Una introducción al HP Virtual Server Environment

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1 Una introducción al HP Virtual Server Environment Capítulo 1: Una visión de la Infraestructura Adaptable HP...3 Virtualización en una Infraestructura Adaptable... 3 Visión de VSE... 3 Capítulo 2: Por qué una organización de TI debe preocuparse por la virtualización?... 5 Exceso de aprovisionamiento... 5 Responsabilidad de los grupos de aplicación por sus propios recursos de TI... 5 Variaciones en la carga de aplicaciones... 5 Dificultades con la planificación de la capacidad... 6 Sanciones graves por falta de aprovisionamiento... 6 Anatomía de una carga de trabajo... 6 tros costos relacionados con el exceso de aprovisionamiento... 7 Componentes clave de una Infraestructura Adaptable... 7 Capítulo 3: La virtualización ayuda a reducir el exceso de aprovisionamiento... 9 Las cargas de trabajo pueden compartir recursos... 9 Los recursos por demanda pueden responder a los picos... 9 La flexibilidad simplifica la planificación de la capacidad La virtualización reduce el tiempo de implementación Capítulo 4: HP Partitioning Solutions npartitions Virtual Partitions Integrity Virtual Machines Secure Resource Partitions Capítulo 5: Soluciones de pago por uso VSE Instant Capacity Temporary Instant Capacity Global Instant Capacity Pay-per-use Capítulo 6: Soluciones de automatización VSE HP-UX Workload Manager Global Workload Manager Elección entre WLM y gwlm... 18

2 Capítulo 7: Combinación de soluciones de virtualización Combinación de soluciones de particionamiento Agregado de icap a la partición Capítulo 8: Administración del Virtual Server Environment HP Integrity Essentials Virtualization Manager HP Integrity Essentials Capacity Advisor HP Integrity Essentials Global Workload Manager Capítulo 9: Comience la travesía Resumen de las opciones Pasos iniciales Para obtener más información... 24

3 Capítulo 1: Una visión de la Infraestructura Adaptable HP HP ha estado promoviendo una visión de Infraestructura Adaptable durante varios años. El objetivo de esta visión consiste en sincronizar los negocios y la TI para capitalizar el cambio. En el mundo de los negocios actual, parece que casi todas las decisiones de negocios generan un evento de TI. Estos eventos pueden ser desde cambiar el precio de un producto o realizar una promoción de marketing, hasta implementar una fusión de empresas. Cualquiera de estos eventos requiere: Modificaciones en las aplicaciones Despliegue de una nueva aplicación Una nueva instancia de una aplicación existente Un aumento de los recursos disponibles para dichas aplicaciones Una reformulación de la arquitectura general del centro de datos Con esto como fondo, es fundamental que las organizaciones de TI se tornen más ágiles, más capaces de responder a los cambios con mayor rapidez. Virtualización en una Infraestructura Adaptable Si bien todos concuerdan en que las tecnologías de virtualización son un componente clave de una infraestructura adaptable, HP tiene una visión algo distinta de la virtualización que la de nuestros competidores. HP Virtual Server Environment (VSE) abarca tecnologías que muchas personas no considerarían estrictamente como tecnologías de virtualización. HP considera que la virtualización es más que simplemente la habilidad de agrupar y compartir recursos. En lugar de ello, HP proporciona software para optimizar la utilización de los recursos y aplicar dichos recursos automáticamente a las cargas de trabajo que los necesitan. Desde esta perspectiva, algunas tecnologías no tradicionales de virtualización, por ejemplo pago por uso, migración de carga de trabajo y alta disponibilidad, se incluyen en VSE. Asimismo, el software HP Integrity Essentials ofrece un conjunto integrado de herramientas para ayudar a planificar, configurar y administrar VSE desde una estación de trabajo central con HP Systems Insight Manager (HP SIM). En HP, el objetivo más importante es asegurarse de que toda la solución está integrada. No es suficiente con sólo tener productos en cada una de estas áreas. Los clientes no pueden aprovechar plenamente esos productos si no funcionan bien juntos. HP ha invertido mucho para ofrecer una solución cohesiva que pueda implementarse como componentes o de forma integrada. Visión de VSE VSE es un conjunto de productos y soluciones de virtualización de HP y se ejecuta en servidores HP 9000 y HP Integrity. Al igual que la visión de la Infraestructura Adaptable, la visión de VSE se concentra en la solución que brinda a los clientes. Aquí presentamos algunas de las metas en las que HP ha estado trabajando en los últimos años: Las cargas de trabajo se encapsulan en compartimentos aislados. Las cargas de trabajo se instalan una vez y pueden ejecutarse en cualquier lugar. Los recursos se aplican automáticamente a las cargas de trabajo según se necesite, de acuerdo con las normas de negocio definidas por el cliente. 3

