Caso de negócios da consolidação de
storage unificado para instalações do
Microsoft Windows
Autor: David Floyer
Analysis from The Wikibon Project
September 2011
Caso de negócios da consolidação de storage unificado para
instalações do Microsoft Windows
Autor: David Floyer
Resumo executivoO storage unificado é uma infraestrutura que dá suporte a vários tipos de storage em uma única estrutura de gerenciamento. Em um cenário ideal, um administrador pode acessar um único conjunto de ferramentas e funções que são transparentes para o tipo de storage usado.
O storage unificado tem sido um assunto bastante discutido no ramo de storage nos últimos dois anos. A discussão concentra-se em grande parte nos fornecedores, em quais produtos e funcionalidades eles oferecem e no grau de unificação que é de fato oferecido. O storage unificado é particularmente atraente para instalações do
Microsoft Windows, porque o tamanho dessas instalações é suficientemente grande e variado para exigir o uso de vários tipos de storage (por exemplo, arquivo e bloco ou Ethernet e FC), mas não tão grande para justificar o uso de silos de storage.
A NetApp lançou o storage unificado há cerca de uma década e tem o maior número de clientes que usam esse storage. Em nossa opinião, o array de storage da NetApp tem a implementação mais integrada com as funcionalidades de mais alto nível no momento. A Wikibon usou o storage da NetApp como padrão para pesquisar sobre a necessidade de consolidar e unificar o storage que dá suporte às instalações do Microsoft Windows. A Wikibon usou seus amplos modelos e dados de campo para ajudar a desenvolver o caso de negócios, testando-os em conjunto com entrevistas detalhadas com clientes da NetApp que fizeram a consolidação e utilizando outras pesquisas.
Descobrimos que os benefícios da consolidação são muito atraentes. Ela cria um único pool de recursos de storage que pode ser gerenciado com apenas um conjunto de ferramentas, o que maximiza a eficiência básica da utilização e do gerenciamento de storage. Pode-se implantar o tipo e protocolo de storage mais adequados ao aplicativo. A virtualização permite implementar funcionalidades avançadas, como o thin provisioning e a cópia fina. A tecnologia de snapshot com o Microsoft VSS possibilita uma maneira moderna e diferente, além de mais fácil e econômica, de gerenciar o backup, a recuperação e a replicação remota.
A análise de caso de negócios detalhada mais à frente compara um caso de base para com um número variado de soluções de storage e uma solução de storage unificado para uma organização de referência da Wikibon, com receita de US$ 250 milhões, 1.000 funcionários e um orçamento de TI de US$ 7,5 milhões (3% da receita). Os resultados da análise são mostrados na Figura 1 abaixo, e os detalhes estão em "Caso de negócios de storage unificado". Estas foram as métricas financeiras:
• uma redução no orçamento do storage e do OPEX relacionado (ano 4) de '''35%''';
• lucro líquido de aproximadamente US$ 1,1 milhão em quatro anos; • NPV (valor atual líquido, 5%) de US$ 882.118,00;
• IRR (taxa interna de retorno) de 376%; • ponto de equilíbrio em quatro meses.
Figura 1: Impacto na TI em um período de quatro anos devido à migração para o storage unificado (para uma organização com receita de US$ 250 milhões e um orçamento de TI de 3% da receita)
A principal desvantagem do storage unificado é a limitação a um único fornecedor para hardware e software de storage. Isso foi estimado em 10% e incluído na análise acima. O storage unificado não atende a todas as necessidades de storage; aplicativos específicos que demandam níveis muito altos de desempenho ou disponibilidade de E/S podem exigir storage independente.
A Wikibon recomenda que, para instalações com predominância do ambiente Microsoft Windows, seja adotada a estratégia do storage unificado.
Características de uma instalação do Microsoft Windows
Grande parte das organizações de pequeno e médio porte tem uma infraestrutura de TI predominantemente baseada no software da Microsoft. Esse software inclui:
• sistema operacional Microsoft Windows;
• hipervisores de virtualização, normalmente VMware ou, com menos frequência, o Hyper-V;
• ferramentas de e-mail, comunicação e produtividade dos usuários, como o Exchange e o SharePoint;
• aplicativos de bancos de dados operacionais baseados principalmente em SQL Server (e alguns em Oracle);
• software de gerenciamento de rede da Microsoft, incluindo o Active Directory;
• serviços de arquivo/impressão como suporte a aplicativos clientes do Microsoft Office.
