Презентация проекта "Виртуальное частное облако как инструмент повышения эффективности ИТ"

Серверы в облакахВиртуальное частное облако

как инструмент повышения эффективности ИТ

Министерство экономического развития Республики Башкортостан

2Министерство экономического развития Республики Башкортостан

В условиях экономического кризиса и сокращения бюджетов на ИТ остро встает вопрос оптимизации работы всей ИТ-инфраструктуры и повышения эффективности её использования. Результаты проведённых исследований показали, что в подавляющем большинстве случаев загрузка серверов составляет не более 5-10%. При этом потребности в новых сервисах и рабочих местах, постоянно возрастает. Это говорит о нерациональном использовании мощностей оборудования и неоправданных затратах средств и энергии. В связи с этим особо актуальным сегодня стало понятие "виртуализация серверов".

«Один физический сервер – одно приложение» – это вчерашний день

Ведение виртуализации позволяет не только увеличить производительность вычислительных ресурсов, но и получить более мощные инструменты, объединив мощности, разделенные географическим положением. Внедрение системы виртуализации применяется в двух случаях: когда необходимо разбиение одного реального сервера на

несколько виртуальных; когда необходимо объединение нескольких существующих

серверов в один виртуальный с целью суммирования их возможностей.


Увеличение адаптивности деятельности ОГВ путем повышения эффективности ЦОД

Достоинства облачных вычислений: быстрое развертывание, гибкость, снижение издержек. Данная модель позволяет полностью контролировать физическую инфраструктуру, а пользователям обычно не нужно адаптироваться к новым приложениям, когда в корпоративном облаке работает привычное прикладное ПО. По существу частное облако означает достижение эластичности, гибкости использования ресурсов публичных облаков, но за корпоративным межсетевым экраном.

Облачные вычисления представляют собой модель для обеспечения по требованию удобного сетевого доступа к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов, которые можно быстро выделить и предоставить с минимальными управленческими усилиями или минимальным вмешательством со стороны поставщика услуг.


Классическое решение без виртуализации Решение с виртуализацией1. Большое количество серверов, выделяемое по принципу «каждому приложению отдельный сервер». Это ведет к нехватке места в серверной комнате, к увеличению расходов на электроэнергию и на охлаждение.

Консолидация серверов. Запуск приложений внутри изолированных друг от друга виртуальных машин. Средний показатель консолидации от 5:1.

2. Низкая средняя загрузка физических серверов 5-10%. Невозможность нагрузить мощные серверы. Большинство серверов работают в холостую.

Запуск различных виртуальных машин на одном физическом сервере, позволяет максимально нагружать и контролировать потребление ресурсов.

3. Крайне низкая скорость настройки и запуска новых ИТ сервисов. Под каждую новую бизнес задачу нужно покупать новое оборудование, внедрение затягивается на долгие месяцы, годы.

Наличие некоторого запаса ресурсов в виртуальной инфраструктуре позволяет быстро запускать новые сервисы.

4. Из за набора драйверов и специфических настроек, ОС привязана к серверу, что приводит к трудозатратам и простоям в работе при переносе ОС на другой сервер. А в случае аварии такая «привязка» оказывается фатальной.

Виртуальная машина может свободно перемещаться между серверами, т.к. нет привязки к какому-то конкретному "железу". Есть технология "живой миграции" без выключения виртуальной машины.

5. Каждый сервер управляется отдельно и требует персонального внимания администратора.

Все виртуальные машины управляются централизованно, через специальное приложение.

6. Низкий уровень отказоустойчивости. Долгое восстановление в случае аварии. Очень высокая вероятность потери данных.

Технология высокой доступности перезапускает виртуальную машину в очень короткий промежуток времени на работоспособном сервере в случае аварии.

7. Неудобное резервное копирование гетерогенных сред (Windows, Linux) долгое восстановление из резервных копий.

Не имеет значение какая ОС, т.к. виртуальные машины резервируются на уровне файлов ВМ. Восстановление из резервной копии равно времени запуска ВМ.

