Растем экономя

ВИРТУАЛИЗАЦИЯ

Рост современного предприятия невозможен без наращивания ИТ-инфраструктуры, которая, развиваясь вместе с организацией в целом, проходит путь от отдельно стоящих серверов, решающих локальные задачи, и фрагментарной автоматизации до комплексных и распределенных информационных систем. Как правило, при этом выбирается экстенсивный путь развития: у предприятия накапливается большое количество унаследованных систем, функционирующих наравне с новыми, вычислительная техника представляет собой “зоопарк” разных моделей и поколений серверов, часть данных хранится в локальных дисковых подсистемах, часть - на внешних дисковых массивах. В территориально удаленных подразделениях нередко существуют свои локальные ИТ-ресурсы - файловые серверы и серверы приложений, оставшиеся “с давних времен”.

Понятно, что наряду с нерациональным использованием имеющихся мощностей в этих случаях серьезно возрастает нагрузка на службу технической поддержки и системных администраторов. Следовательно, и затраты на поддержание ИТ-инфраструкты предприятия из года в год только увеличиваются. А дальнейшее развитие подразумевает закупку нового и по возможности замену совсем устаревшего оборудования, потом снова закупку и т. д. Проблему это, безусловно, не решает.

В такой ситуации необходимо менять сам подход к построению ИТ-инфраструктуры предприятия. Интенсивное развитие ИТ предполагает более полное использование оборудования. А в идеале - применение систем, поддерживающих множество серверов на одной аппаратной платформе.

Эту возможность обеспечивает технология виртуализации, позволяющая на одной аппаратной платформе создавать полнофункциональные изолированные логические копии серверных систем - так называемые виртуальные машины. Виртуальные машины эмулируют полный набор устройств, где теоретически может функционировать любая операционная система (ОС)*1. Возможные ограничения здесь накладывают уже сами операционные системы - некоторые их них не поддерживают эмулируемое аппаратное обеспечение.

_____

*1 В данной статье речь идет об архитектуре х86.

Для того чтобы несколько ОС могли функционировать на одной аппаратной платформе, разработаны специальные алгоритмы и механизмы, которые распределяют конечные ресурсы между всеми виртуальными машинами. Кроме того, система может эмулировать внутри себя сетевые интерфейсы и строить на их основе сегменты сети, как полностью замкнутые, так и имеющие выход в локальную сеть предприятия. Все это вместе позволяет внутри системы виртуальных машин создавать ИТ-инфраструктуру практически любой сложности.

Идея виртуализации, вообще говоря, не нова. Виртуализация как таковая появилась еще в мэйнфреймах, яркими представителями которых были системы IBM S/360, S/370, S/390, а сегодня - zSeries 890, 990 и System z9. При всех преимуществах техники такого класса, к которым следует отнести высочайшую надежность и большую нагрузочную способность в сочетании с отличной производительностью, для многих российских компаний непреодолимыми барьерами на пути приобретения мэйнфреймов в настоящее время являются их высокая стартовая цена и невозможность использования привычных и более распространенных приложений Microsoft. Виртуализация в мэйнфреймах на основе технологии z/VM построена по другим принципам - она ориентирована на создание множества логических копий операционных сред самих же мэйнфреймов (z/OS, z/VSE, z/TPF) или “тиражирование” 64-разрядных вариантов Linux.

Сейчас существует большое количество программного обеспечения, которое позволяет строить виртуальные машины, разделяя между ними аппаратные ресурсы одного сервера на платформе х86. Основными игроками на рынке виртуализации на платформе х86 являются компании Microsoft и VMware. Решения для виртуализации других производителей ПО либо мало распространены, либо имеют функциональные ограничения в своих продуктах.

Пример расчета затрат на модернизацию и эксплуатацию серверной инфраструктуры

Наряду с такими преимуществами, как более полное использование существующего оборудования, динамическое распределение вычислительных ресурсов в зависимости от требований бизнеса и нулевое время простоя систем, технологии виртуализации позволяют существенно снизить затраты на обслуживание ИТ-инфраструктуры.

Количественные характеристики экономии можно оценить, сравнив типичный пример ИТ-инфраструктуры предприятия, когда для каждой системы или приложения используется отдельный стоечный или блейд-сервер, и платформу виртуальных машин, построенную с помощью продукта ESX Server версии 2 компании VMware. Допустим, предприятие планирует замену пятидесяти серверов на новые двухпроцессорные HP ProLiant DL380. В качестве альтернативных решений мы будем рассматривать установку пятидесяти лезвий BL30P в четыре полки HP BladeSystem и построение платформы виртуальных машин на базе четырех четырехпроцессорных серверов HP ProLiant DL580 (HP DL585).

При выборе решения виртуализации с учетом тарифов на электроэнергию для обычного коммерческого потребителя в Москве по состоянию на май 2006 г. мы получаем сокращение расходов в среднем в шесть раз, поскольку платформа виртуальных машин создается на базе четырех серверов против пятидесяти в классическом варианте.

Аналогично затратам на электроэнергию мы наблюдаем значительную экономию при охлаждении серверной комнаты - оборудованного инженерными системами помещения. Сокращение издержек напрямую связано с мощностью оборудования. В проведенных расчетах использовался климатический коэффициент, учитывающий охлаждение с использованием системы кондиционирования. Так, например, расход электроэнергии в 1000 Вт с учетом климатического коэффициента 1,8 соответствует 2800 Вт совокупной потребляемой мощности.

Любая ИТ-инфраструктура предприятия требует мониторинга. В данном случае это работа службы технической поддержки и системных администраторов по контролю безотказного и безошибочного функционирования программного и аппаратного обеспечения. При расчетах затрат в качестве исходных данных учитывалось время обслуживания одного сервера, включающее 5 мин на аппаратное обеспечение, 2 мин на сеть и 3 мин на операционную систему.

По расчетам получается, что затраты на мониторинг при применении платформы виртуальных машин оказываются в семь раз ниже, чем в случае классического варианта построения инфраструктуры. Это, безусловно, связано с меньшим количеством оборудования, но также и с тем, что платформа виртуальных машин изначально поставляется с очень мощными средствами мониторинга и управления, которые используются для балансировки нагрузки и распределения ресурсов платформы, что снижает нагрузку на технический персонал. Но конечно же наиболее заметная экономия достигается за счет разницы в стоимости оборудования.

Таким образом, платформа виртуальных машин по сравнению с классическим вариантом построения серверного парка предприятия дает снижение затрат на 52% при использовании процессоров Intel Xeon (в данном случае речь не идет о процессорах нового поколения на основе микроархитектуры Core) и на 55%, если применяются AMD Opteron, причем снижение идет фактически по всем статьям эксплуатации серверной инфраструктуры. Единственная позиция, которая в данном сравнении проигрывает по стоимости, - это затраты на программное обеспечение. Очевидно, что в классическом варианте не нужно покупать дополнительное ПО, но его дальнейшее применение в виртуальной машине как раз и дает такую значительную экономию.

В целом данное сравнение наглядно показывает, что при росте ИТ-инфраструктуры современного предприятия платформа виртуальных машин не только обеспечивает технологические преимущества по сравнению с классической схемой, но и существенно снижает затраты.

С менеджером проектов компании КРОК Дмитрием Смирновым можно связаться по электронной почте: dsmirnov@croc.ru.