Em geral, o software de aplicativos é predominantemente baseado em pacotes do setor ISV e pacotes de produtividade da Microsoft.
A infraestrutura de TI em instalações da Microsoft recebe suporte de uma pequena equipe com conhecimentos gerais de TI, que se dedica a todas as seções da
infraestrutura, incluindo servidores, storage e rede. Suporte especializado e design da infraestrutura são fornecidos por revendedores de hardware, consultores locais (normalmente do setor) e pela Microsoft. O suporte a aplicativos é fornecido por um pequeno grupo interno de suporte a aplicativos com suporte de ISVs e da Microsoft.
Requisitos de storage para instalações da Microsoft
A Wikibon entrevistou três dessas instalações em detalhes e pesquisou muitas outras fontes de dados. Ela descobriu que os critérios mais importantes para o storage de suporte às instalações da Microsoft são eficiência e simplicidade. As partes da infraestrutura de storage com E/S mais intensa são, normalmente, o suporte a Exchange e aos aplicativos SQL Server em funcionamento, que no geral usam unidades FC (Fibre Channel). Esses aplicativos têm maior visibilidade para o gerenciamento sênior.
O iSCSI foi o protocolo dominante em instalações da Microsoft. Todas as instalações entrevistadas pela Wikibon administram uma rede separada para o storage iSCSI. Os aplicativos com E/S mais intensa normalmente eram executados em DAS (storage de conexão direta) ou Fibre Channel. Os protocolos NAS CIFS dão suporte ao storage de arquivo/impressão e aos aplicativos baseados na Web, enquanto o NAS NFS é usado principalmente no suporte à computação técnica.
Definição de storage unificado
O storage unificado é uma infraestrutura de storage integrada única que dá suporte a protocolos de dados FC (Fibre Channel), FCoE (Fibre Channel em Ethernet), iSCSI (rede de área de storage de IP) e NAS (storage conectado à rede). Às vezes, essa infraestrutura também é chamada de NUS (storage unificado em rede). A NetApp, pioneira em storage unificado, tem um único sistema operacional de storage chamado ONTAP e um único sistema de arquivos chamado WAFL, que virtualiza e gerencia todo o storage em blocos de 4 K. Com essa arquitetura, a NetApp expandiu o
arquivador NAS original em um array de storage com todas as funções e a capacidade de gerenciar os seguintes protocolos:
• NAS (CIFS e NFS) (storage baseado em arquivos acessado por Ethernet); • iSCSI (storage baseado em blocos acessado por Ethernet);
• Fibre Channel (storage baseado em blocos acessado por FC ou FCoE); Entre as funções adicionadas pela NetApp a esse sistema de storage virtualizado estão:
• thin provisioning (conhecido como FlexVol); • aumento dinâmico dos tamanhos dos volumes; • snapshots com uso eficiente do espaço (FlexClone);
• SnapManager consistente para Microsoft Exchange, Oracle, SQL Server e VMware;
• SnapMirror;
• espelhamento remoto assíncrono e síncrono;
• acesso bidirecional a arquivos entre protocolos CIFS e NFS;
• deduplicação de identificação alinhada de blocos de 4 K comuns, redução de volume de lotes;
• compactação com o uso da tecnologia LZO;
Compellent, Dell, Dot Hill, EMC, FalconStor, HP, IBM, Microsoft, Oracle (Sun), Reldata e outros fornecedores também oferecem produtos de storage unificado. Todos os recursos específicos relacionados acima estão disponíveis em um ou outro produto de storage unificado de outros fornecedores, e alguns dos produtos têm recursos adicionais, principalmente no gerenciamento de cache flash. A NetApp tem o mais amplo conjunto de recursos, a maior base instalada e a melhor integração de recursos, por isso a Wikibon usou a NetApp como base para as comparações e o caso de negócios abaixo.
