Monitoramento de data centers

Monitoramento

de data centers

Aperture Technologies (EUA)

Os data centers são hoje um ambiente complexo, com inúmeras variáveis para gerenciar. Os métodos usados pelas empresas são

específicos e incapazes de fazer comparações adequadas e prever demandas futuras. É necessário um sistema que ofereça uma visão integrada de TI e infraestrutura, para que se tenha um quadro preciso e em tempo real do atual estado da instalação.

Os data centers desenvolveram-se na direção de um ambiente distribuído, extremamente complexo, com elevados requisitos computacionais, nem imagináveis há 20 anos. Da mesma forma, o monitoramento dessas instalações também progrediu rapidamente. Já se foram os dias em que a temperatura do ambiente era medida pela necessidade de se usar ou não uma blusa de frio ao verificar um mainframe. Sistemas de monitoramento simplistas deram lugar a protocolos sofisticados para a determinação do estado de dispositivos críticos.

A estrutura de gerenciamento do data center também se transformou. Surgiram dois grupos diferentes (TI e infraestrutura), com funções complementares, porém opostas. O grupo de TI engloba o lado da

demanda dos negócios, exigindo cada vez mais capacidade para rodar os servidores, hardware de rede e dispositivos de armazenamento. O grupo de infraestrutura, por outro lado, é responsável pelo suprimento de energia e resfriamento à instalação. Como observado pela EPA - Agência de Proteção Ambiental dos EUA, ao tratar dos desafios de eficiência energética nessas instalações, “em muitos data centers, os profissionais responsáveis pela compra e operação de equipamentos de TI não são os mesmos responsáveis pela infraestrutura de energia e climatização, os quais, por sua vez, são tipicamente os que pagam as contas de energia”.

A revolução e a maior complexidade dos data centers também foram bastante impactados

pela introdução de novas tecnologias – incluindo servidores blade, dispositivos inteligentes e virtualização – acabando com a prática comum de caminhar em pisos elevados para “sentir” o ambiente e conduzir o monitoramento ad hoc. Não é apenas pouco prático avaliar o uso da energia e resfriamento manualmente; o uso atual de dispositivos de alta densidade gera uma grande quantidade de calor, que afeta todos os recursos de infraestrutura. Assim, torna-se impossível a monitoração sem a ajuda de sistemas robustos.

A evolução geral do data center, tanto em complexidade quanto em estrutura, enfatiza a necessidade de reavaliação e atualização das soluções de monitoramento.

Limitações do monitoramento tradicional

Há várias limitações nos sistemas de monitoramento atuais, como a complexidade operacional, o suporte inadequado a dispositivos da infraestrutura e a visão incompleta do data center como um todo. Mais importante, as informações relativas aos vários dispositivos e aplicações estão armazenadas em muitos sistemas diferentes, tornando ineficazes o monitoramento e a avaliação de problemas e impossibilitando uma análise proativa dos riscos ou uma previsão das necessidades futuras. Numa pesquisa recentemente realizada pelo Aperture Research Institute, 60% dos entrevistados disseram que um sistema de monitoramento capaz de trabalhar com equipamentos de vários fornecedores receberia uma nota 4, numa escala de 1 a 5. No entanto, apenas 25% deles contavam com sistemas de monitoramento, com 53% monitorando menos de 75% de sua infraestrutura crítica e 30% monitorando menos que 50%.

Complexidade operacional

As limitações relativas à complexidade operacional geralmente resultam do design da solução de monitoramento – em particular, a forma como se administram os diversos métodos de comunicação usados no data center. O uso desses métodos de comunicação tão variados complica bastante o desenvolvimento de uma solução capaz de monitorar dispositivos com protocolos díspares.