4 Si es necesario, se transfieren las cargas de trabajo para ofrecer una mejor asignación de recursos o una alta disponibilidad. Los grupos de sistemas se administran como una entidad única, desde una perspectiva de servicio de carga de trabajo y física. Esta visión exige una serie de tecnologías. Requiere la capacidad de ejecutar cargas de trabajo en particiones flexibles que pueden dimensionarse dinámicamente según la carga de las aplicaciones que se ejecutan en ellas. Requiere la capacidad de mover cargas de trabajo entre sistemas en forma transparente. Requiere un conjunto integrado de herramientas de gestión que ofrecen una visión del entorno de modo tal que los administradores puedan saber dónde están ejecutándose las cargas de trabajo, qué recursos utilizan, qué otras cargas de trabajo se ejecutan allí y cuándo será necesario actualizar toda la infraestructura. En los últimos años, HP ha logrado un avance considerable para lograr estos objetivos. 4

5 Capítulo 2: Por qué una organización de TI debe preocuparse por la virtualización? La virtualización se ha convertido en un tema candente en los últimos años. A fines de la década del 90, muchas compañías crecían muy rápidamente y era muy común que las organizaciones de TI desplegaran servidores separados para cada aplicación que requería el negocio. El resultado final fue un mar de servidores en los centros de datos de la mayor parte de las compañías, muchos de los cuales estaban seriamente subutilizados. Exploremos cómo y por qué se produce este exceso de aprovisionamiento y cómo la virtualización puede ayudar a reducir considerablemente los costos de computación. Exceso de aprovisionamiento Los servidores tienen un exceso de aprovisionamiento por una serie de razones. Estas son algunas de las razones: Responsabilidad de los grupos de aplicación por sus propios recursos de TI Variaciones en la carga de aplicaciones Dificultades con la planificación de la capacidad Sanciones graves por falta de aprovisionamiento Responsabilidad de los grupos de aplicación por sus propios recursos de TI Probablemente esta sea la razón principal por la cual los servidores tienen un exceso de aprovisionamiento. Es común que cada aplicación o unidad de negocios importante tenga un grupo de aplicación separado responsable por sus propios recursos de TI. Esta situación lleva a servidores con exceso de aprovisionamiento porque cada uno debe estar dimensionado para soportar cargas pico sin importar cuánto tiempo los servidores permanecen subutilizados. Además, los recursos son generalmente dedicados y no pueden compartirse. Variaciones en la carga de aplicaciones La mayoría de los centros de datos tienen dos tipos comunes de cargas de trabajo: aplicaciones con las que los usuarios interactúan todos los días y el procesamiento por lotes que se utiliza para extraer y procesar información a partir de grandes cantidades de datos, que generalmente se produce fuera de las horas pico. Ambos tipos de carga de trabajo difieren en sus perfiles de carga. Las cargas de trabajo interactivas tienden a variar en lapsos breves. Una carga de trabajo podría consumir el 15% de los recursos de un sistema en un determinado momento y el 75% un minuto después. Los procesos por lote generalmente tienen períodos pico más largos, pero tienden a pasar del 0% a casi el 100% y luego de nuevo al 0% a medida que comienza el trabajo, se ejecuta hasta concluir y luego finaliza. Debido a que los servidores están dimensionados normalmente para la carga pico (y a veces para crecimiento adicional), la carga promedio es generalmente baja en relación con el tamaño del servidor. 5

6 Dificultades con la planificación de la capacidad tro motivo para el exceso de suministros es que la planificación de la capacidad es una ciencia inexacta. Los clientes intentan predecir el futuro usando, en muchos casos, información no real sobre la exigencia de recursos de la carga de trabajo. Incluso cuando se dispone de datos reales, los clientes especulan en cuanto a la cantidad de recursos necesarios en un servidor nuevo, así como también el crecimiento esperado de la carga de trabajo durante la vida útil del sistema. El resultado es que, sólo para estar seguras, las unidades de negocios generalmente sobrestiman sus necesidades. Sanciones graves por falta de aprovisionamiento Una razón importante para sobrestimar las necesidades de recursos es que el impacto de la falta de aprovisionamiento en un servidor es grave. Si un cliente compra un sistema nuevo que posee recursos insuficientes para satisfacer la demanda de la carga de trabajo, entonces los clientes deben: Comprar otro servidor más grande, aumentando de este modo el costo del proyecto en forma considerable. Aguardar hasta que llegue el nuevo servidor. Iniciar otro proyecto de instalación, prueba y migración para mover la carga de trabajo al nuevo servidor. Un impacto aún más significativo es que la organización que diseñó la solución original pierde credibilidad, haciendo que las recomendaciones futuras se reciban con escepticismo y dando lugar a la necesidad de trabajar más para justificar estas recomendaciones. Anatomía de una carga de trabajo Esta sección explora los dos tipos más comunes de cargas de trabajo interactiva y por lotes en mayor detalle. Cargas de trabajo interactivas de usuario Las cargas de trabajo interactivas de usuario tiene normalmente muchos picos, como se ilustra en la Figura 1. Figura 1. Uso de la CPU en el tiempo 5 Número de CPU Tiempo 6