Caso de negócios de storage unificado
O caso de negócios tem como base o modelo de referência empresarial padrão da Wikibon, modificado para empresas menores que normalmente usam uma
infraestrutura com o Microsoft Windows. As características da empresa são: • receita: US$ 250 milhões;
• funcionários: 1.000;
• orçamento de TI: US$ 7,5 milhões (3% da receita). O detalhamento do orçamento de TI é mostrado na Figura 2.
Figura 2: Orçamento de TI de referência da Wikibon (para uma organização com receita de US$ 250 milhões e um orçamento de TI de 3% da receita)
Fonte: Wikibon 2010 Instalações US$ 525.000,00 7% Infraestrutura de rede US$ 300.000,00 4% Hardware e software de storage US$ 375.000,00 5% Infraestrutura do servidor US$ 600.000,00 8% PCs com software básico US$ 675.000,00 9% Operações US$ 1.125.000,00 15% Desenvolvimento US$ 1.650.000,00 22% Software US$ 1.875.000,00 25% Gerenciamento US$ 375.000,00 5%
Alocação de orçamento de US$ 7,5 milhões
(3% da receita)
O item da linha orçamentária de storage de US$ 375.000,00 abrange a depreciação de software e hardware ou os custos do leasing do storage, juntamente com o custo de manutenção de hardware e software. Entretanto, observando o custo total do storage, algumas partes de outros itens da linha devem ser incluídas. A Tabela 1 mostra todos os itens relacionados ao storage que foram afetados por decisões relativas ao storage. O orçamento total do storage e itens relacionados a ele é de US$ 1,25 milhão.
Itens relacionados ao storage Orçamento anual
Depreciação/leasing e manutenção do hardware de storage US$ 250.000,00 Depreciação/leasing e manutenção do software de storage US$ 125.000,00 Custos operacionais com o storage (40% do orçamento operacional,
incluindo backup/recuperação) US$ 450.000,00
Software de backup/recuperação/arquivamento (7% do orçamento de
software) US$ 131.250,00
Instalações (componente de storage, proporcional) US$ 154.412,00 Rede (25% do orçamento de rede para a rede de storage, replicação etc.) US$ 75.000,00
Gerenciamento (proporcional) US$ 62.403,00
Total US$ 1.248.065,00
Tabela 1: Orçamento anual para itens de linha relacionados ao storage (para uma organização com receita de US$ 250 milhões e um orçamento de TI de 3% da receita) Fonte: Wikibon 2010
O storage unificado é uma promessa de benefícios significativos para a infraestrutura de TI. As previsões para essa afirmação estão resumidas na Tabela 2. Os comentários a seguir desenvolvem essa constatação e comprovam as previsões:
• Impacto para o fornecedor de storage único: a Wikibon fez essa pergunta a muitos executivos de TI quanto a tecnologias variadas. As respostas variaram, classificando o impacto entre 5% e 20%. A Wikibon considerou 10% uma média razoável.
• Custo de implementação de uma estratégia de storage unificado: a Wikibon estima que o esforço para estabelecer a implementação inicial de uma estratégia de storage unificado seja baixo, pois a maior parte dele é uma simplificação dos procedimentos atuais. Essas simplificações podem ser realizadas por um período, pois o volume do storage unificado aumenta em quatro anos.
• Aumento do orçamento de TI: a Wikibon não espera um aumento no orçamento em curto prazo.
• Utilização aprimorada: a Wikibon discutiu essa questão com os clientes que implementaram uma estratégia de storage unificado. A lista de funções disponíveis nesse ambiente é significativa. Todas elas também estão
disponíveis em soluções avulsas alternativas. Entretanto, os comentários de todas as entrevistas conduzidas pela Wikibon indicam que é muito mais fácil implementar funções adicionais em um sistema único de gerenciamento e array do que em diferentes arrays ou sistemas de gerenciamento de storage e implementações de storage baseadas em servidor. Outro componente
importante é que o storage pode ser compartilhado por todos os protocolos, e o espaço livre pode ser realocado sem problemas. A Wikibon acredita que uma redução de 35% é uma previsão razoável que pode ser alcançada sem muito esforço.