As duas principais abordagens de monitoramento incluem uma solução baseada em hardware e uma solução

baseada em software. A solução de hardware exige que se escolha um protocolo como método de comunicação (o Modbus e SNMP são as opções mais usadas). Um conversor então transforma o protocolo do dispositivo em um protocolo de método primário de comunicação. Os pontos negativos de uma solução de hardware incluem:

• o custo dos conversores de protocolo (incluindo os custos de energia e de sua conexão a um UPS);

• maior complexidade, uma vez que se acrescentam mais dispositivos; e • introdução de outro ponto de falha potencial.

Numa solução baseada em software, o aplicativo de monitoramento comunica-se diretamente com o dispositivo do hardware, usando o seu protocolo nativo e assim eliminando a necessidade de conversão.

Suporte limitado para dispositivos

Outra importante limitação dos sistemas de monitoramento tradicionais é o suporte inadequado para os dispositivos da infraestrutura. A maioria das soluções de monitoramento foi projetada pelos fabricantes de hardware, com o objetivo principal de vender seu produto específico. Essa abordagem tão centrada no fornecedor impede que os clientes obtenham suporte de produtos concorrentes, deixando as empresas presas a um determinado fabricante de hardware.

A distância entre os grupos de TI e de infraestrutura também tem impacto sobre o limitado suporte para os dispositivos. Em geral, as soluções de monitoramento

tradicionais reforçam a separação entre esses dois grupos ao projetar soluções específicas para TI ou infraestrutura, mas não para ambos. As soluções de monitoramento baseadas em TI concentram-se no hardware de TI – como servidores, armazenamento e dispositivos de energia no nível do rack. De outro lado, as soluções de monitoramento baseadas em infraestrutura são bastante focadas no hardware gerenciado pelo grupo – como UPS, sistemas de energia, etc. Essa dicotomia de responsabilidades e soluções limita a capacidade de se criar um sistema de suporte integrado, capaz de monitorar todos os dispositivos e a infraestrutura dentro do data center.

Além disso, a maioria das soluções de monitoramento carece de suporte para múltiplos protocolos. Se uma solução suporta somente o SNMP, por exemplo, ela simplesmente não é capaz de monitorar dispositivos Modbus. Essa característica faz com que as organizações implantem várias soluções de monitoramento para grupos específicos de dispositivos. Os custos intrínsecos da compra de hardware e software – cobranças anuais de manutenção, despesas com treinamento e pessoal adicional para o gerenciamento de cada um dos vários sistemas – quase sempre se tornam um investimento significativo. E ainda, há também outros custos menos óbvios. A consolidação de dados de múltiplos sistemas em informações úteis em um relatório e em tempo hábil para a tomada de decisões é quase sempre extremamente difícil, se não impossível – deixando a empresa sem a capacidade de compreender de forma abrangente a relação entre os vários componentes da

infraestrutura. Como resultado, os gerentes dos data centers não podem tomar as decisões inteligentes necessárias ao gerenciamento eficiente de toda a instalação.

Visão fragmentada

Assim, os sistemas de monitoramento tradicionais fornecem uma visão parcial e quase sempre fragmentada do data center. Não oferecem uma visão abrangente, holística, da instalação, o que é fundamental para as organizações de hoje. É insuficiente apenas identificar a carga em uma determinada PDU - unidade de distribuição de energia; o gerenciamento também deve compreender o impacto comercial caso aquela PDU seja desligada. Por exemplo, que servidores e aplicações são diretamente afetados como resultado?

O gerenciamento do complexo ambiente dos data centers atuais requer o planejamento e gerenciamento dos recursos, o controle operacional do pessoal e dos processos que rodam o centro de dados; e o monitoramento e automação — a interação em tempo real com os equipamentos. Cada um desses pilares do gerenciamento de serviços do data center reforça os outros e melhora o retorno do investimento.