Преимущества технологии виртуализации


Рейтинг Gartner представляет собой квадрат, где по горизонтальной оси отложены оценки полноты видения (completeness of vision): заявленный функционал, сценарии внедрения и вертикальным решения.По вертикальной оси откладываются оценки по реальной способности внедрить задуманное (ability to execute). Таким образом в квадрат лидеров попадают те поставщики которые обещают большие по функционалу решения и действительно могут хорошо внедрить что обещали.

Магический квадрат для платформ x86 инфраструктуры виртуализации


Платформа для виртуализации и создании облачных инфраструктур

VMware vSphere, платформа для виртуализации и создания облачных инфраструктур, обеспечивает стабильную работу важных приложений и возможность быстрее реагировать на изменения бизнес-требований. vSphere ускоряет переход к облачным вычислениям для существующих ЦОД и обеспечивает подключение к совместимым общедоступным облакам, формируя основу для уникальной в отрасли модели гибридного облака.


Предоставление ИТ-ресурсов по мере необходимости

В частном облаке ИТ-инфраструктура предоставляется как удобная и доступная услуга. VMware vSphere обеспечивает бескомпромиссный контроль над всеми ИТ-ресурсами при поддержании самой высокой эффективности и широких возможностей выбора в отрасли: Снижение расходов и повышение эффективности ИТ-инфраструктуры

Сокращение капитальных и эксплуатационных расходов и сведение к минимуму убытков, связанных с простоями, остановками работы и отказами.

Повышение доступности и управляемости приложений Автоматизация применения соглашений об уровне обслуживания для гарантии доступности, безопасности и масштабируемости корпоративных приложений.

Расширение возможностей выбора для ИТ-отдела Предоставление приложений и ИТ-услуг по требованию с возможностью выбора оборудования, архитектуры приложений, ОС.


VMware vSphere™ 5 – лучшая платформа для облачных инфраструктур

Службы приложений

Службы инфраструктуры

Масштабируемость

VMware vSphere 5

Безопасность

• API-интерфейсы VMsafe

• vShield Zones• Брандмауэр ESXi

• «Горячее» добавление

• Число узлов, ВМ• SMP на 32 ЦП• ВМ размером 1 Тбайт

• HA • FT• vMotion/Storage

vMotion• Data Recovery

Доступность

СетьХранилище

• Распределенный коммутатор

• Управление вводом-выводом сети

• VMFS 5• Thin Provisioning• Управление вводом-

выводом хранилища• API-интерфейсы

хранилища

• ESX/ESXi• DRS/DPM• Memory

Overcommit

Вычислительные ресурсы

Сервер vCenter • Профили узлов• «Связанный» режим

• Orchestrator• Update

Manager

• Виртуальное устройство• Веб-клиент


Этапы внедрения технологии виртуализации

• Анализ рынка решений виртуализации (VMware, Citrix, Microsoft и др.)• Обследование инфраструктуры серверов• Приобретение серверного, коммутационного оборудования и

соответствующего программного обеспечения• Установка и настройка серверного и коммутационного оборудования

• Составление плана консолидации серверов• Составление плана миграции серверов• Обучение на курсах VMware vSphere• Развертывание инфраструктуры VMware vSphere 4.1• P2V-миграция физических систем (миграция физических серверов)• Постконфигурация виртуальных машин и настройка среды

• Увеличение памяти на хостах• Обновление VMware vSphere до версии 5.0

• P2V-миграция кластера Госзаказ• P2V-миграция кластера ГАС Управление• Развертывание инструментов мониторинга виртуальной инфраструктуры

