Віртуалізація та відмовостійкість

Саме визначення віртуалізації серверів як правило все знають і ще раз зупинятися на цьому ми не будемо, а відразу поговоримо про практичне застосування.Саме визначення віртуалізації серверів як правило все знають і ще раз зупинятися на цьому ми не будемо, а відразу поговоримо про практичне застосування.

Що таке відмовостійкість теж все інтуїтивно розуміють, це властивість вашої ІТ інфраструктури працювати далі при відмові компонентів (з допустимим часом простою або зовсім без нього). Як досягти високої відмовостійкості і виключити єдину точку відмови буде описано нижче.

Визначення віртуалізації і відмовостійкості самі по собі незалежні, але на практиці, все що стосується production (робочої) ІТ інфраструктури, де використовується віртуалізація завжди стає питання відмовостійкості.

Завдання статті, якраз познайомити вас з логічною схемою побудови віртуальної інфраструктури, щоб ви могли в результаті отримати високу відмовостійкість ваших сервісів і готовність до подальшого розвитку і масштабування вашого середовища. Схема є класичною, загальноприйнятою і не планує змінюватися в найближчі роки (змінюються лише засоби її реалізації). Даний матеріал повинен допомогти вам уникнути помилок з якими часто стикаються при плануванні та впровадженні.

Звичайно, щоб уникнути помилок при побудові виртуализированной середовища з отказоустойчивостью, Ви можете не читати далі всю статтю, а зателефонувати до нас за контактами внизу і отримати спектр послуг з аналізу, планування, узгодження та реалізації такого рішення за допомогою наших сертифікованих, навчених і досвідчених фахівців . Або ж йдемо далі.

Що віртуалізувати, а що ні?

Є стандартний набір інфраструктурних і клієнтських сервісів (таких як пошта, файлові сервера, сервера додатків, термінальні серфера і т. П.), Які використовують практично всі компанії. У вашому середовищі вони вже можуть бути віртуалізувати, якщо немає то це можна зробити з невеликими операційними та інвестиційними витратами використовуючи різноманітного ПЗ з міграції P2V (фізичних серверів у віртуальні) або ж вручну.

Складніші справи з базами даних (такими як MS SQL, Oracle, DB2 і т. П.). Такі сервера можуть бути високонагружени і складність полягає в тому, що не завжди вдається виділити так багато віртуальних ресурсів або ж проблеми можуть виникати з підтримкою виробником такої БД у віртуальному середовищі (наприклад Oracle). Але серверні платформи і ПО віртуалізації не стоять на місці і то що 2-3 роки тому не віртуалізірвалось, зараз спокійно може крутиться в віртуальних машинах. Проблема з підтримкою ПО також потроху вирішується і виробники, що раніше віртуалізацію не підтримували, з обмеженнями, але все ж дозволяють запускати в продуктив їх застосування у віртуальному середовищі, використовуючи, наприклад, певну ОС або виконуючи інші вимоги.

Що стосується будь-яких виробничих систем, CRM, SCM, ERP систем, то в цьому випадку, як правило, така велика система складається з складових частин, які або всі або практично всі можна також тримати в віртуальних машинах.

У зв’язку з цим сьогодні головне питання не в обмеженнях «Що можна, а що не можна?», А в вигоді і переваги «Чому це потрібно?».

Чому віртуалізувати або як порахувати основні переваги?

Головна перевага для бізнесу завжди економічне. І тут потрібно вважати не тільки вартість такого рішення, а враховувати все: CAPEX, OPEX, TCO, ROI, Business Continuity. Швидше за все ви це вже робили, але якщо ні, то давайте коротко розглянемо.

ROI

Кожна компанія розраховує CAPEX — свої витрати для придбання або модернізації фізичних активів. Будь-апгрейд вашої інфраструктури, що вимагає покупки устаткування, програмне забезпечення та сервісу по впровадженню в будь-якому випадку буде впливати на CAPEX. І для бізнесу такі витрати завжди повинні бути виправдані. Хоч все і розуміють, що бізнес залежить від ІТ інфраструктури, але якщо не буде розуміння цифр, такі витрати не мають сенсу для фінансистів і вони на це грошей можуть не виділити.