• Sem dúvida, a maior economia que pode ser alcançada é a redução do esforço operacional necessário para gerenciar o storage. A simplicidade da
administração, o sistema operacional com um único storage, a automação de funções repetitivas e a simplicidade do backup e da recuperação do software da infraestrutura da Microsoft estão muito à frente do que qualquer outra combinação de DAS ou inúmeros arrays diferentes podem alcançar. Como resultado da análise e discussão que teve com profissionais, a Wikibon tem a certeza de que é possível obter uma economia de 50% no custo das operações. • Os recursos mais modernos de backup, recuperação e replicação remota
disponíveis com storage unificado usam os recursos de snapshot padrão de arrays combinados ao uso de recursos do VSS da Microsoft para criar cópias consistentes. É feito backup apenas dos dados alterados, e ele pode ser realizado remotamente.
• A recuperação sofisticada disponível por meio de sistemas de recuperação de backup modernos, como o Syncsort Integrated Backup, é mais eficiente e menos dispendiosa do que os sistemas de backup tradicionais. A Wikibon está otimista com a previsão de uma economia de 25% em software de backup e arquivamento por meio de uma estratégia de storage unificado.
• Redução no componente de storage dos custos com as instalações: a previsão usada é a mesma da redução do storage (35%).
• Redução no componente de storage dos custos com redes: por meio de um único sistema de array que pode funcionar como FC, iSCSI e FCoE nativo de ponto de extremidade, ocorre uma redução significativa de portas e
complexidade de gerenciamento na rede de storage. A Wikibon presume uma redução de 25%.
• A redução dos custos de gerenciamento é proporcional às outras áreas de economia.
Previsões para comparação entre o storage tradicional (DAS e SAN por projeto) com uma estratégia de storage unificado
Impacto para o fornecedor de storage único 10%
Custo de implementação de uma estratégia de storage unificado US$ 20.000,00
Anos para análise financeira 4
Aumento do orçamento de TI 0%
Utilização aprimorada com storage unificado para novos
equipamentos de storage 35%
Custo reduzido da manutenção de storage em equipamentos novos 35%
Orçamento operacional aprimorado para novos equipamentos 50%
Redução dos custos com software de backup/recuperação e
arquivamento para novos equipamentos 25%
Redução nos custos de instalações para novos equipamentos 35%
Redução nos custos de rede para novos equipamentos 25%
Redução nos custos de gerenciamento para toda a economia 5% Tabela 2: Orçamento anual para itens de linha relacionados ao storage (para uma organização com receita de US$ 250 milhões e um orçamento de TI de 3% da receita) Fonte: Wikibon 2010
O resultado das previsões discutidas anteriormente é apresentado na Tabela 3.
Tabela 3: Análise de custo-benefício do storage unificado Fonte: Wikibon 2010
A Figura 3 consiste em três partes. A primeira parte é um orçamento de OPEX de quatro anos, em que os itens de CAPEX são expressos como custos de leasing ou depreciação no orçamento de TI. Os itens de capital do storage para o ano 1 são indicados em uma coluna. A primeira seção representa o caso de base do storage existente, em que uma combinação de DAS e de arrays de storage separados foi usada para volumes NAS, bloco de alto desempenho (FC) e bloco padrão (iSCSI). A análise inclui o storage e os itens relacionados da linha orçamentária. O orçamento total com gastos relacionados ao storage em quatro anos é de US$ 5 milhões. O maior item único são os custos operacionais com storage (principalmente equipe), que representam cerca de 36% do total.
A segunda seção da análise na Tabela 3 mostra os custos adicionais e a economia do orçamento básico que resultariam da instalação de uma estratégia de storage unificado em quatro anos. Supomos que o storage unificado seja introduzido gradualmente ao longo dos 4 anos, pois o orçamento para storage adicional é disponibilizado a cada ano, e o antigo storage é substituído. Isso reflete a prática geral que encontramos nas nossas entrevistas, e é uma estratégia sensata de baixo risco. A economia líquida do projeto é estimada em cerca de US$ 1,1 milhão, e a maior economia é proveniente das operações (US$ 0,56 milhão). As linhas em azul nas seções 1 e 2 comparam os
orçamentos gerais do caso de base e do caso de storage unificado.