август 2012

ноябрь 2010


Новый подход к администрированиюИТ-инфраструктурой

Администрирование

Информационные технологии как услуга

Эффективность


Повышение контроля над ИТ-инфраструктуройАр

хите

ктур

а VM

war

e vS

pher

e Hy

perv

isor • Архитектура «bare

metal»• Небольшой размер

установки• Интеграция с

сервером• Виртуализация ЦП• Виртуализация для

хранилища• Виртуализация

сетевых средств

Совм

ести

мос

ть • Сертифицирован для работы с ведущими поставщиками серверов

• Сертифицирован для работы с широким спектром СХД

• Работает с неоднородными массивами хранения данных

• Поддержка NAS и iSCSI SAN

• Поддержка локальных SATA-хранилищ

• Поддержка других форматов виртуальных машин

Упра

влен

ие • Управление ресурсами для виртуальных машин

• Расширенные возможности управления и пользовательского интерфейса

• Клиент VMware vSphere Web Client


Повышение контроля над ИТ-инфраструктуройВы

сока

я до

ступ

ност

ь • Общее хранилище• Прозрачность SAN• Встроенные

альтернативные пути доступа к хранилищу

• Расширенное объединение сетевых интерфейсов

• Поддержка служб Microsoft® Clustering Services

Безо

пасн

ость • Совместимость с

практиками обеспечения безопасности SAN

• Тэгирование VLAN• Политики сетевой

безопасности уровня 2

Подр

обна

я ви

зуал

изац

ия • Усовершенство-ванный пользовательский интерфейс

• Поиск по иерархии • Мониторинг

оборудования • Схемы и отчеты для

систем хранения данных

• Уведомления о показателях и событиях

• Графики производитель-ности


Повышение эффективностиИТ-инфраструктуры

Прои

звод

ител

ьнос

ть и

м

асш

таби

руем

ость • Оптимизация

сетевой производитель-ности

• Использование высокопроизводительных сетевых сред

• Поддержка вложенных аппаратных таблиц страниц

• Поддержка больших страниц памяти

• Поддержка паравиртуализо-ванных гостевых ОС Linux

Расш

ирен

ное

упра

влен

ие п

амят

ью • Резервирование дополнительной памяти

• Прозрачный совместный доступ к страницам

• Функция «Memory ballooning»

Опт

имиз

ация

рас

пред

елен

ных

ресу

рсов • Управление

ресурсами для виртуальных машин

• Определение приоритетов при распределении ресурсов ЦП

• Распределение приоритетов для трафика ввода-вывода в хранилище

• Network Traffic Shaping

• Пулы ресурсов• Распределенное

ведение журналов


Быстрое и простое создание виртуальных машин Виртуальные машины разворачиваются в течение считанных минут после загрузки сервера Использование готовых виртуальных машин из VMware Virtual Appliance MarketplaceНадежный запуск нескольких операционных систем на одном сервере Зрелая гипервизорная технология, проверенная на работе в десятках тысяч сред Единственный гипервизор, не зависящий от операционной системы Поддержка широкого спектра гостевых ОС, включая Windows, Linux, Netware и SolarisВысокая степень консолидации для самых ресурсоемких приложений Запуск ресурсоемких приложений на архитектуре «голого железа» Запуск виртуальных машин с высокой степенью консолидацииУдаленное выполнение задач управления: конфигурирование, обслуживание, обновление Легкое управление ESXi-хостами и виртуальными машинами через VMware vSphere Client Выполнение снимков виртуальных машин и откаты назад, слежение за производительностью

и степенью использования ресурсов, а также мониторинг основных аппаратных компонент

Информационные технологии как услуга


Основные преимущества внедрения

№ Преимущества виртуализации Результаты внедрения

1 Консолидация серверов и сдерживание роста серверного парка для производственной системы посредством размещения программных приложений на меньшем количестве физических серверов.

Показатель консолидации для серверов равен 15:1.

2 Запуск различных виртуальных машин на одном физическом сервере, позволяет максимально нагружать и контролировать потребление ресурсов.

Использование ресурсов кластера:ЦП: 10-15%; ОЗУ: 70%; СХД: 70%.

3 Наличие некоторого запаса ресурсов в виртуальной инфраструктуре позволяет быстро запускать новые сервисы.

Время ввода нового сервиса составляет от 1-8 часов рабочего времени.

4 Упрощение в создании и тестировании приложений за счет объединения сред разработки, тестирования, демонстрации, возможно с разными операционными системами, на одном физическом сервере.

Виртуализированные ОС x86/x64:Windows 7/2003/2008, CentOS 6, Debian 6, Ubuntu 10/12, FreeBSD 8/9.

5 Обеспечение непрерывности сервисов и высокой готовности важных приложений при меньших затратах.

Кластер VMware ESXi состоит из двух серверов и одного СХД.

