Virtualização de Servidores na Administração Pública: Estudo de Caso do SEF

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Universidade Atlântica

Licenciatura em Licenciatura em Sistemas e Tecnologias da Informação.

Virtualização de Servidores na Administração Pública: Estudo

de Caso do SEF

Projeto Final de Licenciatura

Elaborado por Nelson Alexandre Ribeiro Alves Rodrigues Aluno nº 20111494

Orientador: Professor Doutor Carlos Alberto Galamba Palma Pinto

Barcarena

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vii Agradecimentos

Ao meu orientador Professor Doutor Carlos Alberto Galamba Pinto, pelo incentivo, disponibilidade e dedicação durante o curso, e sobretudo na orientação para a realização do presente trabalho.

Ao coordenador do curso Professor Doutor José Braga Vasconcelos, e aos demais docentes pela transmissão de conhecimentos, e sobretudo pela sempre pronta disponibilidade e colaboração de todos sem exceção.

Aos meus colegas, pela camaradagem e interajuda.

Para a minha mãe e sogros, a minha gratidão pelo apoio e compreensão ao longo deste período. Ao meu pai porque sei que sempre esteve comigo.

A minha mulher, pela paciência interminável para me aturar, pela força nos momentos de desânimo, pela partilha da felicidade, pela compreensão e pelas inúmeras trocas de impressões, correções e comentários, como sempre e em tudo na vida. A ti dedico este trabalho.

Aos amigos que me apoiaram neste desafio, agradeço pelas informações fornecidas durante a recolha de dados.

Aos meus colegas, pela camaradagem e interajuda e a todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para que este trabalho se tornasse realidade.

E de forma geral a todos que com maior ou menor esforço responderam aos questionários.

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Resumo

A Virtualização de servidores tem seu início em 1960, com o ambiente VM370 da IBM. Hoje, a virtualização em software, de hardwares de servidores, dentro de um contexto de pequenas e médias empresas, ainda agrega as mesmas vantagens.

Analisamos as vantagens e desvantagens, o porquê em se utilizar a virtualização em software nos servidores, e quais os resultados obtidos pela tecnologia, nos casos de estudo.

Objectivo deste trabalho é propor uma referência em termos de virtualização em software para o público-alvo de analistas e gestores de tecnologia de informação, para observar esta solução com um campo de análise. Este trabalho é direccionado para um empresa do estado devido ao seu poder de capital direccionado ao investimento na área de tecnologia de informação, uma vez que representa um grande serviço do estado.

Para a sua realização foi analisada uma organização do sector público que desenvolve serviços na área da imigração, onde tem todo o seu suporte na tecnologia de informação.

Através de entrevistas, foi possível identificar que por um lado os colaboradores da empresa compreendem a importância da virtualização, por outro lado consideram que a mesma é a apenas um processo burocrático, ou por outro lado às dificuldades e resistências de uso dos sistemas de informação.

Os resultados deste estudo permitem que uma organização pública pode reduzir alguns custos a nível de manutenção e de pessoal.

Palavras-chave – virtualização, servidores, virtualização de servidores, infraestruturas de TI, recuperação de desastres, aplicações virtuais, sistemas operativos, serviços software.

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ix Abstract

Virtualization of servers has its beginning in 1960, with IBM VM370 environment. Today, virtualization software, hardware servers, within a context of small and medium-sized enterprises, still brings the same advantages.

Analyze the advantages and disadvantages, why in using virtualization software on servers, and what the results achieved by technology, in the case studies.

Aim of this work is to propose a benchmark in terms of virtualization software for the target audience of analysts and information technology managers to observe this solution with a field of analysis. This work is directed to a company in the state due to its power of capital directed to investment in information technology area, since it represents a great service in the state.

For their achievement was analyzed an organization that develops public sector services in the area of immigration, which has all its support in information technology.

Through interviews, it was possible to identify that on the one hand the company's employees understand the importance of virtualization, on the other hand consider that it is just a bureaucratic process , or on the other hand the difficulties and resistance to use of information systems .

The results of this study allow a public organization can reduce some costs in terms of maintenance and personnel.

Keywords - virtualization, servers, server virtualization, IT infrastructure, disaster recovery, virtual applications, operating systems, cloud computing, software services.