7 El gráfico de la Figura 1 muestra una carga de trabajo real en la infraestructura de TI de HP y representa una aplicación basada en la web en el portal Debido a que esta es una carga de trabajo que genera ingresos, es fundamental que no experimente problemas de rendimiento cuando está bajo una carga pesada. Como consecuencia, el servidor en la que se ejecuta esta carga de trabajo debe ser capaz de manejar la carga pico. Si esta carga de trabajo se ejecutase en un servidor o partición de tamaño fijo, sería necesario un mínimo de 6 CPU. Sin embargo, la carga promedio de esta carga de trabajo es de sólo 1,5 CPU. Esto da lugar a una utilización promedio del 25%. Cargas de trabajo por lotes Las cargas de trabajo de procesamiento por lotes tienen un perfil de recursos muy diferente. Tienden a consumir tantos recursos como se encuentren disponibles durante el período de tiempo en el que se ejecutan y luego vuelven a disminuir a cero. Estas cargas de trabajo también tienden a originar una cantidad considerable de recursos no utilizados porque requieren que se asignen los recursos para el pico de trabajo, incluso si no se utilizan mientras no se ejecuta el trabajo por lotes. Los picos tienen una duración más larga, pero la disparidad entre la carga pico y la carga mínima es enorme. Esta situación empeora si el servidor está dedicado a la aplicación por lotes y permanece ocioso la mayor parte del tiempo. tros costos relacionados con el exceso de aprovisionamiento Queda claro que el exceso de aprovisionamiento hace que se gaste más dinero en hardware, procesadores o memoria de servidores. Sin embargo, este exceso de aprovisionamiento también origina otros costos que no son obvios a primera vista. Costos directos Los clientes podrían gastar una cantidad considerablemente mayor que la necesaria en licencias de software. La mayoría de las licencias de software se basan en la cantidad de procesadores, así que es lógico que si se puede reducir la cantidad de procesadores se puedan reducir sus costos de licencia de software. Tener más servidores o procesadores también origina mayores costos de mantenimiento y soporte, así como también necesidades adicionales de espacio, energía eléctrica y ventilación. Costos indirectos Tener más servidores implica necesitar recursos adicionales para administrarlos. Tener menos servidores y sistemas operativos para manejar permite liberar esos recursos para tareas más productivas. Componentes clave de una Infraestructura Adaptable El enfoque tradicional para considerar las distintas exigencias de recursos era dimensionar el servidor para la demanda pico. El dimensionamiento podía optimizarse luego controlando cuándo se ejecutaban determinadas cargas de trabajo para limitar la posibilidad de contención de los recursos. Por ejemplo, las cargas de trabajo interactivas se ejecutaban generalmente en un sistema durante el día y el procesamiento por lotes se ejecutaba durante el horario vespertino y nocturno, cuando los usuarios normalmente no estaban usando el sistema. 7

8 La virtualización le permite ver esto desde una perspectiva distinta. En lugar de administrar las cargas de trabajo para adaptarse a los recursos, la virtualización le permite administrar los recursos para adaptarse a las cargas de trabajo. Se requieren dos características clave para brindar este enfoque diferente. El primero es la flexibilidad. Las cargas de trabajo deben colocarse en compartimentos flexibles para que los recursos por demanda puedan aplicarse a la carga de trabajo cuando se necesiten y luego se vuelvan a enviar a un conjunto libre cuando no se necesitan. El segundo es la automatización. No es realista esperar que los administradores reconozcan cuándo se necesitan los recursos, identificar de dónde obtener los recursos disponibles y luego reasignar dichos recursos antes de que los problemas de rendimiento afecten las cargas de trabajo, en especial con cargas de trabajo pico interactivas. Flexibilidad Las cargas de trabajo deben colocarse en un compartimento que pueda asignar desde los derechos fijos mínimos hasta los derechos máximos adquiriendo recursos adicionales. Como se analiza en las secciones siguientes, el compartimento puede ser cualquier cosa, desde un servidor con componentes de uso hasta particiones basadas en hardware o software que pueden ser flexibles para compartir recursos o aprovechar los componentes de uso básicos. Automatización No es realista esperar que una persona observe una pantalla como la que se muestra en la Figura 1, vea un pico en la carga de trabajo, encuentre recursos de uso ociosos disponibles en algún otro lugar en el sistema, retire la asignación de dichos recursos y los asigne a esta carga de trabajo antes de que el pico disminuya. La única forma en la que los recursos pueden aplicarse de manera óptima a cargas de trabajo como esta es utilizar la automatización. Para VSE, esto significa administración de la carga de trabajo. Recursos por demanda El objetivo último de un ambiente virtualizado es crear un ambiente de computación en el que los recursos son utilizados por las cargas de trabajo cuando se necesitan y luego se liberan cuando no se necesitan. De forma ideal, el cliente paga sólo por los recursos que utiliza. Cada carga de trabajo se configura típicamente con una cantidad mínima de recursos que están siempre activos. Estos son recursos fijos. Los recursos adicionales puede aplicarse a la carga de trabajo cuando se necesitan; estos son recursos por demanda. No importa de dónde provienen estos recursos; para esta carga de trabajo se consumen en la medida en que se necesitan y luego se liberan cuando ya no se necesitan. Esta definición de recursos por demanda incluye la reasignación de recursos ociosos de una partición a otra. 8