Тому разом з витратами на придбання фінансисти хочуть зрозуміти вигоду, зазвичай мається на увазі повернення інвестицій — ROI (return on investment). При переході від фізичних серверів до віртуалізованих способів порахувати ROI існує досить, виробники ПЗ пропонують такі калькулятори з опитуваннями, можна скористатися ними. У найпростішому випадку вигода випливає з того, що продуктивність залізної платформи на сьогодні зростає відповідно до закону Мура, а вимоги загальновикористовуваних додатків ростуть повільніше, що в свою чергу призводить до того що на сервері запускаючи один додаток, залишається вільними багато обчислювальних ресурсів. І запускаючи кілька віртуальних машин на одному сервері виявляється енерго-ефективніше, плюс купувати один потужний сервер з ліцензіями гіпервізора замість трьох слабший також як правило вигідніше. Консолідація і відхід від нагрівання повітря даремно як правило виправдовується. Таку вигоду порахувати можна просто і без калькуляторів. Але в загальному випадку все-таки краще скористатися більш детальним аналізом та прорахунками. Найпростіший шлях це зв’язатися з нами і отримати такий консалтинг безкоштовно.

TCO

Далі що потрібно розуміти в грошовому вираженні, це сукупна вартість володіння вашої інфраструктурою TCO (Total Cost of Ownership). Сюди має увійти все і вартість сервісного обслуговування і вартість продовження ліцензій, і вартість робіт з адміністрування, обслуговування та оновлення системи. І це все повинно розраховуватися на весь життєвий цикл обладнання та програмного забезпечення.

TCO дуже важлива, так як впливає на OPEX — операційні повсякденні витрати компанії, які дуже добре вважають фінансисти. Вартість TCO може дуже сильно впливати на вибір системи вашої інфраструктури в цілому. Компанії з розвиненою ІТ інфраструктурою роблять великі інвестиційні витрати на ліцензії і ПО, щоб перейти від звичайного середовища віртуалізації до повноцінної системі самообслуговування, наприклад IaaS (Infrastructure-as-a-Service), будуючи таким чином приватне або гібридне хмара. З одного боку великі початкові витрати з іншого боку в рази зменшена TCO перекриває ці витрати. Але то що стосується хмар, це вже трохи інший розділ сайту, читайте тут.

Що стосується TCO і ROI, швидше за все вам уже доводилося їх оцінювати, можливо зовсім в спрощеному вигляді, можливо детально, але все ж з великою ймовірністю ви або для вас це вже вважали. Приймемо, що з ROI і TCO ми прояснили.

Business Continuity

І тут ми дійшли до ще однієї важливої складової, про яку не потрібно забувати і потрібно завжди намагатися перевести її в гроші, дати їй фінансову оцінку. Це доступність всіх ваших сервісів і даних, що безпосередньо впливає на Business continuity — безперервність бізнесу. В рамках цієї статті ми будемо розглядати тільки локальну відмовостійкість і високу доступність вашої виртуалізованої ІТ інфраструктури.

Насправді поняття Business continuity — пов’язане не тільки з ІТ (особливо в нашій країні) і залежить не тільки від відмовостійкості. Саме поняття є ширшим, але так як ми розглядаємо середню інфраструктуру і говоримо поки що про одному майданчику з обладнанням, то як правило для поліпшення Business Continuity ми можемо тільки підвищити відмовостійкість і доступність вашої віртуальної інфраструктури..

А ось наступним етапом має бути крок щодо резервування даних в віддалене місце (кілометрів за 200) і можливість там відновити працездатність сервісів. Таким чином ваша відмовостійка ІТ інфраструктура стане катастрофостійкої. Реалізувати це можна наприклад побудувавши резервний ЦОД з реплікацією даних з основним або ж можна використовувати послуги з відновлення інфраструктури в хмару — Disaster recovery as a Service, але про це вже інша стаття. А в цій ми поговоримо про відмовостійкості..