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Índice 1- Introdu En T O E 1.4-2- Revisã V T Fu 2.3-2.3.1 2.3.2 Im C B D So 2.8-2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 E 2.9-2.9.1 2.9.2 2.9.3 2.9.4 2.9.5 2.9.6 2.9.7 2.9.8 2.9.9 2.9.1 2.9.1 3- Metod ução ... nquadramen ema ... Objetivos ... strutura do ão de Litera Virtualização ecnologias uncionalida 1 Virtual 2 Virtual mplementaç Capacidades enefícios da Desafios da v oluções de v 1 Xen ... 2 VMWa 3 Hyper‐ 4 Virtual strutura do 1 Compe 2 Estrutu 3 Os Siste 4 Gestão 5 Softwa 6 Rede d 7 Rede d 8 Rede d 9 Rede d 10 Rede d 11 Rede d dologia de In ... nto organiz ... ... documento atura ... o de servido de virtualiz ades do softw ização e disa ização de ba ção da virtua da platafor a virtualizaç virtualizaçã virtualizaçã ... re ... V ... Box ... SEF ... etências gera ura Organizac emas de Info o da Infraestr re mais com a Direção Re a Direção Re a Direção Re a Direção Re a Direção Re a Direção Re nvestigação ... acional, pro ... ... ... ... ores ... zação ... ware de virt aster‐recover ses de dado alização ... rma de migr ção de servi ão de servido ão ... ... ... ... ... ... ais ... cional ... ormação do S rutura ... mum no SEF .. egional A ... egional B ... egional C ... egional D ... egional E ... egional F ... o ... ... oblema e mo ... ... ... ... ... ... rtualização .. ry ... s ... ... ração de ser idores ... ores ... ... ... ... ... ... ... ... ... SEF ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... otivação ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... rvidores par ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ra ambiente ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... virtualizad ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1 ... 2 ... 2 ... 3 ... 3 ... 4 ... 4 ... 5 ... 7 ... 8 ... 9 ... 10 o ... 13 ... 14 ... 19 ... 22 ... 24 ... 25 ... 26 ... 27 ... 28 ... 29 ... 31 ... 32 ... 34 ... 36 ... 37 ... 39 ... 40 ... 41 ... 42 ... 43 ... 45 1 2 2 3 3 4 4 5 7 8 9 0 3 4 9 2 4 5 6 7 8 9 1 2 4 6 7 9 0 1 2 3 5

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Fi A E E 3.4-3.4.1 3.4.2 4- Anális 4.1.1 4.1.2 5- Soluçã So So So So So So So B Pr 5.9-5.9.1 5.9.2 5.9.3 5.9.4 5.9.5 6- Conclu Pr C L Su 6.4-7- Biblio Anexo I – E Anexo II – ilosofia de i Abordagem . stratégia de scolha... 1 Revisão 2 Entrevi se dos dado 1 Limitaç 2 Limitaç ão futura co olução Sede olução Dire olução Dire olução Dire olução Dire olução Dire olução Dire enefícios da rotótipo det 1 Cenário 2 Carater 3 Caracte 4 Vantag 5 Problem usões e Apr rincipais co Contribuiçõe imitações d ugestões pa ografia ... Entrevista a Tecnologia investigação ... e investigaçã ... o da literatur ista ... s e resultad ções dos serv ções dos Pos om virtualiz e do SEF .... eção Region eção Region eção Region eção Region eção Region eção Region a solução ... talhado da s o pré‐implem rísticas da no erísticos dos gens da soluç mas de imple reciações Fi onclusões do es para a ges do estudo .... ara investiga ... aos responsá as do SEF n o ... ... ão ... ... ra ... ... os ... vidores Físico tos de Traba ação de serv ... nal A ... nal B ... nal C ... nal D ... nal E ... nal F ... ... solução ... mentação ... ova infraestr servidores v ção de virtua ementação .. inais ... o estudo ... stão ... ... ação futura . ... áveis da áre a situação p ... ... ... ... ... ... ... os ... alho ... vidores ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... rutura ... virtuais ... alização ... ... ... ... ... ... ... ... ea de Tecnol pré-virtualiz ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... logias de In zação ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... nformação d ... Error! B ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... do SEF ... Bookmark n x ... 45 ... 45 ... 46 ... 46 ... 47 ... 47 ... 49 ... 51 ... 52 ... 53 ... 53 ... 53 ... 54 ... 54 ... 55 ... 55 ... 56 ... 56 ... 57 ... 57 ... 58 ... 58 ... 59 ... 60 ... 61 ... 61 ... 61 ... 61 ... 62 ... 63 ... 67 not defined xi 5 5 6 6 7 7 9 1 2 3 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 0 1 1 1 1 2 3 7 d.

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Índice de figuras

Figura 1 – Interface XenCenter (fonte:

http://www.vikash.nl/how-to-upgrade-xenserver-6-5-to-xenserver-7-0/) ... 25

Figura 2 – vSphere client (fonte: http://www.vikash.nl/how-to-upgrade-xenserver-6-5-to-xenserver-7-0/). (tonte: http://www.vmware.com) ... 26

Figura 3 – HyperV Manager (fonte: https://www.microsoft.com/en-us/cloud-platform/virtualization). ... 27

Figura 4 – Oracle VM VirtualBox Manager (fonte: https://www.virtualbox.org/) ... 28

Figura 5 - Organigrama simplificado ... 32

Figura 6 – Organigrama Informática SEF ... 33

Figura 7 - Página de acesso aos pedidos no HP OpenView Service Desk 4.5. ... 34

Figura 8 - Arquitetura do Zenoss (fonte: http://www.zenoss.com). ... 36

Figura 9 - Research methods for business students; 5th Ed., p.114. Saunders, M., Lewis, P., & Thornhill, A. (2009) ... 45

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xiii Índice de tabelas

Tabela 1 – Benefícios identificados na revisão literatura e (Fontes: Virtualization: Benefits,

Challenges, and Solutions, (2011) e Abecker, Bernardi, Hinkelmann, Kühn, e Sintek, (1998)) ... 19

Tabela 2 – Riscos identificados na revisão de literatura e (Fonte: Petkov, A. (2002) 'Information system for quality management', Economy Informatics, vol. 1, p. 9.) ... 22

Tabela 3 – Software de Posto de Trabalho ... 36

Tabela 4 – Software de Servidor ... 37

Tabela 5 – Custos manutenção de hardware de Posto de Trabalho e Servidor (anuais). ... 37