Não é mais apenas uma questão de alertar

É essencial que a nova geração de soluções de monitoramento do data center ajude a quebrar as barreiras entre os grupos de TI e de infraestrutura, promovendo a colaboração. Além disso, essas soluções devem servir diretamente

aos diferentes grupos de usuários no que diz respeito às suas funções e perspectivas multidimensionais: • Operações de TI: são responsáveis pela manutenção dos equipamentos dentro dos racks. Assim, a solução de monitoramento ideal oferece uma visão de TI na infraestrutura sobre as informações dos dispositivos existentes; permite que o grupo forneça equipamentos de forma eficiente quando necessário; e gera relatórios de capacidade para garantir que os recursos adequados estejam disponíveis no futuro. Embora as operações de TI não “tenham a propriedade” dos equipamentos, elas precisam de informações para responder proativamente e com agilidade às necessidades dos negócios.

• Centro de operações: gerencia o estado atual do data center como um todo – identificando quaisquer riscos e avaliando como responder aos alertas. Para esse grupo, o monitoramento do data center exige que os alarmes sejam correlacionados com os ativos de TI apropriados e no contexto da organização de TI, de forma que possam agir. Por exemplo, se surge um problema com o UPS, o centro de operações não pode tratar oficialmente do problema. Entretanto, se for possível avaliar o impacto sobre os servidores, poderá responder como se tivesse havido um problema de TI. Além disso, a solução fornece um alerta proativo, de forma que o centro de operações tome conhecimento de problemas potenciais antes que realmente ocorram.

• Infraestrutura: o grupo realmente tem a propriedade dos equipamentos no data center. A capacidade de ter acesso a todas as informações relativas aos problemas e às causas

em um sistema integrado, holístico, permite que o grupo responda a eles de forma eficiente.

Os grupos não podem utilizar múltiplos sistemas com uma variedade de interfaces para gerenciar o data center de forma eficaz. A solução de monitoramento ideal fornece dados abrangentes, em tempo real, para integrar as informações de diferentes sistemas em um único painel, e encoraja processos de gerenciamento holísticos do data center. Os dados podem ser extraídos de forma inconsistente ou até mesmo de sistemas externos, mas o monitoramento fornece dados e relatórios precisos, em tempo real, para permitir que todos respondam proativamente aos problemas mais importantes. Em alguns setores, como o de energia, o prejuízo chega a US$ 3 milhões por hora parada.

O fator ambiental

O consumo de energia dos data centers nos EUA dobrou entre 2001 e 2006 e espera-se que dobre uma vez mais até 2011, a menos que a eficiência energética dessas instalações torne-se uma prioridade. Esse fator, sozinho, tem levado muitas organizações a investigar os benefícios de uma solução de monitoramento abrangente, que forneça informações capazes de medir o desempenho dos data centers em resposta ao movimento “TI verde”, permitindo reduções de custo, aumento da eficiência operacional e otimização dos recursos. Como declarado pelo Green Grid, um consórcio não lucrativo de empresas e profissionais de tecnologia da informação, “dado que o acesso ilimitado à energia é improvável e que o custo de

construir ou reformar data centers é alto, os clientes devem receber ferramentas para aumentar a eficiência das instalações atuais. Medir e melhorar essas instalações usando métricas de desempenho e energia apropriadas, ao lado de um conjunto de melhores práticas, pode ajudar as empresas a projetar um data center mais eficiente”.

Vendo através de um único painel

A capacidade de sentir e responder proativamente a um evento do data center em tempo real é essencial para a eficácia da instalação. Um gerenciamento holístico da instalação, incluindo monitoramento em tempo real, permite que as empresas compreendam melhor a relação entre os recursos de espaço, potência e climatização e reajam rapidamente às mudanças no ambiente.

A compreensão do futuro do data center é uma prioridade para que as empresas alcancem seus objetivos comerciais. Para tanto, deve-se implantar um sistema robusto, com uma visão das tendências passadas e dos recursos atuais e a capacidade de prever requisitos futuros.

As ferramentas e os processos de melhores práticas inerentes ao monitoramento de infraestrutura podem fornecer o nível ideal de monitoramento e controle do data center. Com elas, as organizações estarão capacitadas a:

• Equilibrar a oferta de recursos de infraestrutura para satisfazer as demandas da empresa.

