памяти, технология Fully Buffered DIMM, Недостатком виртуализации на уровне ОС является невозмож-
а также поддержка «горячего» подключения компонент. ность параллельного использования разных операционных
систем. Примеры решений для виртуализации на уровне ОС:
Типы виртуализационных решений Linux-VServer*, Parallels Virtuozzo Containers*, OpenVZ* и контей-
Существует несколько типов виртуализационных решений. Для неры Solaris*.
каждого из них ниже приводится краткое описание, в том числе
• Виртуализация на уровне приложений – в этом решении ис-
способ работы, основные преимущества и несколько примеров.
пользуется уровень программной виртуализации для потоковой
• Гипервизор типа 1 – его часто называют встроенным (native) передачи приложения с сервера на настольную систему, а также
или аппаратным (baremetal). Это виртуализационное ПО вы- для инкапсуляции этого приложения от локальной ОС. Файлы
полняется непосредственно на аппаратном уровне и позволяет и настройки, хранящиеся на уровне виртуализации, представ-
различным главным операционным системам одновременно ра- ляются приложению так, словно они установлены в локальной
ботать на втором уровне – над оборудованием. Примеры: VMware ОС – именно там, где приложение «рассчитывает» их найти,
ESX и 3i, Citrix XenServer, Novell Virtual Server*, Hitachi Virtage*, хотя в реальности они хранятся на хост-системе. Преимущество
Virtual Iron*, Parallels Server*, Red Hat Virtual Server* и Microsoft виртуализации на уровне приложений в том, что она позволяет
Hyper-V*. Решения типа 1 часто являются предпочтительным предотвратить появление конфликтов между приложениями,
выбором, если необходимо консолидировать несколько ОС на а также между приложениями и ОС, с которыми пользователи
одном сервере. При отказе одной из виртуальных машин все могли бы столкнуться при установке этих приложений на своем
остальные сохраняют свою работоспособность. Единая точка от- компьютере. Примеры решений для виртуализации на уровне
каза – это сам гипервизор, а не отдельная виртуальная машина. приложений: Citrix Presentation Server*, Sun Java Virtual Machine*,
• Гипервизор типа 2 – его часто называют программным (hosted). Microsoft SoftGrid и VMware ThinApp*.
Представляет собой программное обеспечение, работающее под В зависимости от типа решения для виртуализации ИТ-менед-
управлением операционной системы. Эта операционная система жеры должны очертить круг поставщиков ПО, продукцию
владеет всеми аппаратными ресурсами. Гостевые ОС выполня- которых они хотели бы приобрести. Для этого можно объединить
ются на третьем уровне – над оборудованием и операционной в таблицу функции, поддержка которых необходима, и отметить
системой. Примеры: VMware VMserver*, VMware Fusion*, Parallels в ней, поддерживаются ли эти функции рассматриваемыми
Desktop* и Workstation*, Microsoft Virtual Server* и Virtual PC*. приложениями.
Большинство гипервизоров типа 2 распространяется бесплатно.
Часто гипервизоры типа 2 используются в тех случаях, когда тре-
буется поддержка широкого круга устройств ввода/вывода. Один
из недостатков такого подхода заключается в том, что при отказе
главной операционной системы сразу же прекращают работать
все виртуальные машины.
8

9. White Paper: Implementing Virtualization
Ниже приведен пример таблицы, содержащей названия средств виртуализации и критерии их выбора. Названия решений и критерии
могут меняться в зависимости от требований и целей виртуализации, сформулированных ИТ-подразделением на этапах изучения
и определения. Тщательная проверка каждого критерия позволит подобрать решение, подходящее для данной среды.
VMware ESX Microsoft Hyper-V Virtual Iron Citrix XenServer
Зрелость решения
Поддержка серверной платформы
Поддержка приложений
Управление и мониторинг
Высокие готовность и скорость обмена данными
Резервное копирование, восстановление данных,
например моментальные копии
Поддержка систем хранения данных:
FC, iSCSI, NAS, FNS и т.д.
Поддержка сетей: региональных, локальных,
виртуальных локальных, сетевых адаптеров и т. д.
Средства управления и информационной
безопасности, предлагаемые другими
поставщиками
Интеграция и настройка, например поддержка
интерфейса Open API, веб-сервисов и т .д.
Поддержка индивидуальных сборок ОС/
приложений
Функции безопасности, поддержка зонирования/
изоляции
Масштабируемость инфраструктуры, например
динамическое выделение ресурсов, кластеризация и т. д.
Масштабируемость ПО, например накладные расходы,
многопоточная обработка данных
Поддержка конфигураций с большим объемом
системной памяти
Мобильность, например возможность переноса
работающих систем
Модель лицензирования/затраты
Процесс обновления
Измерения и окупаемость расходов
Поддержка одного или множества серверов
Обслуживание ОС Windows
Мониторинг/отчеты о выполнении соглашений
об уровне обслуживания (SLA)
Таблица 2. Средства виртуализации и возможные критерии выбора – пример контрольного списка.