Tabela 6 – Distribuição dos pedidos, por tipo de intervenção entre 2013 e 2015. ... 44

Tabela 7 - Trabalho dário da equipa de informática ... 44

Tabela 8 - Função, tarefas e departamentos dos colaboradores entrevistados. ... 49

Tabela 9 - Software a instalar no posto de trabalho e nos servidores para suporte à virtualização ... 53

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Lista de abreviaturas e siglas

APIS - Sistema de Informação Antecipada de Passageiros CCPA - Centros de Cooperação Policial e Aduaneira CNAI - Centros Nacionais de Apoio ao Imigrante CPU - Central Processing Unit

DCINV - Departamento de Investigação DMZ - Demilitarized Zone

DRL VTL - Direcção Regional de Lisboa DSE - Direção de Serviço de Estrangeiros GAR - Gabinete Apoio aos Refugiados Guest – Hóspede

Host – Hospedeiro IE - Internet Explorer

KVM - Kernel-based Virtual Machine LAN - Redes Locais

PME - Pequenas e Médias Empresas PSP - Policia Segurança Pública

RDBMS - Virtualização de Sistemas de Bases de Dados Relacionais RPC - Remote Procedure Call

SAN - Storage Area Network SE - Serviço de Estrangeiros

SEF – Serviço de Estrangeiros e Fronteiras SI – Sistemas de Informação

SIPEP - Sistema de Informação do Passaporte Eletrónico Português SNMP - Simple Network Management Protocol

SO - Sistema Operativo SSH - Secure Shell

TI - Tecnologias de Informação

TIC - Tecnologias de Informação e Comunicação VIS - Sistema de Informação de Vistos

VMM - Virtual Machine Monitor WebApp – Web Application

WMI - Windows Management Instumentation WSUS - Windows Server Update Services WWW – World Wide Web

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“Virtualização de Servidores como Solução para a Redução de Custos: Estudo de Caso do SEF”

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1- Introdução

O Serviço de Estrangeiros e Fronteiras (SEF) é um serviço de segurança, dependendo do Ministério da Administração Interna, com autonomia administrativa e que se integra no quadro da política de segurança interna do país. Os objetivos deste Serviço visam controlar a circulação de pessoas nas fronteiras, a permanência e atividades de estrangeiros em território nacional, bem como estudar, promover, coordenar e executar as medidas e ações relacionadas com aquelas atividades e com os movimentos migratórios.

A missão do SEF e dar execução à política de imigração e asilo de Portugal, de acordo com as disposições da Constituição e da Lei e as orientações do Governo. (SEF, 2014). Quando e onde nasceu este Serviço, como se foi formando, como foi crescendo, tendo sempre em vista o cumprimento cabal da missão de que se achava incumbido, será a "framework" sobre que assenta o presente esboço histórico. (SEF, 2014).

Na administração pública, procura-se a todo o custo que haja reduções de custos em todas as áreas, tendo o SEF um amplo número de utilizadores dispersos pelo país e ilhas com cerca de 1500 estações de trabalho. Entre os problemas operacionais diários existem múltiplas situações, como por exemplo quando existem atualizações de sistema operativo e é necessário destacar uma equipa de suporte para fazer os backups manuais aos perfis dos utilizadores e fazer a atualização do sistema operativo (SO).

Neste processo, como os backups são manuais pode ocorrer perca de informação dos utilizadores, e como não existe nenhuma salvaguarda desses perfis não se consegue recuperar essa informação. Para repor o perfil do utilizador tem que se voltar a instalar os programas aplicacionais do SEF. Outro exemplo de problema e haver um servidor em cada delegação com um file server onde esta colocada toda as informações dessa delegação, com backups a ser feitos para um disco usb através de um script, com riscos significativos de falha na realização.

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ção para a Red

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Literatura

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num ambiente virtual e possa cooperar com o hypervisor (para-virtualização). O Xen é um exemplo de código aberto de tecnologia de para-virtualização. Antes de poder ser incluído num servidor virtual ou num hypervisor Xen o SO incorpora alterações específicas ao nível do kernel. Graças a esta abordagem o Xen é bem executado em BSD, Linux, Solares e outros sistemas operativos de código aberto, embora seja pouco aplicável para sistemas operativos proprietários que não podem ser modificados. A vantagem da para-virtualização é o desempenho. Os servidores com esta abordagem são quase tão rápidos como servidores não virtualizados. A Micorsoft e a VMware trabalharam também esta tecnologia para complementarem as suas ofertas;

• Partição do sistema operativo – outra forma de obter a virtualização é incluir a capacidade de criar servidores virtuais ao nível do próprio sistema operativo. Os contentores Solaris são um exemplo desta tecnologia e o Virtuozzo/OpenVZ obtém algo similar para Linux. Com a virtualização ao nível do sistema operativo não existe uma camada de hypervisor separada. O SO é ele próprio responsável por dividir os recursos de hardware entre os múltiplos servidores virtuais e por os manter independentes entre si. Todos os servidores virtuais correm no mesmo SO, embora cada instância tenha as suas próprias aplicações e contas de utilizador. A virtualização ao nível do sistema operativo perde em termos de flexibilidade, mas ganha em termos de velocidade do desempenho. Usa um único SO estandardizado para todos os servidores virtuais, podendo ser mais facilmente gerido eu um ambiente mais heterogéneo.