• Rastrear o uso e as métricas da infraestrutura crítica ao longo do tempo.

• Prever caminhos e espaços para aplicações futuras para prever o consumo dos recursos do data

center.

• Determinar quando os recursos do data center acabam.

• Proporcionar tempo hábil para o planejamento futuro do data center. • Compreender as tendências futuras com base no uso passado e nos relatórios sobre as métricas essenciais da capacidade.

• Minimizar os riscos associados à inatividade ou à interrupção de serviços.

• Preencher a lacuna entre TI e infraestrutura.

Conclusão

Muitas empresas precisam satisfazer demandas operacionais numa instalação que usa todo o limite de sua capacidade. É fundamental que as organizações aperfeiçoem o monitoramento de seus data centers para planejar e alocar recursos, assim como para fornecer uma infraestrutura suficiente, mantendo os custos baixos. Atualmente, muitas empresas usam múltiplos sistemas com métodos específicos de extração e armazenamento de informações, que carecem da capacidade de fazer comparações adequadas. É necessário um sistema que ofereça uma visão integrada de TI e infraestrutura para que se obtenha um quadro preciso, em tempo real, do atual estado da infraestrutura essencial e capaz de prever as necessidades futuras.

BOXE

Métodos mais comuns de comunicação

Protocolos para infraestrutura: • Modbus: desenvolvido em 1979, o protocolo é usado em configurações mestre/escravo para fornecer

comunicação com dispositivos, com dados e controles definidos em um conjunto de registros. Embora seja mais frequentemente usado numa configuração “daisy chain”, cabeada, com RS-422 ou RS-485, o Modbus também suporta instalações sem fio e em rede (Modbus TCP sobre Ethernet). Estima-se que, atualmente, mais de 7 milhões de dispositivos Modbus estão em uso em milhares de dispositivos diferentes de centenas de fabricantes.

• BACnet - Building Automation Control network: foi projetado, especificamente, para gerenciar sistemas prediais, como aquecimento, condicionamento de ar, iluminação, acesso físico e detecção de incêndio. Proposto em 1987, porém não amplamente aceito até 1996, o BACnet pode ser implantado de várias maneiras, incluindo configurações de rede (BACnet/IP), ponto a ponto por RS-232 e em configurações mestre/escravo usando RS-485. Estima-se que existam mais de 4 mil instalações de BACnet nos EUA. • OPC: OLE para Controle de Processo, do inglês OLE for Process Control, é um conjunto de interfaces padrão usadas em sistemas de automação e empresariais implantados com servidores OPC numa rede Ethernet. Originalmente baseadas na tecnologia OLE/COM da Microsoft, as novas especificações foram propostas em 2004 depois de a Microsoft retirar a ênfase em COM, em favor de serviços da web em plataformas cruzadas.

• Fechamento de contato:

normalmente usado em

equipamentos já existentes, refere-se a um conjunto de relés ligar/desligar de hardware, que fornecem

informações sobre o estado do dispositivo naquele momento. Uma interface de hardware lê o estados dos relés e passa essa informação a um sistema de monitoramento por meio de outros protocolos, como Modbus ou SNMP.

Protocolos para TI:

• SNMP - Simple Network Management Protocol: é o protocolo mais usado no domínio de TI. Uma MIB - base de informações de gerenciamento define os controles de dados e alarmes – um arquivo de texto é carregado dentro de um NMS - sistema de gerenciamento de rede e transmitido por meio de uma rede Ethernet.

• XML - Extensible Markup Language: passa dados estruturados através de diferentes sistemas de informação por uma rede Ethernet. Principalmente usado para passar dados entre aplicações, garantiu o seu lugar como um meio de enviar e receber dados de dispositivos, como testemunhado pelo desenvolvimento de placas XML por certos fabricantes.

Fig. 1 – Gerenciamento do serviço de data center