9 Capítulo 3: La virtualización ayuda a reducir el exceso de aprovisionamiento La virtualización puede ayudar a reducir el exceso de aprovisionamiento de muchas maneras. Ya no es necesario dimensionar un servidor (o carga de trabajo) para la capacidad pico o para un crecimiento futuro inesperado. El tamaño de los distintos tipos de particiones puede flexibilizarse con los procesadores HP Instant Capacity (icap) o Temporary Instant Capacity (TiCAP). Estos procesadores pueden reasignarse dinámicamente entre Virtual Partitions o incluso compartirse con Integrity Virtual Machines (Integrity VM) o Secure Resource Partitions. Pueden agregarse nuevas particiones o redimensionar de forma permanente otras existentes (si fuera necesario) mucho más rápidamente que el tiempo que llevaría poner un nuevo servidor en línea. Las siguientes secciones describen estos recursos con mayor detalle. Las cargas de trabajo pueden compartir recursos La flexibilidad de los ambientes virtualizados significa que los recursos que no necesitan una carga de trabajo pueden ser utilizados por otras. El gráfico de la Figura 1 muestra que el período de tiempo durante el cual esta carga de trabajo necesita 6 CPU es muy breve y que la mayor parte del tiempo la carga pico sostenida puede ser manejada por 3 CPU. Las otras 3 CPU pueden colocarse en un conjunto compartido y pueden ser utilizadas por cualquier carga de trabajo con un pico. Incluso con este modelo, aún se necesita capacidad de reserva. Sin embargo, la cantidad de capacidad de reserva requerida es mucho menor porque puede ser compartida por múltiples cargas de trabajo. Los ingenieros de HP analizaron cargas de trabajo en ejecución en más de 1300 servidores y determinaron que podían satisfacer las cargas pico de todas las cargas de trabajo en un ambiente consolidado utilizando el 40% menos de CPU. Por ejemplo, si 10 cargas de trabajo compartían recursos, sólo unas 36 CPU, en lugar de 60, podrían satisfacer sus necesidades. Los recursos por demanda pueden responder a los picos Muchos clientes se sienten incómodos al ejecutar sus ambientes sin suficientes recursos adicionales. Para abordar este problema, HP ofrece soluciones Utility Pricing (pago por uso) que pueden contemplar la capacidad adicional. De esta manera, en el caso improbable de que varias cargas de trabajo se ocupen al mismo tiempo, el cliente puede activar capacidad adicional si la capacidad ociosa del sistema es insuficiente. Los párrafos siguientes brindan una breve visión general de estas soluciones de HP. Las secciones posteriores analizan tecnologías de HP específicas relacionadas. La solución icap permite que los clientes compren un servidor con más CPU de las que necesitan. Las CPU de icap se instalan físicamente en el servidor pero no tienen derechos de uso; por lo tanto, están inactivas y no son utilizadas por el S que se ejecuta en el sistema. Más adelante pueden activarse con plenos derechos de uso y la mayor parte del costo de la CPU se abona en el momento de la activación, en lugar de hacerlo en el momento de la adquisición. La solución TiCAP permite la activación de las CPU de icap (sin plenos derechos de uso) por períodos de tiempo breves para manejar cargas pico. Haciendo referencia al ejemplo anterior de 10 cargas de trabajo, un cliente puede comprar un servidor con 64 CPU a fin de consolidar las 10 cargas de trabajo, pero 36 de estas CPU pueden tener capacidad permanente y las otras 28 pueden ser icap. Esta configuración cuesta mucho menos que si las 64 CPU se compraran en forma permanente. Si agrega a esto algunas licencias de TiCAP, ahora tiene la capacidad de activar unas 64 CPU si todas las cargas de trabajo están ocupadas al mismo tiempo. Si bien es improbable la situación en la que todas las cargas de trabajo tienen un pico en el mismo momento, sí proporciona una medida de seguridad que garantiza que el servidor pueda manejar cualquier combinación de picos. Además, se reduce el costo porque el cliente paga únicamente por las CPU que efectivamente se activan. 9