Até recentemente, os PC não tinham sido desenhados para ambientes de virtualização, colocando toda a carga da virtualização no software. As gerações mais recentes já têm suporte para virtualização ao nível do CPU, sendo apenas necessário algumas alterações nos softwares de virtualização. Ao conseguir gerir os canais de comunicação I/O e os recursos o hardware virtualizado liberta o hypervisor dos aspetos mais exigentes. Os sistemas operativos passam a poder ser executados sem modificações em ambientes de para-virtualização, incluindo o Windows.

Cada método de virtualização tem as suas vantagens dependendo da situação. A virtualização do sistema operativo é interessante para infraestruturas que correm a mesma plataforma. A para-virtualização recolhe as vantagens das outras abordagens especialmente se os processadores tiverem capacidade de virtualização por hardware, oferecendo bom desempenho e a possibilidade de executar ambientes heterogéneos com múltiplos sistemas operativos.

A virtualização total tem o menor desempenho, mas consegue isolar completamente todos os sistemas operativos, sendo interessante para teste a garantia da qualidade do software, suportando todos os sistemas operativos possíveis. Tem ainda como vantagens adicionar a facilidade de criação

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necessários para rebalancear o datacenter virtual e assegurar os requisitos em termos de recursos e níveis de serviço. O uso eficiente de energia é um dos aspetos critícos dos datacenters atuais.

2.3.1 Virtualização e disaster-recovery

Muitas pequenas e médias empresas estão a desenvolver processos de virtualização de TI devido à necessidade de reduzir os riscos associados a falhas de energia e perda de dados (Opara, E. e Soluade, O., 2013). Uma grande parte destas organizações perdeu dados críticos para o negócio devido a falhas dos sistemas, acidentes ou causas naturais. A virtualização permite-lhes aumentar a disponibilidade das aplicações e reduzir o tempo para recuperação de desastres, aumentando a continuidade do negócio com menos recursos.

À medida que as pequenas e médias empresas aumentam o uso de dispositivos e aplicações ligados à internet, aumenta também o número de incidentes (ex. ciber ataques). A perda ou furto de computadores portáteis e handhelds também é comum. As redes empresariais são alvo de acessos indevidos pondo em causa a segurança, a proteção contra acesso a dados críticos, com danos na reputação e competitividade das organizações.

A generalização da tecnologia de virtualização está simultaneamente a promover e a ser promovida pela implementação de soluções de disaster recovery (Kovar, 2008). As expetativas dos fornecedores de soluções são de que os aspetos mais relevantes para a adoção da virtualização se centrem: na redução de custos e aumento das economias de escala e no aumento da flexibilidade de alocação de servidores. Paralelamente consideram também que a implementação de disaster recovery será um dos elementos chave da maioria das soluções de virtualização entregues aos clientes (mais de 70% das entregas).

Tradicionalmente, os cenários de disaster recovery requeriam um ou dois métodos para proteção da infraestrutura de TI da organização. Um primeiro método é replicar a infraestrutura de armazenamento de dados e de servidores num local remoto, que pudesse substituir o datacenter principal em caso de falha. Esta solução é cara e requer um investimento significativo na duplicação de hardware, software e respetivos custos de manutenção. Outro método é contratar, com um prestador de serviços, capacidade num local remoto para esse fim. No entanto, também este método

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caiu em desuso pois muitas das empresas não podem permitir situações de falha, mesmo sem ser de longa duração, das aplicações de suporte ao negócio.

A virtualização de servidores permite que vários servidores virtuais possam ser criados num conjunto de servidores físicos em local remoto, podendo assumir imediatamente as operações enquanto o datacenter primário é reparado ou substituído. Esta solução pode ser combinada com soluções de armazenamento virtual, replicando os dados em suporte alternativos. Esta estratégia permite a expansão dinâmica de capacidade, adicionando flexibilidade de cortando custos, ajudando assim ao aparecimento de soluções de disaster recovery aceitáveis em termos de custo para pequenos e médios clientes, desde que implementadas com um conjunto de níveis de serviço.

Os servidores libertados durante a implementação de processos de virtualização podem também ser aproveitados para colocação em locais remotos para este fim evitando o recurso a servidores virtuais externos. A replicação tradicional de recursos fica assim reservada para soluções de alto custo com níveis de serviço extremamente elevados.

Assim, para além da consolidação de servidores, o produto principal dos fornecimentos, são oferecidas soluções complementares de disaster-recovery, virtualização de armazenamento de dados, virtualização de redes de dados, ambientes de formação e teste de sistemas informátivos, virtualização de desktops e soluções móveis de hardware, virtualização de aplicações e soluções móveis de software

Entre as vantagens referidas para adoção da virtualização tem-se assim por esta ordem: a possibilidade de implementação facilitada de disaster-recovery, menores custos marginais dos servidores e maiores economias de escala, alocação de recursos mais flexível, aumento do desempenho dos servidores, inovações em termos de produtos e tecnologias, redução dos tempos de paragem dos sistemas e maior conservação de energia.

2.3.2 Virtualização de bases de dados

As plataformas de virtualização de sistemas de bases de dados relacionais (RDBMS) pretendem garantir o acesso aos dados, independentemente do número de repositórios e respetivas versões que as organizações utilizem para armazenamento (PR Newswire, 2012). Uma parte significativa dos orçamentos de TI destina-se a funcionalidades relacionadas com a operação do negócio e análise dos dados.

