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Reportajes y análisis

Escalabilidad y aprovisionamiento de servidores virtuales

[01/04/2011] Mientras que los servidores virtuales han demostrado ser de gran ayuda en el centro de datos, no abordan el reto de añadir gradualmente capacidad al servidor y distribuir automáticamente la carga entre ellos. Como resultado, la capacidad de respuesta y la disponibilidad de una aplicación web muy utilizada, como Microsoft SharePoint, puede deteriorarse cuando la máquina virtual sobre la que se ejecuta está fuera de su capacidad.

La próxima generación de controladores de entrega de aplicaciones (ADC), no solo hacen frente a este reto, sino que interoperan con herramientas de virtualización para proporcionar un mayor control y hasta hacer que sea posible desplegar los recursos del servidor automáticamente, basados en la demanda en tiempo real.
La virtualización ignora la realidad de que un determinado servidor físico tiene una capacidad fija de rendimiento. El resultado de las máquinas virtuales (VM) compartiendo recursos, significa picos en la utilización de cualquier servidor virtual que puede tener un impacto negativo en todos los demás servidores virtuales que se ejecutan en el mismo hardware. Por ejemplo, si un servidor virtual que ejecuta una aplicación de base de datos tiene un pico de consultas, cualquier servidor virtual en el mismo hardware no podrá ser capaz de ofrecer un rendimiento adecuado, debido al aumento de la carga del procesador.
Tal vez el aspecto más frecuentemente mal entendido de la virtualización con respecto a la calidad de la gestión de servicios es la falta de control de aplicaciones del hipervisor. Mientras que las herramientas de administración de virtualización son capaces de supervisar y controlar los sistemas operativos que acogen, no sucede lo mismo con las aplicaciones que se ejecutan en los sistemas operativos invitados.
Los entornos virtualizados son ciegos a las fallas o cuellos de botella en la capa de las aplicaciones, lo que significa que, si bien la infraestructura de virtualización puede considerar que un equipo invitado está saludable de acuerdo a la métrica del sistema operativo, las aplicaciones que se ejecutan en el servidor pueden no responder.
Escalar aplicaciones sin tener que cambiar la aplicación requiere equilibrar la carga del servidor, donde ADC avanzados distribuyen inteligentemente las solicitudes de los usuarios finales a través de servidores múltiples; desde la perspectiva del usuario final, solo hay un servidor.
Los ADC avanzados con capacidades de gestión de virtualización, giran y apagan las máquinas virtuales de forma automática. Si la carga aumenta, se pueden poner en línea servidores adicionales. Cuando la carga disminuye, los servidores adicionales se pueden apagar automáticamente, liberando recursos para otros servidores. El ADC preparado para virtualzación se comunica con la plataforma de virtualización de servidores, como VSphere de VMware, para supervisar la utilización de los recursos de la máquina virtual, encender VM adicionales cuando la carga de aplicaciones requiere recursos adicionales, apagar VM innecesarias durante los períodos de poca utilización, y encender o apagar máquinas físicas para ahorrar energía.
Los administradores de TI pueden estar seguros de que siempre habrá un uso óptimo de los recursos de hardware debido a la distribución inteligente de la carga entre varios y diversos recursos del servidor. Los hotspots son eliminados por la gestión eficaz de la distribución del trabajo a través de recursos informáticos, y la necesidad de una provisión excesiva para manejar picos de carga es removida. El impacto fiscal se da en el gasto de capital (menos servidores), y los gastos operativos (ahorro de energía, refrigeración, gestión y administración).
El ADC preparado para virtualización se comunica a través del hipervisor API para controlar la utilización de recursos VM. Esto le proporciona al ADC información en tiempo real acerca de las instancias del servidor virtual, como la memoria y la CPU. Combinado con el control de aplicaciones del ADC, el ADC puede equilibrar la carga de las aplicaciones virtualizadas.