A terceira seção da Tabela 3 mostra as métricas financeiras da análise. A redução no storage e no orçamento relacionado ao storage aumenta para 35% até o ano 4, uma vez que o storage antigo é substituído. O NPV (valor atual líquido) do projeto com uma taxa de juros de 5% foi de US$ 0,88 milhão, uma vez que os benefícios aumentam a cada ano, à medida que o storage antigo é substituído. A IRR (taxa interna de retorno, definida como a taxa de juros que resultará em um NPV de US$ 0) é de 376%, muito acima de qualquer meta para projetos de maior risco em uma organização. Embora os benefícios do projeto sejam progressivos, o ponto de equilíbrio ocorre em apenas quatro meses, já que os custos iniciais são baixos (US$ 41.000,00).
Custos previstos com a estratégia de storage atual CAPEXAno 1 Orçamento Ano 1 Orçamento Ano 2 Orçamento Ano 3 Orçamento Ano 4 Orçamento total
Novo hardware/software de storage US$ 208.333,00 US$ 52.083,00 US$ 52.083,00 US$ 52.083,00 US$ 52.083,00 US$ 208.333,00
Leasing/depreciação de software/hardware do storage atual US$ 156.250,00 US$ 156.250,00 US$ 156.250,00 US$ 156.250,00 US$ 624.999,00
Manutenção (20% do preço de compra) 20% US$ 166.666,00 US$ 166.666,00 US$ 166.666,00 US$ 166.666,00 US$ 666.666,00
Custos operacionais com o storage (40% do orçamento operacional, incluindo backup/recuperação) 40% US$ 450.000,00 US$ 450.000,00 US$ 450.000,00 US$ 450.000,00 US$ 1.800.000,00
Software de backup/recuperação/arquivamento (7% do orçamento de software) 7% US$ 131.250,00 US$ 131.250,00 US$ 131.250,00 US$ 131.250,00 US$ 525.000,00
Instalações (componente de storage, proporcional) 29% US$ 154.412,00 US$ 154.412,00 US$ 154.412,00 US$ 154.412,00 US$ 617.647,00
Rede (25% do orçamento de rede para rede de storage, replicação etc.) 29% US$ 75.000,00 US$ 75.000,00 US$ 75.000,00 US$ 75.000,00 US$ 300.000,00
Gerenciamento (proporcional) 5% US$ 62.403,00 US$ 62.403,00 US$ 62.403,00 US$ 62.403,00 US$ 249.613,00
Orçamento total do storage atual e OPEX relacionado US$ 1.248.065,00 US$ 1.248.065,00 US$ 1.248.065,00 US$ 1.248.065,00 US$ 4.992.258,00
Custos previstos com a estratégia de storage unificado
Fornecedor único para hardware/software (10%) 10% US$ 20.833,00 US$ 5.208,00 US$ 10.417,00 US$ 15.625,00 US$ 20.833,00 US$ 52.083,00
Custos de implementação para projeto de estratégia de storage unificado US$ 20.000,00 US$ 20.000,00 US$ 20.000,00
Sobrecarga de gerenciamento para projeto de estratégia de storage unificado 5% US$ 1.000,00 US$ 1.000,00 Custos totais do projeto de storage unificado US$ 40.833,00 US$ 26.208,00 US$ 10.417,00 US$ 15.625,00 US$ 20.833,00 US$ 73.083,00 Benefícios previstos com a estratégia de storage unificado
Utilização aprimorada de novos equipamentos de storage unificado 35% US$ 14.844,00 US$ 29.687,00 US$ 44.531,00 US$ 59.375,00 US$ 148.437,00
Redução da manutenção para novos equipamentos 35% US$ 11.875,00 US$ 23.750,00 US$ 35.625,00 US$ 47.500,00 US$ 118.750,00
Orçamento operacional melhorado para novos equipamentos 50% US$ 56.250,00 US$ 112.500,00 US$ 168.750,00 US$ 225.000,00 US$ 562.500,00
Redução dos custos com software de backup/recuperação/arquivamento 25% US$ 8.203,00 US$ 16.406,00 US$ 24.609,00 US$ 32.813,00 US$ 82.031,00
Redução nos custos de instalações 35% US$ 13.511,00 US$ 27.022,00 US$ 40.533,00 US$ 54.044,00 US$ 135.110,00
Redução nos custos de rede 25% US$ 4.688,00 US$ 9.375,00 US$ 14.063,00 US$ 18.750,00 US$ 46.875,00