6 Технология высокой доступности перезапускает виртуальную машину в очень короткий промежуток времени на работоспособном сервере в случае аварии.

Технология VMware High Availability, VMware Storage vMotion

7 Не имеет значение какая ОС, т.к. виртуальные машины резервируются на уровне файлов ВМ. Восстановление из резервной копии равно времени запуска ВМ.

Восстановление из резервной копии занимает считанные минуты.

8 Перемещение старых приложений на виртуальные машины, работающие на новом аппаратном обеспечении, для повышения надежности.

11 «старых» серверов списаны.

9 Сокращение расходов на электроэнергию на 80%. Приблизительно на 75-80%.


Расчет экономической эффективности (ROI)

1. Первоначальные затраты на оборудование и программное обеспечение• Приобретение серверного оборудования• Приобретение системы хранения данных (СХД)• Приобретение коммутационного оборудования• Приобретение источника бесперебойного питания• Приобретение кондиционера

2. Прямые затраты• Администрирование серверов• Установка/Конфигурирование/РазвертываниеСтоимость администратора для организации руб./месяц: 32 370,00 руб.

3. Косвенные затраты• Время простоя• Потеря времени на решение проблемыСредняя стоимость сотрудника для организации руб./месяц: 20 735,00 руб.

Эксплуатационный срок службы серверного и коммутационного оборудования – 5 лет, при гарантии производителя 3 года.Исходя из стоимости одного часа администратора и сотрудника проводится расчёт затрат. Ввиду сложности расчётов намеренно упущены затраты на электроэнергию, аренду площадей, охлаждение серверного оборудования.


Затраты на внедрение и эксплуатацию VMware vSphere

№ п/п Наименование Цена за

ед. Кол-во 2010 год 2011 год 2012 год 2013 год 2014 год Итого

Серверное и коммутационное оборудование

1HP Proliant DL380R07 X5670 HPM (2xXeon6C 2.66Ghz/12x2GbRD/2х146 HDD/4xGigEth/2xRPS750)

309 343 2

618 686

-

-

-

-

2ОЗУ Kingston DDR3 DIMM 8GB (PC3-10600) 1333MHz ECC Reg Dual rank (KTH-PL313/8G)

3 980 30

-

119 400

-

-

-

3СХД HP StorageWorks P2000 G3 MSA FC/iSCSI Dual Controller Smart Array System 12x600GB 15K SAS

398 919 1

398 919

-

-

-

-

4 (J9147A) HP ProCurve 2910al-48G Switch (48 ports 10/100/1000) 95 450 6

572 700

95 450

-

-

-

5Серверный шкаф NetShelter SX 42U 600mm Wide x 1070mm Deep Enclosure with Sides Black

87 450 1

87 450

-

-

-

-

6 ИБП APC Symmetra LX 8kVA Scalable to 16kVA N+1, 220/230/240V <SYA8K16RMI> 258 422 1

258 422

-

-

-

-

7 Кондиционер Gree Floor Ceiling GTH42K3BI 130 500 1

130 500

-

-

-

-

Программное обеспечение

1 Лицензия на VMware vSphere 4 Enterprise for 1 processor (Max 6 core) 99 603 4

398 412

-

-

-

-

2 Лицензия на VMware vCenter Server 4 Foundation for vSphere up to 3 hosts 52 608 1

52 608

-

-

-

-

3 Техническая поддержка VMware vSphere 4 Enterprise for 1 processor (Max 6 core) 31 585 4

126 340

126 340

126 340

126 340

126 340

4Техническая поддержка VMware vCenter Server 4 Foundation for vSphere up to 3 hosts

22 640 1

22 640

22 640

22 640

22 640

22 640

5 VMware vShield Endpoint – per virtual server (VM) 1 509 15

-

22 632

6 Kaspersky Security for Virtualization, Server 3 001 15

-

-

45 020

-

-

7 Продление Kaspersky Security for Virtualization, Server (от 1 до 14 лицензий) 1 801 15

