Benefícios da Virtualização do I/O

Um dos maiores desafios dos data centers é maximizar o uso de sua infraestrutura para reduzir custos. Isso inclui a redução do alto consumo de energia, que reflete diretamente no PUE (Power Usage Effectiveness), parâmetro que mede o uso eficiente de energia. Uma situação típica nos data centers é o uso desbalanceado de seus sistemas de disco. Normalmente, um sistema de armazenado (storage) está associado a um ou mais servidores de aplicação, ligados através de conexões físicas. Isso torna ineficiente a utilização da capacidade de armazenamento dos discos. Veja a figura abaixo que mostra a utilização do espaço em disco de grandes data centers da Europa e Estados Unidos. Notem que a média de utilização é de 36%, porém existe um desbalanceamento de utilização.

Utilização de espaço em disco (% livre x utilizado)

Uma solução para simplificar o gerenciamento, reduzir os custos e melhorar o desempenho é fazer a virtualização do I/O (input/output) do ambiente criando em camadas superiores protocolos de alto nível para abstrair as camadas das conexões físicas. Em outras palavras, os servidores de aplicação passam a utilizar um protocolo único e virtual de I/O, independente do sistema de armazenamento, permitindo que os arquivos possam ser alocados em diferentes volumes de disco maximizando o uso de todos os discos da instalação.

A tecnologia de virtualização do I/O permite que os adaptadores físicos apareçam como adaptadores virtuais vNICs (virtual network interface card) e vHBAs (virtual host bus adapters). Adaptadores virtuais são desenhados para serem compatíveis com sistemas operacionais, hypervisors e aplicações. Para os sistemas de comunicação eles aparecem como cartões de interfaces normais.

Na visão do ambiente físico, a virtualização do I/O substitui as várias conexões de I/O físicas por um único cabo que permite o transporte compartilhado de dados para todas as redes e sistemas de armazenado.

Os principais benefícios são:

  • Agilidade no gerenciamento dos recursos de armazenamento de disco e conexões de rede (NIC e HBA);
  • Redução de custos, com o melhor aproveitamento do sistema de armazenado e redução da complexidade de conexões físicas;
  • Redução do número de cabos e cartões de interfaces de I/O;
  • Aumento da densidade de processamento, permitindo instalar mais servidores em um rack.

A principio essa solução se aplica a qualquer data center, porém deve se avaliar as características de cada aplicação. Uma aplicação de missão crítica, talvez continue a justificar o uso de conexões físicas e sistemas de armazenamento dedicados para garantir o desempenho.

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