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De facto, a maioria das implementações de virtualização requer novo hardware, principalmente porque os hipervisors necessitam de novos servidores que suportem virtualização. Assim, a melhor altura para iniciar este processo é quando é necessário adicionar servidores à infraestrutura existente ou quando é necessário substituir hardware envelhecido.

A capacidade dos novos servidores ajuda a justificar o investimento. Pode começar-se por calcular o consumo de energia e os níveis de climatização que a infraestrutura atual requer, preferencialmente servidor a servidor. Seguidamente apresenta-se o mesmo cenário, mas para o hardware que se pretende adquirir. Apresentando o facto de serem necessários menos servidores para as mesmas cargas de trabalho e a possibilidade de ter o balanceamento de servidores lógicos entre os servidores físicos, consegue-se um bom business case. Esta última informação consegue-se através de ferramentas de consolidação de servidores que permitem especificar as marcas e modelos do hardware existente e monitorizam a infraestrutura por um período de tempo.

Com esses dados é possível fazer relatórios da quantidade de servidores hospedeiros que serão necessários, o seu tipo e o rácio de servidores virtuais por hospedeiros físicos, podendo calcular então os custos de energia consumida diretamente e na climatização do espaço do datacenter. É necessário ter em atenção que a virtualização reduz o número de servidores físicos, mas não necessariamente os servidores lógicos e o respetivo pessoal de TI, podendo ser necessário reavaliar a própria arquitetura e necessidades de TI na organização. Trata-se assim de um processo que deve ser planeado, desenhado e implementado com o devido conhecimento e experiência.

Adicionalmente, é necessário formar o pessoal de TI pois existe uma alteração estrutural de toda a plataforma computacional. Os administradores de TI devem estar cientes dos problemas que a infraestrutura virtualizada pode ter. A utilização dos períodos de experiência sem compromisso pode permitir o teste de várias plataformas de virtualização. Aquando da implementação todos os componentes devem ser devidamente instalados (a simples migração das versões de teste pode ser problemática). Para além da formação com o software convém abordar a formação relativamente ao hardware (interfaces de rede, CPUs escolhidos, memória, armazenamento local e armazenamento partilhado). Num ambiente virtual, um erro que afete um único porto ou servidor pode comprometer todos os servidores virtuais que aí correm.

O processo de virtualização é uma oportunidade para descontinuar hardware obsoleto e frameworks e inspecionar toda a infraestrutura, identificando componentes frágeis, desnecessários ou que podem

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ser atribuídos a outras ferramentas ou projetos. A análise da rede deve permitir que as máquinas virtuais possam participar em vários níveis da rede para além do nível 2 a que o servidor está diretamente ligado, podendo ser transferidas entre servidores hospedeiros (host) em tempo real. A separação física entre redes confiáveis e não confiáveis deve ser mantida, se necessário adicionando interfaces de rede dedicados em vez de usar a técnica de trunking (ex. para ligação à rede DMZ).

A preparação da implementação de serviços de virtualização pode ocorrer em duas fases: • Arquitetura:

o Mapeamento da tecnologia de virtualização face às necessidades do negócio do cliente;

o Realização de uma revisão detalhada ao nível aplicacional para rever o ambiente de servidores do cliente;

o Construção de um business case que compare os custos de migração dos servidores alvo para um ambiente consolidado, com os custos de não fazer alterações;

o Desenho de um ambiente virtualizado, incluindo todas as ligações à SAN, redes, sistemas de gestão, entre outros;

• Implementação – execução do plano/prova de conceito, com a preparação do ambiente, a migração dos sistemas físicos para virtual e a transmissão de conhecimento para o cliente em termos de operação do ambiente consolidado.

A realização do processo de implementação da virtualização tem como principais problemas: a falta de pessoal especializado e a identificação das aplicações que não sejam afetadas pela virtualização, especialmente em organizações com centenas de aplicações.

Hassell (2007) propõe um procedimento, com cinco etapas, para verificar se a virtualização se aplica a uma determinada infraestrutura de TI:

1. Determinar se os servidores são passíveis de consolidação – a consolidação do hardware é o primeiro motivo para a virtualização. Hardware envelhecido, datacenters sobrelotados e consumos de energia exagerados também influenciam a decisão. É necessário saber se a infraestrutura suporta a

virtualização nomeadamente se existem mais de uma dezena de servidores, permitindo um bom rácio de virtualização face ao investimento;

2. Abranger os problemas administrativos na solução – o business case deve incluir todo o cenário financeiro relativo à carga de trabalho administrativa e de suporte que pode ser reduzida no cenário de virtualização e às necessidades de licenciamento. Ter a noção de que, tal como os servidores físicos, também os servidores virtuais requerem manutenção e suporte.

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de manutenção das aplicações. Ocorre também um aumento do grau de utilização dos servidores, logo melhorando a sua eficiência operacional e respetiva capacidade de gestão e recuperação da continuidade do negócio.