El ADC dirige las solicitudes del usuario hacia el mejor servidor disponible al separar las cargas de tráfico lejos de servidores lentos, y enrutando servidores apagados que utilizan VM o aplicaciones malogradas. La disponibilidad, escalabilidad y rendimiento del entorno del servidor virtualizado puede mejorar aún más si el ADC puede modificar, en forma proactiva, el entorno virtual basado en las necesidades de las aplicaciones y los usuarios. Esto se puede lograr a través de una interfase de control inteligente de ADC.
Una interfase de control ADC le permite al administrador crear condiciones mínimas relacionadas con el rendimiento y las respuestas del servidor. La combinación de estas condiciones con la comunicación de dos vías con el hipervisor de la API y ahora el ADC, puede desencadenar que el hipervisor entregue respuestas automáticas a los acontecimientos centrados en la aplicación, como los picos de carga.
Por ejemplo, considere un entorno de hospedaje para un sitio web de venta de flores cuando el día de la madre se acerca y el volumen del tráfico aumenta de forma significativa. Son necesarios más recursos VM de los que normalmente se pusieron a disposición en el sitio. El balanceo de carga por sí solo no va a mitigar a los servidores sobrecargados.
Un control inteligente que se haya programado para reconocer la condición de sobrecarga se activará automáticamente y, a través de la interfase de la plataforma de gestión inteligente (IPMI), encenderá físicamente a otros servidores reales. El control inteligente le dice el hipervisor que gire más recursos del servidor virtual, que el ADC puede equilibrar la carga de manejar el pico de carga. Este aprovisionamiento a pedido de máquinas virtuales adicionales proporciona alta disponibilidad y rendimiento de las aplicaciones para manejar la carga adicional.
Para lograr una mayor eficiencia energética, el mecanismo de control inteligente se puede utilizar para configurar los disparadores que especifican si un servidor cae por debajo de cierto umbral de uso para detener cualquier nuevo tráfico que vaya hacia él, y cuando llegue a cero decirle al hipervisor que mueva y consolide VM lejos de ese servidor, y finalmente apagarlo hasta que se le necesite otra vez.
El siguiente paso en la identificación de oportunidades para reducir aún más los servidores y reducir los costos operativos, es identificar qué tareas puede hacer el hardware de manera más eficiente que el software.
La compresión y el cifrado SSL son requisitos para muchas aplicaciones. Los usuarios móviles, que se conectan a través de redes de alta latencia, se benefician con la entrega de datos comprimidos. La transmisión de cualquier tipo de información confidencial a través de redes inseguras como Internet, requiere el despliegue de cifrado SSL y HTTPS. Tanto la compresión como el cifrado representan una carga pesada para las CPU del servidor, ya sean físicas o virtuales.
La extracción de la carga asociada con estos requisitos es simple y transparente cuando se aprovecha el hardware dedicado dentro de ADC avanzados. El ADC identifica cuándo es necesario proporcionar estas capacidades, y luego usa hardware de alto rendimiento especialmente diseñado para hacer el trabajo.
El impacto en el negocio por la utilización de hardware para servidores de descarga es significativo. Un servidor típico puede manejar cientos de transacciones SSL por segundo. En comparación, un ADC con un hardware de aceleración basado en SSL puede realizar 14 mil transacciones SSL por segundo y parar la descarga sin realizar ningún cifrado desde los servidores tras él. El número de servidores necesarios para soportar a los usuarios de aplicaciones puede reducirse, pues los servidores ya no tienen que procesar la seguridad y la encriptación SSL.
Un componente fundamental para el logro de los objetivos de la virtualización es garantizar que la distribución del trabajo se equilibra a través de muchos servidores, teniendo posiblemente diferentes capacidades. Los ADC conscientes de virtualización, proporcionan alta disponibilidad de aplicaciones y equilibrio de carga para los entornos de centros de datos virtualizados. Ellos permiten que los administradores de TI aprovechen los servidores existentes y nuevos para hacer una distribución del tráfico más rentable y eficaz posible.
Las tecnologías de entrega de virtualización y aplicación están aquí para quedarse y juntas pueden ayudar a transformar la economía del centro de datos en los próximos años.
Michael Hayes, Network World (US)