Але спочатку вам потрібно зрозуміти і показати в фінасовому еквіваленті вартість доступності ваших сервісів. Якщо ви коли-небудь вважали, скільки коштує вам простий сервісів, то значить ви це вже знаєте. Якщо немає, то саме час порахувати. Тоді ви з фінансистами в цифрах зможете зрозуміти скільки резонно інвестувати в підвищення відмовостійкості, щоб зменшити час простою в разі відмови обладнання або локального пошкодження. Саме ця частина може виявитися більш цінною ніж ROI і TCO, тому нижче ми обговоримо прийняту схему виртуалізованої інфраструктури для максимальної відмовостійкості.

Business Agility

У нашій країні мало хто вміє правильно порахувати вигоду від підвищення Business Agility (гнучкості) ІТ інфраструктури. Швидкість підлаштування ІТ сервісів під змінюється ринок і нові бізнес вимоги до ІТ. Але в будь-якому випадку, використовуючи віртуалізувати отказоустойчівоую середу, ви робите вашу інфраструктуру більш гнучкою і більш готовою до швидкого масштабування в разі необхідності, а це вже підвищення Business Agility.

Навіть якщо у вас поки не виходить порахувати переваги гнучкості інфраструктури, все рівно є сенс скористатися нашими рекомендаціями до побудови вашої віртуалізації, тому приступимо.

Технології віртуалізації

Уже кілька років на «Магічному квадраті Гарнтера» присутні кілька лідерів серверної віртуалізації, і за цей час їх позиції на ринку істотно не зіменілісь:

Мал. 1.

Для України є сенс виділяти рішення по віртуалізації від двох вендорів Vmware і Microsoft. Пов’язано це з тим, ПО Microsoft Windows Server Hyper-V and System Center і Vmware vSphere покриває потреби більшості замовників, вони є лідерами даного ринку, доступні програми навчання і сертифікації, вже є багато фахівців, легко знайти необхідну документацію безкоштовно, плюс цими продуктами підтримується найширший спектр серверного обладнання.

Ми не беремося тут порівнювати дані продукти, так як про це постійно пишуться статті. Плюс з виходом кожної нової версії ПЗ може сильно змінюватися і саме порівняння. Обидва продукти багаті функціональністю, і підійдуть для вирішення більшості завдань, що стосуються серверної віртуалізації. Обидва продукти являються повноцінними рішеннями і вони платні. Не потрібно плутати їх з «голими» гіпервізорами Hyper-v і ESXi, так як ми не беремося тут писати як буде добре, якщо на один сервер поставити гіпервізор, ми говоримо тут відразу про повне вирішення віртуалізації з кластером серверів, загальним сховищем і консоллю управління (vCenter, VMM ..). І обидва продукти мають порівняну цінність для бізнесу (згадуємо вартість TCO і Business Continuity).

З кожним днем ПО віртуалізації більш щільно інтегрується з апаратними поліпшеннями в серверних платформах (Intel VT, AMD-V), системах зберігання даних (VAAI, ODX, Vvol ..), а також з мережами і управління ними (HNV, NSX ..) . Розвивається концепція створення конвергентної інфраструктури та розвитку парадигми Software-Defined-Datacenter. Все це поліпшує керованість і підвищує коефіцієнт корисної використання обладнання. І конкуренція виробників йде тільки на благо користувачів.

Яке ПО віртуалізації використовувати Vmware або Microsoft або обидва одночасно залежить від вас і вашої інфраструктури, ми можемо вам допомогти визначитися, якщо ви поділитеся з нами даними про вашу інфраструктурі або замовте у нас аудит. Тоді ми зможемо надати порівняння переваг і недоліків використання у вашому середовищі даних рішень.

Найкраще в цих продуктах, що загальна логічна схема побудови віртуального середовища однакова.