A virtualização permite não só benefícios imediatos como também aumenta o potencial de transformação dos data centers no longo prazo. No seu inquérito de 2012 em pequenas e médias empresas americanas, Opara e Soluade (2013) recolheram informação que indicava que:

• 73% das respostas consideravam que a virtualização era muito eficiente e extremamente eficaz na sua organização;

• 43% das respostas indicam que o processo de virtualização é dinamizado pela equipa de redes, seguida de perto pela equipa de sistemas (47%);

• A maioria das respostas indicava que a maior barreira à implementação da virtualização eram as questões relacionadas com as redes de dados;

• 70% das respostas indicava que tinham as aplicações mais candidatas a virtualização eram o email e as bases de dados;

• 51,6% das respostas indicava ter optado pela virtualização de servidores, com 29,2% a referir ter implementado a virtualização simultânea da rede e 10,6% a referir a implementação adicional de virtualização do armazenamento;

• 47,2% das respostas referiram que a consolidação de servidores foi o motivo principal da adoção da virtualização, enquanto 26,7% indicavam a redução de requisitos de espaço e energia, 17,4% o aumento do desempenho das aplicações e 8,7% a flexibilidade de gestão da infraestrutura;

Segundo Connor (2008), a redução de espaço no datacenter e a simplificação do disaster recovery são benefícios essenciais no lançamento de projetos de virtualização. No entanto, rapidamente se observam outros benefícios como a eliminação de servidores existentes ou adicionais. Esta redução pode ser obtida estendendo o tempo de vida de outros componentes dos sistemas da empresa como os desktops. A virtualização de servidores, acompanhada da utilização de clientes mais simples/baratos em substituição de desktops caros é também uma fonte de redução de custos.

Permite o adiamento da compra de hardware, a respetiva instalação de sistemas operativos, software e teste pois o sistema suportado por esse hardware é simplesmente movido para a plataforma de virtualização, poupando muito tempo aos recursos de gestão e desenvolvimento de TI. Esta redução tem um impacto imediato nos custos dos consumos de energia, e nas necessidades de cablagens e

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armários para os servidores A necessidade de espaços menores permite esforçar menos os sistemas de climatização e reduzir o investimento de capital.

A virtualização de servidores tem também a vantagem de facilitar e tornar mais rápida a sua replicação em sites de disaster recovery, mesmo situados a grandes distâncias do datacenter. Esta solução de disaster recovery torna-se mais simples, fácil e eficaz de implementar com a virtualização de servidores e eventualmente complementada com a virtualização de desktops.

Embora a lógica da virtualização de servidores seja normalmente a de reduzir os custos com hardware, com a maioria dos benefícios a serem atribuídos aos datacenters, na Subaru (Manufacturing Business Technology, 2007) o maior impacto deu-se ao nível da redução dos tempos de paragem nos sistemas fabris. Do ponto de vista da operação fabril os tempos de paragem e a fiabilidade são os aspetos mais significativos pois a paragem das operações acarreta custos significativos.

A virtualização é uma tecnologia informática que permite, através de uma camada de software, ter vários sistemas operativos e aplicações a correr na mesma máquina física. Nos tipos de virtualização mais comuns, o software que permite a existência de múltiplas máquinas virtuais chama-se hypervisor. Um benefício chave da virtualização é ter maior utilização dos servidores, mas nos ambientes operacionais a virtualização pode aumentar os tempos úteis de produção, através de maior rapidez e flexibilidade na criação de máquinas virtuais, com redução muito significativa do tempo de paragem das máquinas fabris controladas pelas aplicações residentes nos servidores.

O software de virtualização permite criar máquinas virtuais que são imagens idênticas das aplicações informáticas correndo em servidores físicos. As imagens permitem efetuar o back up e teste dos servidores físicos e reduzir o tempo de paragem sem os custos de gestão direta dos servidores físicos (redundância e clustering) e a necessidade de software adicional. Com a virtualização é possível testar o comportamento de sistemas críticos antes de os aplicar às máquinas de produção, reduzindo simultaneamente o número de servidores (menos de metade no caso da Subaru) e o respetivo tempo necessário para aquisição e procedimentos de instalação de hardware.

A rapidez da adoção da virtualização de servidores (Cambridge Forrester Research) deve-se à capacidade não só de reduzir os custos de hardware, mas também à maior flexibilidade permitida pelo encapsulamento das aplicações em contentores virtuais que podem ser movidos fisicamente entre servidores. Estes contentores são fáceis de copiar e manipular pois tudo o que corre numa

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máquina virtual está contido num único ficheiro de grandes dimensões, permitindo que o processo de disponibilização de um novo sistema seja muito mais rápido. A rapidez é um fator essencial em sistemas críticos como os sistemas fabris.

O aumento do número de servidores e PC teve um grande impacto no consumo de energia das empresas (The Business of Global Warming, 2009). A virtualização surge como uma forma de diminuir o número de equipamentos necessários para executar as mesmas tarefas, surgindo como uma das iniciativas de caráter ambiental para diminuição de emissões das emissões de carbono nos datacenters e nas organizações em geral.