9

10. White Paper: Implementing Virtualization
Этап III: Анализ и проектирование Этап V: Миграция и развертывание
Развертывание начинается с приобретения серверного оборудо-
Совокупная стоимость владения и анализ окупаемости
вания, сборки необходимых аппаратных компонент и интеграции
инвестиций
сетевых систем и систем хранения данных. После подготовки
Итоги любого виртуализационного проекта оцениваются исходя
оборудования ИТ-менеджеры производят установку виртуализа-
из того, удалось ли добиться экономии средств. Для этого не-
ционного ПО (агентов и инструментальных средств управления),
обходим анализ совокупной стоимости владения и окупаемости
а затем – перенос имеющихся приложений в виртуальную зону.
инвестиций в виртуализацию. ИТ-менеджеры должны подсчитать
Развертывание завершается, когда ИТ-менеджеры подготовят
затраты на приобретение и установку хост-серверов, а также вы-
к интеграции в имеющуюся ИТ-инфраструктуру протестирован-
яснить экономию за счет снижения энергопотребления, затрат на
ные функциональные виртуализованные серверы.
кондиционирование и управление физическими серверами. Кроме
того, они должны принять во внимание стоимость покупки новых Тем не менее одной из самых серьезных преград на пути вне-
лицензий на ПО для виртуализации приложений. Важно найти дрения виртуализации в центре обработки данных может стать
не просто наиболее дешевое виртуализационное решение, а то, несогласованность решений руководства. В частности, если при
у которого наилучший потенциал в области защиты инвестиций разработке ИТ-стратегий, выполнении ИТ-операций, финансиро-
компании в виртуализацию. вании центра обработки данных и приобретении оборудования
преследуются независимые цели и используются разные метрики,
Простое инструментальное средство расчета ежегодной экономии
принятые в рамках проекта, реализация решений может ока-
за счет повышения производительности благодаря виртуализа-
заться крайне сложной задачей. В случае реализации подобного
ции с использованием 45-нанометровых процессоров Intel® Xeon®
сценария важно обсудить эти проблемы и выработать пути их ре-
можно найти по адресу: www.intel.com/business/technologies/
шения и устранения организационных барьеров непосредственно
virtualization.htm.
в рамках комиссии, включающей представителей всех заинтересо-
Кроме того, виртуализация позволяет снизить затраты по следую- ванных подразделений компании, под управлением и при помощи
щим направлениям: ее высшего руководства.
• Площади (арендуемые или находящиеся в собственности) для И последнее: недавно проведенные исследования показали, что
размещения физических серверов. набор навыков, необходимых для развертывания и поддержки
• Электроэнергия для питания физических серверов. виртуальной инфраструктуры, изменяется. Поэтому компании
должны рассматривать возможность виртуализации при найме
• Кондиционирование серверного зала.
и обучении ИТ-персонала.
• Оборудование (физические серверы).
• Сетевые устройства, включая сетевые интерфейсные платы и Этап VI: Оперативный переход
коммутаторы. По завершении развертывания виртуализации очень важно раз-
• Аппаратные компоненты, такие как жесткие диски, на случай работать руководство по эксплуатации, чтобы зафиксировать все
предполагаемого отказа. настройки и гарантировать доступность конфигурационных дан-
ных, задач управления, лучших практических методов и другой
• Приобретение лицензий на ПО и операционные системы.
информации, имеющей существенное значение для проведения
• Ежегодные контракты на поддержку приобретенных аппаратных виртуализации в будущем. Данное руководство поможет передать
и программных компонент. управление новой команде ИТ-специалистов и позволит им легко
• Простои вследствие предсказуемых отказов оборудования. войти в курс дела.
• Обслуживание физических серверов и сетевых устройств.
Ресурсы
Этап IV: Проверка и тестирование Виртуализация с использованием процессоров Intel Xeon:
Проверка и тестирование перед внедрением являются обяза- www.intel.com/in/itopia/xeon_1.htm
тельными шагами при разрешении возможных проблем, конфи- Серверы на базе четырехъядерных процессоров:
гурировании и регулировании выделения ресурсов, а также при
www.intel.com/technology/quad-core/server/index.htm
разработке наилучших методов эффективного развертывания,
управления и миграции. Проверка и тестирование во многом вы- Технология Intel® Virtualization:
полняются так, как это делается в случае с любой новой систе- www.intel.com/technology/virtualization/index.htm
мой. То есть производится изолирование каждого хост-сервера Калькулятор виртуализации Intel:
и тестирование с полностью загруженными приложениями для www.intel.com/business/technologies/virtualization.htm
виртуальных машин и другим программным обеспечением.
Оценка показателя окупаемости инвестиций:
www.intel.com/go/xeonestimator
Серверный зал: подключение, обсуждение и изучение:
www.intel.com/server
10