10 La flexibilidad simplifica la planificación de la capacidad La flexibilidad inherente a estas soluciones HP reduce drásticamente el riesgo de falta de aprovisionamiento. Si una de las cargas de trabajo resulta ser mayor que lo esperado, o si crece más rápido de lo esperado, el sistema posee suficientes recursos adicionales para satisfacer la aplicación casi instantáneamente. Ya no necesita comprar un servidor grande y migrar la carga de trabajo; simplemente activa algunos recursos adicionales y los asigna a la carga de trabajo. La virtualización reduce el tiempo de implementación tra ventaja de la virtualización es que las nuevas cargas de trabajo o aplicaciones pueden ejecutarse muy rápidamente en la capacidad adicional existente. Los clientes han podido reducir hasta diez veces el tiempo que demanda implementar nuevos servicios. El proceso actual de adquirir un nuevo servidor es más o menos así: 1. Realización de una planificación de capacidad para determinar el tamaño del servidor. 2. btención de la aprobación de los fondos para el nuevo servidor. 3. Pedido del servidor. 4. Aguardar la entrega del servidor. 5. Instalación del servidor, el S, el software de soporte y las aplicaciones que se ejecutarán. 6. Prueba del nuevo servidor/software para garantizar que funcionará correctamente en el ambiente de producción. 7. Implementación del servidor en producción. Un ambiente virtualizado aún requiere la mayoría de estos pasos, pero mucho de los que consumen más tiempo pueden demandar menos tiempo o simplemente ser innecesarios. Por ejemplo: 1. La planificación de la capacidad aún es necesaria, pero puede ser menos exacta y, por lo tanto, demandar menos tiempo. 2. La aprobación de los fondos lleva menos tiempo porque los recursos ya están disponibles. Se necesita poco o ningún gasto adicional para agregar la nueva carga de trabajo. 3. No necesita pedir un nuevo servidor porque puede utilizar los recursos del servidor existente. Este requisito es reemplazado por la creación de un nuevo ambiente virtual para ejecutar la aplicación, un proceso que habitualmente puede completarse en minutos. 4. No necesita aguardar que llegue el nuevo servidor. Este es el ahorro de tiempo más importante del proceso. 5. Aún necesita instalar el S, el software de soporte y las aplicaciones que se ejecutarán en el ambiente virtualizado, pero no necesita disponer de espacio en el centro de datos para un servidor nuevo ni para su implementación. Además, si la nueva aplicación puede ejecutarse en un servidor o partición existente que ya tiene el software instalado, este proceso puede ser muy breve. 6. Aún necesita probar el nuevo servidor/software para garantizar que funcione correctamente en el ambiente de producción. 7. Aún necesita implementar el nuevo servidor en producción. Como los nuevos servidores virtualizados pueden implementarse rápidamente, utilizarse para un proyecto breve y luego destruirse o reciclarse, también pueden resultar útiles en ambientes de desarrollo o prueba. Pueden utilizarse recursos para estos proyectos cortos y luego liberarse para utilizar en un proyecto posterior. También es mucho más fácil probar una serie de versiones distintas de S, aplicaciones y parches con el mismo conjunto de recursos. 10

11 Capítulo 4: HP Partitioning Solutions Este capítulo analiza las soluciones de particionamiento disponibles para los servidores HP Integrity, con énfasis específico en cómo pueden hacerse dinámicas cada una de estas soluciones. npartitions HP npartitions se implementa en hardware de servidores HP basados en celdas. Cada npartition consta de una o más celdas, cada una con un grupo físico de procesadores, memoria y tarjetas de E/S. Esto se implementa a través de un chipset avanzado que permite que cualquier combinación de celdas se aísle eléctricamente de las celdas de las otras particiones. La Figura 2 muestra cómo se conectan las celdas a crossbars (denominadas xbars ) en el backplane de un servidor Superdome utilizando el chipset sx2000. bsérvese que todas las conexiones entre las celdas y las crossbars tienen triple redundancia para alta disponibilidad. Cada uno de los enlaces también puede configurarse programáticamente para liberar señales eléctricas si las celdas fuente y de destino no están en la misma partición. HP npartitions pueden crecer y decrecer dinámicamente con icap (descrito en la sección siguiente). Este recurso permite que la cantidad de CPU activas en cada partición se ajuste en forma dinámica mientras las particiones continúan trabajando. Figura 2. Conectividad entre celdas y crossbars (chipset sx2000) xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar xbar

12 Virtual Partitions Virtual Partitions permite que múltiples instancias de HP-UX se ejecuten en un sistema único o npartition. Este recurso ofrece una granularidad más fina que npartitions a través de la reasignación dinámica de CPU y memoria entre Virtual Partitions. El producto Virtual Partitions se encuentra disponible tanto en las plataformas HP 9000 como HP Integrity y se implementa asignando componentes de hardware dedicados, por ejemplo CPU, memoria y E/S a cada partición. La Figura 3 ilustra cómo funciona Virtual Partitions. En lugar de iniciar HP-UX directamente del hardware, se inicia el vpar Monitor. El vpar Monitor se configura de manera tal que pueda identificar todas las particiones así como también los componentes físicos que pertenecen a cada partición. El vpar Monitor carga cada Virtual Partition, que luego inicia su S. Cuando el S consulta al kernel para determinar qué componentes de hardware están disponibles, el kernel responde únicamente con el subconjunto de recursos que se asignan a dicha partición. Una ventaja de este modelo radica en que la Virtual Partition puede comunicarse directamente con los recursos de hardware, lo que resulta en un costo inicial muy bajo. Virtual Partitions puede ajustar la cantidad de CPU y memoria asignada a cada partición mientras se están ejecutando. Esto permite que las CPU y la memoria se muevan entre Virtual Partitions, desasignándolas de una Virtual Partition y asignando esas mismas CPU subsiguientemente a otra. Figura 3. HP-UX Virtual Partitions vpar1 vpar2 vpar3 Depto. A Ap. 1 Depto. A Ap. 1 Depto. B Ap. 2 HP-UX Revisión A Nivel de parche 1 HP-UX Revisión A Nivel de parche 2 HP-UX Revisión B Nivel de parche 1 vpar Monitor Plataforma de Hardware / Partición Hard 12