Benefícios de um sistema de virtualização:

Benefícios Autores B1- Gestão centralizada. (Abecker, Bernardi, Hinkelmann, Kühn, & Sintek, 1998) B2- Instalações simplificadas. (Abecker, Bernardi, Hinkelmann, Kühn, & Sintek, 1998) B3- Facilidade para a execução de backups

(Abecker, Bernardi, Hinkelmann, Kühn, &

Sintek, 1998) B4- Suporte e manutenção simplificados

Sintek, 1998) B5- Acesso controlado a dados sensíveis e à propriedade intelectual mantendo-os seguros

dentro do data center da empresa

(Abecker, Bernardi, Hinkelmann, Kühn, & Sintek, 1998) B6- Independência de Hardware (Abecker, Bernardi, Hinkelmann, Kühn, & Sintek, 1998) B7- Disponibilização de novos servidores fica reduzida para alguns minutos

Sintek, 1998) B8- Migração de servidores para novo hardware de forma transparente

Sintek, 1998) B9- Maior disponibilidade e mais fácil recuperação em caso de desastres

Sintek, 1998) B10- Compatibilidade total com as aplicações

Sintek, 1998) B11- Economia de espaço físico

Sintek, 1998) B12- Economia de energia elétrica utilizada em refrigeração e na alimentação dos

servidores.

Sintek, 1998) B13- Segurança: Usando máquinas virtuais, pode-se definido qual é o melhor ambiente (Abecker, Bernardi,

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Benefícios Autores

para executar cada serviço, com diferentes requerimentos de segurança, ferramentas diferentes e o sistema operacional mais adequado para cada serviço. Além disso, cada máquina virtual é isolada das demais. Usando uma máquina virtual para cada serviço, a vulnerabilidade de um serviço não prejudica os demais.

Hinkelmann, Kühn, & Sintek, 1998)

B14- Confiança e disponibilidade: A falha de um software não prejudica os demais serviços.

Sintek, 1998) B15- Custo: A redução de custos é possível utilizando pequenos servidores virtuais em

um único servidor mais poderosos. (Dr. Jim Metzler, 2011)

B16- Adaptação às diferentes cargas de trabalho: A carga de trabalho pode ser tratada de forma simples. Normalmente os softwares de virtualização realocam os recursos de hardware dinamicamente entre uma máquina virtual para a outra.

(Dr. Jim Metzler, 2011) B17- Balanceamento de carga: Toda a máquina virtual está encapsulada, assim é fácil

trocar a máquina virtual de plataforma e aumentar o seu desempenho. (Dr. Jim Metzler, 2011) B18- Suporte a aplicações legais: Quando uma empresa decide migrar para um novo

Sistema Operacional, é possível manter o sistema operativo antigo sendo executado numa máquina virtual, o que reduz os custos com a migração. Vale ainda lembrar que a virtualização pode ser útil para aplicações que são executadas num hardware legalizado, que está sujeito a falhas e tem altos custos de manutenção. Com a virtualização desse hardware, é possível executar essas aplicações em hardwares mais novos, com custo de manutenção mais baixo e maior confiabilidade.

(Dr. Jim Metzler, 2011)

B19- Segurança: as máquinas virtuais podem ficar isoladas e independentes umas das

outras, inclusive independente da máquina hospedeira. (Dr. Jim Metzler, 2011) B20- Redução de custos: com menos equipamentos físicos para se gerenciar o custo com

pessoal, energia e refrigeração fica mais reduzido (Dr. Jim Metzler, 2011) B21- Melhor aproveitamento do espaço físico: menos dispositivos físicos instalados

maior o espaço disponível em racks. (Dr. Jim Metzler, 2011)

B22- Melhor aproveitamento do hardware: com o compartilhamento do hardware entre as

máquinas virtuais reduz-se a ociosidade do equipamento. (Dr. Jim Metzler, 2011) B23- Simulações: Com as máquinas virtuais é possível simular redes inteiras, inclusive

redes heterogenias. (Dr. Jim Metzler, 2011)

B24- Pode-se utilizar sistemas operacionais que não possuam compatibilidade com o hardware, utilizando os recursos de virtualização de hardware. Possibilitando assim testes ou até mesmo economia com a compra de hardware de menor custos.

(Dr. Jim Metzler, 2011)

B25- Redução do downtime (Dr. Jim Metzler, 2011)

B26- Facilidade ao migrar ambientes: evita reinstalação e reconfiguração dos sistemas a

serem migrados (Dr. Jim Metzler, 2011)

B27- Utilização de uma VM como ambiente de desenvolvimento: possibilita testes em SO’s distintos e, por prover um ambiente isolado, evita que falhas na configuração e/ou execução, ou até mesmo vírus, danifiquem o hardware da máquina

(Dr. Jim Metzler, 2011) B28- Oferece grande capacidade para gerir e mover sistemas operativos entre recursos se

hardware (Berde et al. (2009))

B29- A passagem de servidores físicos a máquinas virtuais permite restabelecer alguma

ordem neste processo e controlar as despesas (McAllister, 2007) B30- A para-virtualização recolhe as vantagens das outras abordagens especialmente se

os processadores tiverem capacidade de virtualização por hardware, oferecendo bom desempenho e a possibilidade de executar ambientes heterogéneos com múltiplos sistemas operativos.

(McAllister, 2007) B31- Tem ainda como vantagens adicionar a facilidade de criação de cópias a qualquer

momento dos servidores virtuais, permitindo preservar o seu estado, facilitando o disaster-recovery, a criação rápida de instância para teste para divulgação de produtos junto dos clientes, etc.

(McAllister, 2007) B32- A implementação destes sistemas completos tem maior valor em termos de

desempenho, flexibilidade e proteção dos investimentos do que a aquisição de plataformas não integradas.