-

-

-

27 012

27 012

Капитальные затраты: 2 666 677

363 830

216 632

175 992

175 992

3 599 123

Обслуживание руб./ч. ч./нед. 9 10 10 10 10 49

1 Администрирование 1 541 0,5

40 077

40 077

40 077

40 077

40 077

2 Ремонт сервера 1 541

8 -

-

-

147 977

147 977

3 Полная установка и настройка ОС и ПО (сервиса) 1 541

2 27 746

37 765

45 472

53 179

60 886

4 Установка и настройка ПО (сервиса) 1 541

2 160 309

160 309

160 309

160 309

160 309

5 Время простоя 987 0

-

-

-

-

-

6 Потеря времени на решение проблемы 987 50

2 567 190

2 567 190

2 567 190

2 567 190

2 567 190

Прямые и косвенные затраты: 2 795 322

2 805 341

2 813 048

2 968 733

2 976 440

14 358 884

ИТОГО: 5 461 999

3 169 171

3 029 680

3 144 725

3 152 432

17 958 006


Затраты на внедрение и эксплуатацию традиционной архитектуры

№ п/п Наименование Цена за

ед. Кол-во 2010 год 2011 год 2012 год 2013 год 2014 год Итого

Серверное и коммутационное оборудование 9 5 5 5 5 29

1HP ProLiant DL120G7 (628691-421) 3.10-3.40GHz Xeon E3-1220/2х2Гб/2х500Гб SATA/2х365Вт 80 000 29

720 000

400 000

240 000

400 000

400 000

2HP ProLiant DL120G7 (628691-421) 3.10-3.40GHz Xeon E3-1220/4х4Гб/4х450Гб SAS/2х365Вт 185 600 2

-

-

371 200

-

-

3 (J9147A) HP ProCurve 2910al-48G Switch (48 ports 10/100/1000) 95 450 6 572 700

95 450

-

-

-

4Серверный шкаф NetShelter SX 42U 600mm Wide x 1070mm Deep Enclosure with Sides Black 87 450 1

87 450

-

-

-

-

5ИБП APC Symmetra LX 8kVA Scalable to 16kVA N+1, 220/230/240V <SYA8K16RMI> 258 422 1

258 422

-

-

-

-

6 Кондиционер Gree Floor Ceiling GTH42K3BI 130 500 1 130 500

-

-

-

-

Программное обеспечение

1Антивирус Kaspersky Business Space Security 1 581 13

7 905

6 324

6 324

6 324

6 324

2 Продление Kaspersky Business Space Security (от 10 до 14 лицензий) 949 13 -

4 743

8 537

12 332

17 075

Капитальные затраты: 1 776 977

506 517

626 061

418 656

423 399

3 751 610

Обслуживание руб./ч. ч./нед.

1 Администрирование 1 541 3 240 463

240 463

240 463

240 463

240 463

2 Ремонт сервера 1 541 8 -

-

-

147 977

147 977

3 Полная установка и настройка ОС и ПО (сервиса) 1 541 8 110 983

89 403

104 817

120 231

135 646

4 Установка и настройка ПО (сервиса) 1 541 4 320 617

320 617

320 617

320 617

320 617

5 Время простоя 987 2000 -

-

-

23 697 143

23 697 143

6 Потеря времени на решение проблемы 987 100 5 134 381

5 134 381

5 134 381

5 134 381

5 134 381

Прямые и косвенные затраты: 5 806 444

5 784 864

5 800 278

29 660 812

29 676 227

76 728 625

ИТОГО: 7 583 421

6 291 381

6 426 339

30 079 468

30 099 625

80 480 235


Расчёт окупаемости

*график строится нарастающим итогом.

По графику проект окупается в первый же год внедрения.Традиционная архитектура по капитальным затратам за пять лет превысит затраты на проект виртуализации на 4%. В тоже время снижение ТСО (совокупной стоимости владения) составит 78%, т.е. почти пятикратное снижение расходов.

2010 год 2011 год 2012 год 2013 год 2014 год -

10,000,000

20,000,000

30,000,000

40,000,000

50,000,000

60,000,000

70,000,000

80,000,000

90,000,000

Расчёт окупаемости

руб.


Схема виртуального частного облака

Technology

Презентация проекта "Виртуальное частное облако как инструмент повышения эффективности ИТ"