13 Integrity Virtual Machines tra solución en el continuum de particiones de HP se denomina HP Integrity Virtual Machines. Se trata de un ambiente totalmente virtualizado para ejecutar aplicaciones. La Figura 4 ilustra cuál es la arquitectura de Integrity Virtual Machines. El VM Host puede ejecutarse en cualquier sistema HP Integrity o npartition, lo que implica que no necesita un sistema basado en celdas para utilizar Integrity Virtual Machines. Arriba de VM Host, usted ejecuta máquinas virtuales que se presentan a sí mismas al VM Host como servidores físicos. Cuando se instala un S en una máquina virtual, la máquina virtual se convierte en invitado. En un ambiente de Integrity Virtual Machines, todos los recursos de un invitado están virtualizados. Las CPU físicas, la memoria y los dispositivos de E/S son administrados por el VM Host. Lo que el S ve dentro de la máquina virtual es un recurso virtual que se mapea por encima de los dispositivos físicos del sistema. Esto permite que los recursos físicos puedan ser compartidos por múltiples invitados. La virtualización que provee Integrity Virtual Machines es tan completa que los sistemas operativos que se ejecutan dentro de las máquinas virtuales corren sin requerir modificación. Esto significa que la misma versión de Integrity de cada S (HP-UX, Windows y Linux) que se ejecuta en un sistema independiente o npartition se ejecutará en una máquina virtual. Debido a este nivel de aislamiento, el software que se ejecuta dentro de una máquina virtual no puede determinar que no se trata de un sistema físico. Todos los recursos que se presentan son virtuales y la máquina virtual puede compartir dichos recursos con otras múltiples máquinas virtuales. Como consecuencia, de forma predeterminada la asignación de recursos a las máquinas virtuales es muy dinámica, pero es generalmente transparente para las aplicaciones que se ejecutan dentro de la máquina virtual. Las excepciones a esta regla se describen en las secciones siguientes. Figura 4. HP Integrity Virtual Machines Ap.1 Ap.2 Ap.1 Ap.1 HP-UX 11i v2 Linux Windows Ap.1 Ap.2 Ap.1 Ap.1 HP-UX 11i v2 Linux Windows VM Host Hardware Memoria E/S 13

14 Secure Resource Partitions Secure Resource Partitions es un conjunto de tecnologías que le permiten ejecutar múltiples instancias separadas de aplicaciones en una única instancia de HP-UX a la vez que se mantiene el aislamiento de recursos y seguridad entre las instancias. Algunas de estas tecnologías han existido en HP-UX por más de 10 años. Las capacidades de esta combinación, junto con los productos Process Resource Manager (PRM), Workload Manager (WLM) o Global Workload Manager (gwlm), se denominan generalmente apilamiento de aplicaciones. Las tecnologías básicas incluyen: Fair Share Scheduler: para control de la CPU a nivel de sub-cpu Processor Sets: para control de la CPU a nivel de toda la CPU Memory Resource Groups: para control de memoria real y compartida LVM y VxVM: para control del ancho de banda de E/S del disco en cada grupo de volumen Security Compartments: para aislamiento de seguridad entre grupos de procesos PRM Application Manager: para administrar cómo se asignan los procesos a grupos para cada una de las tecnologías indicadas aquí Figura 5. Secure Resource Partitions Sistema operativo HP-UX Instance Recursos de Memoria Partición 0 Partición 1 Partición 2 Admin. de memoria Admin. de memoria Admin. de memoria Aplicación A Aplicación B Aplicación C Programador de proceso Programador de proceso Programador de proceso Partición 0 Partición 1 Partición 2 CPU 14

15 Capítulo 5: Soluciones de pago por uso VSE Las soluciones de pago por uso pueden aplicarse a cualquier servidor HP basado en celdas. El servidor no tiene que particionarse. Sin embargo, las soluciones de pago por uso se integran con la partición, de modo tal que es posible utilizar ambas si fuera necesario. Esta sección describe brevemente las soluciones de pago por uso disponibles como parte del conjunto de tecnologías VSE. El enfoque aquí se centra en describir cómo pueden utilizarse estas soluciones como parte de los requisitos de flexibilidad para la Infraestructura Adaptable. Instant Capacity Instant Capacity (icap) le permite comprar e instalar potencia de procesamiento adicional mediante el uso de un modelo de compra de dos pasos. Inicialmente, usted compra componentes del sistema (procesadores, celdas o memoria) a una fracción del precio de compra porque no se incluyen los derechos de uso. Estos componentes de icap están inactivos, pero instalados y listos para usar. Cuando se necesita capacidad adicional, usted abona el remanente del precio de compra para los derechos de uso para activar el o los componentes. Esto simplifica en gran medida la planificación de capacidades y ayuda a evitar el exceso de aprovisionamiento para un crecimiento de capacidad inesperado. Si se necesita, y cuando se necesita, capacidad adicional, puede activarse dinámicamente. Además, y quizás lo que es más importante que el modelo de compra de dos pasos, es el hecho de que el software icap sólo mantiene registro de la cantidad de derechos de uso que compre para un servidor específico; no registra qué componentes físicos compra sin derechos de uso. Este recurso permite mayor flexibilidad debido a que los derechos de uso pueden fluir básicamente de partición en partición según sea necesario, de acuerdo con las demandas de capacidad. Cuando una partición necesita más capacidad, los núcleos pueden desactivarse en otras particiones a fin de liberar los derechos de uso que pueden utilizarse para activar núcleos en la partición que necesita capacidad extra. El único requisito es que la cantidad de núcleos activados en todo el servidor no supere la cantidad de derechos de uso comprados o la capacidad temporaria comprada. Esto implica que icap puede utilizarse para hacer más flexible las npartitions. La Figura 6 muestra cómo funciona esta flexibilidad. El diagrama muestra un sistema basado en celdas configurado como dos npartitions de doble celda. Cada npartition tiene un total de 8 procesadores físicos (núcleo único), pero el complejo posee 4 procesadores icap. Esto implica que 12 núcleos en el servidor están activos y 4 están inactivos. Para icap, no importa qué partición contiene los núcleos inactivos. En el diagrama, cada una de las particiones puede tener 6 núcleos activos, npar1 puede tener 8 núcleos en tanto npar2 tiene 4, o npar2 puede tener 8 núcleos, mientras que npar1 tiene 4. En tanto la cantidad de núcleos activos no supere 12 en todas las particiones, pueden efectuarse estas reconfiguraciones en cualquier combinación. Esto permite que cada partición contenga de 4 a 8 núcleos, en incrementos de un núcleo, mientras ambas particiones están ejecutándose y bajo carga, y mientras se mantiene el aislamiento eléctrico total entre las particiones. 15