(Network Business Weekly, 2008)

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“ Benefícios B33- O objeti B34- Uma fun capacidade de B35- Muitas p de TI devido dados B36- A virtua tempo para re recursos. B37- A possi marginais do flexível, aum tecnologias, r energia B38- A virtua agilidade. B39- Capacid B40- Capacid B41- Capacid dos recursos d B42- Capacid serviço B43- Capacid centralizada e diferentes sist Tabela 1 – Des 2.7-Alguns dos natureza sa subutilizaçã A prolifera assiste-se a refere-se à toda a insta alocados de servidor, ar pode tornar “Virtualização ivo é simplific ncionalidade e otimizar a ut pequenas e m à necessidade alização perm ecuperação de ibilidade de im os servidores mento do dese redução dos alização de se dades de gestã dades de recup dades de balan de processame dades de man dade de virtua e expansão de temas (Windo – Benefícios ide safios da vi s maiores d azonal das o

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ção para a Red

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virtuais como se fossem servidores físicos em termos de políticas, criando processos para a sua ordenação, instalação e gestão.

A virtualização é uma forma eficiente de usar o hardware mas é difícil supervisionar se existirem milhares de servidores, técnicos e utilizadores com acesso facilitado aos recursos. Os controlos existentes sobre a instalação de servidores físicos muitas vezes perdem-se em ambientes de virtualização. A proliferação de máquinas virtuais tem um impacto grande nos custos de licenciamento pois todas as instâncias de aplicações e sistemas operativos têm obrigações de licenciamento. O excesso de máquinas virtuais pode criar situações em que cada máquina não consiga ter os recursos mínimos que necessita (processamento, armazenamento, memória).

O número de máquinas virtuais por servidor físico deve ser definido de forma realista para evitar a concorrência excessiva pelos recursos e a diminuição do desempenho para valores inaceitáveis. As aplicações críticas para o negócio podem ter mais recursos ou até máquinas dedicadas.

O controlo da virtualização excessiva passa por dispor de software de monitorização de configurações e de monitorização de rede que faça o mapeamento das máquinas virtuais e respetivos servidores, monitorizando o desempenho das aplicações e sistemas operativos e a quantidade de recursos utilizados em termos de processador, rede e acesso a disco. Esta visualização permite fazer alterações e melhorar as políticas para garantir o desempenho das aplicações.

A virtualização auxilia os gestores de TI a abordarem os problemas relacionados o aumento do volume de dados e os requisitos de maior disponibilidade das aplicações, reduzindo necessidades de espaço e energia, assim como necessidades de administração e gestão, aproveitando ao máximo o hardware e o software. Em contrapartida, existe o problema de conflito de comunicações de I/O (PR Newswire, 2006) entre máquinas virtuais, diminuindo o desempenho. É comum, no entanto, verificar-se um aumento muito significativo de utilização da largura de banda de I/O. A reação tradicional dos gestores é adicionar mais portos e adaptadores ao servidor.

A implementação de adaptadores de rede convergentes ajuda a suportar as novas necessidades de largura de banda em ambientes de virtualização de servidores. Trata-se de combinar várias redes locais (LAN) e armazenamento num único dispositivo, diminuindo o número de portos e adaptadores e mantendo as operações correntes de manutenção e configuração.

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A virtualização dos mecanismos de I/O pode também resolver este problema, A existência de protocolos de comunicação rápidos, suportados em hardware e software de virtualização, é também considerada uma funcionalidade essencial o desempenho num ambiente virtualizado.

Ao permitir a existência de múltiplos canais I/O virtuais e ao retirar o esforço de tarefas de comunicação do server aplicacional é possível aumentar a consolidação dos servidores nos datacenters através de máquinas virtuais com grande nível de escalabilidade. A demora no desenvolvimento de standards de virtualização de I/O leva a que existem muitas soluções especificas para cada sistema operativo.

Um dos problemas que a virtualização pode criar é a colocação de um esforço excessivo nos sistemas de armazenamento tradicionais. Em muitas situações, as poupanças potenciais da virtualização acabem por ser diminuídas ou eliminadas devido às novas necessidades de espaço de armazenamento, necessárias para aliviar a degradação o desempenho e excessiva utilização associada aos sistemas de armazenamento tradicionais (Information Technology Business, 2008).

Os problemas mais significativos estão associados a restrições sentidas pelas máquinas virtuais devido a engarrafamentos na transferência de dados com os sistemas de armazenamento. Para conseguir os benefícios completos da virtualização, os datacenters precisam de uma nova geração de sistemas de armazenamento que complementem o ambiente de virtualização.

O software de virtualização do armazenamento está a evoluir para arquiteturas mais abertas, contribuindo para o aumento dos benefícios do processo de virtualização ao permitir a gestão integrada e simplificada de diferentes tecnologias e dispositivos, consolidando o armazenamento de dados das organizações Business Wire (2007:2). Esta evolução permite que as organizações não tenham de adquirir exclusivamente as soluções de hardware e software proprietário geralmente caras que são propostas para suporte de ambientes virtualizados.

As novas soluções de virtualização do armazenamento não estão amarradas a hardware específico, correndo os vários standards, permitindo o reaproveitamento dos suportes de armazenamento e uma boa consolidação com poupanças significativas em termos de energia e hardware pois aumenta o nível de utilização dos suportes de dados e reduz o número total de suportes necessários.