Класична логічна схема віртуальної інфраструктури

Якщо абстрагуватися від конкретного обладнання, то правильну схему віртуального середовища для одного майданчика і декількох серверів на ній можна показати схемою нижче.

Мал. 2.

На цій схемі важливі всі компоненти:

1. Обов’язково з серверів ми повинні побудувати високодоступний (HA — high availability) кластер. Це і є наша основна перевага для Business Continuity, нашої ІТ інфраструктури.Наприклад, якщо ми поставимо кілька окремо стоячих серверів і запустимо на них віртуальні машини, ми отримаємо майже ті ж економічні переваги віртуалізації і зможемо порахувати ROI. Але якщо ми не об"єднати їх в HA-кластер, то вихід з ладу одного такого сервера, зупиняє на довго і відразу кілька сервісів, що крутилися на ньому в віртуальних машинах. А для бізнесу така зупинка як правило гірше, ніж коли кожен сервіс буде жити на окремому фізичному сервері і при поломці вийде з ладу тільки один.Тому побудова HA кластера важлива і критична. Це головне з чого починається відмовостійка і правильна віртуалізація. Практично всі продукти віртуалізації підтримують HA кластеризацію хостів. Такий кластер дає нам суттєву перевагу, тому що в разі поломки одного з серверів, віртуальні машини, що крутилися на ньому, автоматично запустяться на серверах, що залишилися в кластері. Час простою сервісів в такому випадку дорівнює часу перезавантаження віртуальної машини. Також і Microsoft і Vmware підтримують технології міграції віртуальних машин між серверами кластера без зупинки (Live Migration і vMotion), що дозволить в будь-який момент перенести без пауз машини з одного із серверів і провести йому обслуговування (наприклад оновлення прошивок). Як правило всі ці переваги вам вже знайомі, але ми на них робимо акцент, тому що це самий використовуваний функціонал.
2. Для побудови HA кластера обов’язково потрібно загальне сховище даних (віртуальних машин) до якого одночасно матимуть доступ усі сервера кластера. Як правило сервера по SAN мережі (зазвичай використовуються протоколи FC, iSCSI, SAS) підключаються до загальної системи зберігання даних (СЗД). Комутатори SAN мережі не обов’язкові, так як якщо у вас не багато серверів, то деякі СГД підтримують пряме підключення без комутаторів. Також SAN систему зберігання даних можна замінити на файлову NAS, тоді протокол швидше за все буде NFS або CIFS. В якості системи зберігання даних може виступати як фізична система зберігання даних (Dell, HP, NetApp, IBM, EMC ..) так і програмна (software defined storage), наприклад HP StoreVirtual, Vmwaer vSAN і т.п. Різниця в реалізації, якщо використовувати програмну СГД, то диски знаходяться в самих серверах, і на рівні ПО йде синхронізація даних між серверами (як правило по iSCSI), тобто фізично окремо СГД не буде, вона буде віртуальна. При цьому логічна схема залишається такою самою як на картинці, тільки загальне сховище стає віртуальним. При цьому зростають вимоги до SAN мережі і SAN комутаторів.
3. Важливий компонент це LAN мережу, причому вона потрібна не тільки для доступу користувачів, а також для кластерних потреб, наприклад тієї ж міграції віртуальних машин без зупинки (vMotion, Live Migration). При цьому під час міграції синхронізується оперативна пам’ять, а це вимагає високу пропускну здатність. Тут же використовується і менеджмент мережу. Тобто вимоги до комутаторів LAN мережі підвищуються і це потрібно обов’язково закладати перед покупкою комутаторів.

Що дуже важливо, але не наочно на схемі вище? Саме, піти від точок відмови. Ми підписали на попередньої картинки їх червоним. Якщо у вас дійсно один комутатор, то HA кластер особливо не поліпшить відмовостійкість і Business Continuity, а також якщо у вас замість відмовостійкої СГД, просто файловий сервер. Поломка в такому випадку СГД або комутатора одно зупинки всієї інфраструктури і тут говорити про фінансовий переваги не доведеться.