16 Figura 6. Flexibilización de npartitions con icap npar1 npar2 npar1 npar2 npar1 npar2 Leyenda Núcleo icap inactivo Núcleo activo Temporary Instant Capacity Temporary Instant Capacity (TiCAP) le ofrece la opción de comprar un bloque prepago de tiempo de procesamiento que le permite activar y desactivar núcleos de icap sin tener que comprar los derechos de uso para la activación permanente. El proceso implica la compra de un bloque de tiempo de procesamiento (en bloques de 30 días) que permite que los núcleos de icap estén activados por un período limitado de tiempo (medido y rastreado en intervalos de 30 minutos). De hecho, puede utilizar este bloque de tiempo de procesamiento para activar más de un núcleo de icap al mismo tiempo, permitiéndole de este modo activar capacidad suficiente en respuesta a picos de corto plazo en las necesidades de procesamiento. Global Instant Capacity Con Global Instant Capacity (GiCAP), el concepto de derechos de uso compartido se extiende a un grupo de servidores. Los núcleos pueden desactivarse en un servidor del grupo para facilitar la activación en otro servidor. De nuevo, el requisito principal es que la cantidad de núcleos activados en todo el grupo GiCAP no supere la cantidad de derechos de uso comprados para el grupo o bien la cantidad de capacidad temporaria comprada. Esto extiende efectivamente las capacidades de icap y TiCAP a las particiones que se ejecutan en servidores físicos separados que pueden ubicarse en lugares separadas o incluso en diferentes países. 16

17 Pay-per-use Pay-per-use (PPU) difiere de icap en que se trata de una opción de leasing. Cuando alquila un sistema a HP, puede optar por un pago de alquiler flexible que se basa en la utilización real de la CPU del servidor cada mes. La utilización se mide cada 5 minutos para cada núcleo en cada partición del servidor. Estos datos se promedian luego cada día en todos los núcleos del sistema (o complejo). Este promedio diario se utiliza para calcular un promedio mensual, que es el valor utilizado para el cálculo de pago de leasing de PPU. Una característica de PPU es que le ofrece la opción de desactivar núcleos individuales para garantizar que contribuyan con una utilización neta de cero al cálculo de utilización promedio en tanto estén desactivados. Esta opción también puede automatizarse utilizando HP-UX Workload Manager o HP-UX Global Workload Manager (gwlm), que activan los núcleos cuando se necesita y luego los desactiva cuando se tornan ociosos. 17

18 Capítulo 6: Soluciones de automatización VSE Dos herramientas en el conjunto de VSE están diseñadas para ayudar a automatizar la migración de recursos entre las cargas de trabajo que comparten una infraestructura. HP-UX Workload Manager (WLM) fue el primer producto administrador de cargas de trabajo basado en objetivos del sector para cualquier plataforma Enterprise UNIX. Global Workload Manager (gwlm), más reciente, es una evolución de WLM y fue diseñado específicamente para el mercado de TI como proveedor de servicios. HP-UX Workload Manager El producto HP-UX WLM brinda la capacidad de supervisar las cargas de trabajo que se ejecutan en una plataforma HP-UX y de reasignar los recursos a medida que las cargas varían con el transcurso del tiempo. Es compatible con cargas de trabajo que se ejecutan en npartitions, Virtual Partitions y Secure Resource Partitions. Con WLM, la asignación de recursos puede ajustarse en forma continua en respuesta a la demanda y se rige mediante una serie de normas basadas en las prioridades del negocio. También admite la asignación y reasignación de los recursos de icap, PPU y TICAP entre las cargas de trabajo del servidor. HP-UX WLM posee un asistente para configuración fácil de usar y una interfaz gráfica de usuario remoto para simplificar la supervisión y reconfiguración de instancias de WLM. Global Workload Manager El producto gwlm fue diseñado para aprovechar la experiencia obtenida a partir de los clientes que utilizaron el producto WLM. También se diseñó para un nuevo modelo de negocios que se torna cada vez más predominante en las organizaciones de TI: la TI como proveedor de servicios. Algunas de las diferencias clave de arquitectura entre WLM y gwlm incluyen: El producto gwlm se administra desde un Central Management Server (CMS) único, lo que facilita la administración de cantidades mayores de servidores y cargas de trabajo en un ambiente virtualizado. Con gwlm, puede aplicarse una política única a más de una carga de trabajo y en más de un servidor. Un objetivo principal de gwlm es la facilidad de uso. La mayoría de las organizaciones de TI no poseen amplios conocimientos de las aplicaciones en sus ambientes, de modo tal que gwlm se desarrolló con modelos de uso intuitivo dirigidos a usuarios de TI y no a propietarios de aplicaciones. El producto gwlm ofrece una serie de informes estandardizados, tanto históricos como en tiempo real. Estos informes brindan al proveedor de servicios información para administrar la infraestructura, así como también documentan cuántos recursos comparten y consumen las unidades de negocio clientes. Elección entre WLM y gwlm Tanto WLM como gwlm permiten la automatización de la asignación de recursos entre particiones que pueden compartir recursos. Ambos productos automatizan el control de cómo pueden compartirse los recursos entre cargas de trabajo y ambos permiten la automatización y el control de la utilización del pago por uso. Sin embargo, existen algunas diferencias. Por ejemplo, WLM funciona únicamente con HP-UX, en tanto que gwlm también funciona con pen WMS y con Linux o Windows cuando se ejecuta como un guest de Integrity VM. WLM debe instalarse en cada 18