Redução dos custos de gerenciamento 5% US$ 5.469,00 US$ 10.937,00 US$ 16.406,00 US$ 21.874,00 US$ 54.685,00 Total de benefícios US$ 114.839,00 US$ 229.678,00 US$ 344.517,00 US$ 459.356,00 US$ 1.148.389,00 Benefícios líquidos (US$ 40.833,00) US$ 88.631,00 US$ 219.261,00 US$ 328.892,00 US$ 438.522,00 US$ 1.075.306,00
Orçamento revisado do storage unificado e OPEX relacionado US$ 1.159.434,00 US$ 1.028.803,00 US$ 919.173,00 US$ 809.542,00 US$ 3.916.952,00
Métricas financeiras
Redução no orçamento do storage e OPEX relacionado 7% 18% 26% 35%
Benefícios do fluxo de caixa (US$ 40.833,00) US$ 129.464,00 US$ 219.261,00 US$ 328.892,00 US$ 438.522,00 US$ 1.075.306,00
Valor atual líquido (5%) US$ 882.118,00
IRR (taxa interna de retorno) 376%
Ponto de equilíbrio (meses) 4
Conclusões e recomendações
Um resumo das métricas financeiras da análise é mostrado na Tabela 4.
Métricas financeiras para a implementação de storage unificado
Redução no orçamento do storage e do OPEX relacionado (ano 4) 35% Lucro líquido em quatro anos US$ 1.075.306,00
Valor atual líquido (5%) US$ 882.118,00
IRR (taxa interna de retorno) 376%
Ponto de equilíbrio (meses) 4 Tabela 4: Resumo das métricas financeiras da análise do storage unificado
Fonte: Wikibon 2010
Todas as métricas financeiras são muito positivas e adaptáveis a mudanças nas previsões. A previsão mais importante a testar seria o valor do orçamento das
operações, e ela estava relacionada ao storage e itens relacionados (previstos em 40%) e à redução do esforço que se espera alcançar no período de quatro anos (50%). Alguns desses benefícios seriam provenientes da contenção de custos e da diminuição das consultorias externas. O prazo de quatro anos deixa a Wikibon confiante de que esses benefícios poderiam ser alcançados na maioria dos ambientes Microsoft Windows.
A Wikibon acredita firmemente que evitar a implantação ou contratação de
especialistas em storage é um procedimento estratégico importante para as pequenas instalações de TI. A Wikibon observou que as instalações que haviam implementado uma estratégia de storage unificado tinham uma estratégia de TI generalista, em que a equipe participava de todos os aspectos da instalação.
Uma melhoria significativa que pode ser alcançada com uma abordagem unificada é deixar de lado o modelo tradicional de backup diário ou incremental e backup
completo semanal. Mudando para o modelo de snapshots contínuos e copiando-os de forma assíncrona para destinos locais e/ou remotos, um sistema de recuperação muito mais detalhado pode ser estabelecido com a capacidade de ajustar os recursos de acordo com as necessidades de RPO e RTO da empresa para cada conjunto de aplicativos. Trata-se de uma abordagem de custos mais baixos para o software, os recursos de equipe e a rede.
Item de ação: a Wikibon recomenda fortemente que a administração de TI
responsável por um ambiente com predominância do Microsoft Windows e sem a necessidade de suporte a aplicativos com E/S muito intensa e/ou requisitos rigorosos de RPO/RTO busquem uma estratégia de storage unificado. Essa estratégia oferecerá o nível mais alto de eficiência de storage e suporte combinado à flexibilidade para escolher o protocolo de storage ideal para cada carga de trabalho. A Wikibon recomenda que as instalações utilizem as tecnologias de snapshot com uso eficiente do espaço para arquitetar uma estratégia mais moderna de backup, restauração, replicação remota e arquivamento, e que migrem para esse modelo aos poucos.