Відмовостійка схема віртуалізації серверної інфраструктури

Для наочності наводимо схему нижче. На ній виділені всі найважливіші елементи, то що потрібно захистити задубльовано.

Мал. 3.

Вам необхідно побудувати відмовостійку LAN і SAN мережу, не просто поставити два комутатора, а обов’язково задублювати підключення з кожного сервера в різні комутатори. При цьому ПО віртуалзації дозволить вам використовувати кожен порт не як активний і пасивний, а балансувати навантаження, що не приводитиме до простоювання мережевого обладнання, а навпаки до максимального його використання.

Вибір СГД заслуговує окремої теми і заслуговує окремої серії статей, так як СГД потрібна не тільки для віртуалізації але і для підвищення захищеності даних їх консолідації і доступності. Якщо зараз це не зачіпати, і думати тільки про правильну схему віртуалізації, то потрібно зрозуміти, що простий файловий сервер вам не підійде. Вам як мінімум потрібна СГД з 2-ма контролерами (або 2 і більше нод якщо це програмна СГД). Вам обов’язково потрібно захистити дані в СГД на рівні фізичного RAID (віртуальних RAID, якщо СГД віртуалізувати) або мережевого RAID (частіше для програмних і кластерних СГД). І обов’язково потрібно систему зберігання по відмовостійкої схемою підключити до серверів або SAN мережі (кожен контролер або нода повинен незалежно під’єднаються до кожного сервера, що видно на схемі).

Ця схема повинна стати відправною точкою, яка дозволить вам не помилитися при правильному плануванні вашої інфраструктури та її подальшого розвитку. При цьому не має значення ПО, яке ви будете використовувати.

І найголовніше, побудова віртуалізованої, відмовостійкої інфраструктури завжди починається з правильного сайзінга (вимірювання та планування). Якщо у вас вже що то є, потрібно це спочатку поміряти. Перед вами стоїть бізнес-завдання? Потрібно перевести її в план дій і специфікацію. Якщо у вас дійсно є список програм і ви хочете віртуалізуватись, підвищити відмовостійкість, побудувати HA кластер, консолідувати, репліцировати, бекапіровати і т. і.

У вас вже є питання які Гіпервізор використовувати, яка повинна бути інфраструктура, як ліцензувати, які технлогії краще використовувати, як поміряти поточні навантаження і як розбудувати інфраструктуру, що додати, що можна використовувати з існуючого обладнання, як мігрувати?

Зв’яжіться з нами по контактам внизу і поспілкуйтеся з нашими сертифікованими і досвідченими фахівцями. Зазвичай навіть під час першої розмови з нашим фахівцем в цій галузі, якщо ви готові описати свою задачу, то розмова з 90% ймовірністю буде максимально предметний, при цьому такий консалтінг (що не менш важливо) буде для вас безкоштовний.

Чому варто звернутися в Integrity Systems?

• Компанія Integrity Systems є одним з лідерів ринку України за рішеннями систем зберігання даних і блейд систем для компаній середнього та великого бізнесу.
   
• З початку заснування компанія Integrity Systems щомісяця реалізовує ряд проектів по системам зберігання даних SAN (Storage Area Network), DAS (Direct Attach Storage), NAS (Network Attach Storage), iSCSI, велика частина яких безпосередньо пов’язана з впровадженням або розширенням віртуального середовища та побудови відмовостійкого рішення віртуалізації.
   
• Фахівці проектної команди Integrity Systems мають вищі інженерні сертифікації як по апаратним рішенням (HP, IBM, Dell, Cisco, EMC, NetApp і т.п.), так і по програмним продуктам (VMware, Microsoft, Symantec, Veeam і т.і. ).. 

Наш досвід і компетенції наших фахівців дозволяють надати Вам повне, добре збалансоване, поломок рішення віртуалізації вашої інфраструктури будь-якого масштабу.