19 servidor que se administra, en tanto gwlm puede ejecutarse desde un servidor único. Puede aplicarse una única política de gwlm a más de un servidor. A fin de administrar cargas de trabajo que se ejecutan en Integrity VM, debe utilizarse gwlm. La Tabla 1 resume las diferencias principales entre WLM y gwlm. Tabla 1. Diferencias entre WLM y gwlm WLM Proyecto de línea de negocios (LB) Pocos servidores No se requiere CMS Políticas personalizadas para cada carga de trabajo Sólo servidores HP-UX 11i Integración profunda de aplicaciones gwlm Proyecto de TI centralizada Muchos servidores Se requiere CMS Políticas estandardizadas para cargas de trabajo múltiples HP-UX 11i en penvms (Windows y Linux dentro de Integrity VM) Administración óptima de HP Integrity VM 19

20 Capítulo 7: Combinación de soluciones de virtualización Una característica singular de HP VSE es que distintas soluciones de particionamiento pueden combinarse en un sistema único. Esto brinda al usuario la flexibilidad para consolidar cargas de trabajo variadas con distintos requisitos de aislamiento y flexibilidad en la misma plataforma con comodidad. Puede utilizar npartitions, Virtual Partitions, Integrity Virtual Machines y Secure Resource Partitions en el mismo sistema al mismo tiempo. La ventaja clave es que puede decidir cuál es la tecnología adecuada para cualquier carga de trabajo en particular y luego colocarla en el sistema utilizando la tecnología de partición más adecuada. Puede obtener las ventajas del aislamiento de fallas de hardware y la flexibilidad de Virtual Partitions o Integrity Virtual Machines, así como también las capacidades de apilamiento de aplicaciones de Secure Resource Partitions sin tener sistemas separados para ejecutarlos. Además, puede utilizar las soluciones de pago por uso, por ejemplo icap, para aumentar los recursos existentes. Una ventaja adicional es que puede combinarse la flexibilidad de todas estas tecnologías y las herramientas de gestión de la carga de trabajo pueden brindar la capacidad de mover recursos automáticamente cada vez que se necesiten; desde Integrity Virtual Machines en una npartition a Secure Resource Partitions en Virtual Partitions en otra npartition, según fuese necesario. Combinación de soluciones de particionamiento Se admiten las siguientes combinaciones de particiones: npartitions: puede ejecutar Virtual Partitions, Integrity Virtual Machines o Secure Resource Partitions en una npartition. Esto ofrece el beneficio del aislamiento de fallas del hardware entre las npartitions y la granularidad de cualquiera de las otras opciones de particionamiento. bserve, sin embargo, que Integrity Virtual Machines y Virtual Partitions no pueden ejecutarse en la misma npartition. Virtual Partitions: puede ejecutar Secure Resource Partitions dentro de Virtual Partitions para apilamiento de aplicaciones, que pueden ejecutarse dentro de una npartition. Integrity Virtual Machines: usted puede ejecutar Secure Resource Partitions dentro de un guest de una máquina virtual UX, que puede ejecutarse en un servidor independiente o dentro de una npartition. Sin embargo, debido a que Integrity Virtual Machines ya proporciona granularidad sub-cpu y E/S compartida, no es probable que el uso de Secure Resource Partitions en un guest de una máquina virtual HP-UX sea muy común. Agregado de icap a la partición Instant Capacity es compatible con todas las soluciones de particionamiento, pero es compatible únicamente en sistemas basados en celdas. Lo único que debe señalarse es que icap debe administrarse en el VM Host para Integrity Virtual Machines. Esto se debe a que las CPU en un guest de VM son CPU virtuales e icap funciona únicamente en CPU físicas. De este modo, el mecanismo para aplicar icap a un guest de VM es activar la CPU en el host y luego aplicar los ciclos de CPU recientemente activados al guest, aumentando sus derechos. 20

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