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Caso práctico: Virtualización con
XenServer y NetApp

Mine Safety Appliances (MSA) es el líder global en el desarrollo de productos de seguridad. Sus productos incluyen desde cascos utilizados en el sector de la construcción y el ejército, hasta sofisticadas cámaras de imagen térmica, o de infrarrojos, y dispositivos GPS empleados por los cuerpos de bomberos para reforzar su seguridad.

Como otras muchas empresas, en el último año hemos avanzado considerablemente en el campo de la virtualización de servidores y consolidación del almacenamiento para mejorar nuestras necesidades de negocio, ingeniería y fabricación. Para conseguirlo, hemos implementado una combinación de almacenamiento NetApp® y Citrix XenServer con NFS, y hasta el momento estamos muy satisfechos con los resultados obtenidos.

En este artículo, revelaré por qué hemos optado por estas soluciones, nuestra situación actual y los cambios adicionales que realizaremos en un futuro inmediato.

Por qué elegimos XenServer y NetApp

En nuestra sede de Pittsburgh (Pennsylvania, EE.UU.), y en otras instalaciones cercanas, el proceso de virtualización y consolidación comenzó aproximadamente hace un año y medio. Como en otras muchas empresas, la dispersión de los servidores suponía un problema. Siempre que un departamento necesitaba una nueva aplicación, solicitaba un nuevo servidor físico con almacenamiento de conexión directa, lo que suponía un elevado consumo de espacio de bastidor y limitaba la capacidad de nuestro centro de datos.

Asimismo, este enfoque exigía demasiado tiempo para provisionar nuevos servidores, dificultaba las tareas de gestión y malgastaba capacidad de almacenamiento en servidores que no la necesitaban. Comprobamos que la virtualización de nuestros servidores y recursos de almacenamiento aumentaría nuestra eficacia, de modo que comenzamos a evaluar la tecnología disponible.

En ese momento, también pretendíamos sustituir un sistema de almacenamiento Hitachi con 11 TB de espacio que utilizábamos para nuestro almacenamiento SAP®. Optamos por un sistema NetApp con 50 TB de capacidad debido, en parte, a las ventajas que proporciona FlexClone® de NetApp a la hora de desarrollar y probar aplicaciones SAP. (Encontrará más información al respecto en un caso de cliente reciente sobre desarrollo.) La mayor capacidad del sistema parecía satisfacer nuestras necesidades de crecimiento y consolidación. Debido a los satisfactorios resultados con el sistema NetApp, comenzamos a utilizarlo en otros sistemas de almacenamiento, como nuestros recursos compartidos CIFS. De este modo pudimos descartar dos clusters Windows®.

Todas las piezas comenzaban a encajar y fue entonces cuando decidimos recurrir a XenServer para nuestros planes de virtualización. Comprobamos que XenServer era compatible con NetApp, y las tareas de desarrollo Xen se realizaban en NetApp, lo que nos ofrecía un grado de confianza adicional. Además, valoramos la plataforma de servidores 4100 de Sun™ Microsystems, que utiliza procesadores AMD, y XenSource (ahora parte de Citrix) nos garantizó que las funciones de virtualización de hardware AMD ofrecen un funcionamiento óptimo con XenServer.

En última instancia, nos decantamos por la combinación de XenServer, almacenamiento NetApp y Sun 4100 básicamente porque resultaba mucho más económica. XenServer 4.0.1 nos ofrecía todas las prestaciones necesarias para ponernos en marcha. La última versión, XenServer 5, se publicó en septiembre de 2008, y cuenta con un amplio conjunto de funciones similares a las de VMware® ESX para nuestras necesidades.

XenServer nos permite conectarnos a los sistemas de almacenamiento de gestión que utilizan nuestras máquinas virtuales con NFS. Esto se ajusta perfectamente a nuestras necesidades ya que intentamos evitar la complejidad y el gasto propios de Fibre Channel. El uso de NFS nos ofrece gran flexibilidad y facilita las tareas de gestión, además de poder aprovechar al máximo la funcionalidad de thin provisioning del almacenamiento de NetApp. Por ejemplo, si provisionamos un volumen de 80 GB para una máquina virtual, podemos hacerlo de forma que solamente utilice una media de 14 GB de espacio, de modo que la máquina virtual utiliza menos del 20% de espacio que en una implementación sin thin provisioning. De este modo aumenta la utilización de los discos, se reduce la cantidad de almacenamiento necesario y todas las máquinas virtuales pueden recurrir a un mismo pool de almacenamiento libre en función de la capacidad que necesiten.

Nuestra situación actual

En la actualidad, hemos implantado Citrix XenServer 4.0.1 y NetApp en nuestra sede central y en dos instalaciones cercanas. En total, contamos con 11 servidores XenServer conectados a sistemas de almacenamiento de NetApp con una capacidad bruta total de 80,5 TB. Todas nuestras máquinas virtuales ejecutan Windows 2003.

La principal implementación de Xen se encuentra en nuestra sede de Cranberry, que alberga operaciones de fabricación e ingeniería con aproximadamente 650 usuarios activos. Utilizamos cuatro servidores de producción XenServer que ejecutan 36 máquinas virtuales conectadas mediante NFS a un cluster FAS2020 de NetApp con almacenamiento Fibre Channel. Asimismo, disponemos de diversos servidores físicos para Lotus Notes y Lotus Domino, que también utilizan almacenamiento de NetApp.

Nuestro centro de datos corporativo admite aproximadamente 560 usuarios y dispone de cinco servidores XenServer pero solamente 15 máquinas virtuales, ya que esperamos ampliar el almacenamiento para el cluster FAS3070 de dicha sede. Una tercera sede en Murrysville cuenta con dos hosts XenServer instalados en un FAS3070.

Resultados obtenidos

Estamos más que satisfechos con nuestra implementación de XenServer, NetApp y Sun 4100. Llevamos más de un año con XenServer y no ha sido necesario reiniciar los servidores. Aunque MSA ha experimentado un considerable crecimiento en los últimos años, hemos conseguido mantener el equipo de operaciones técnicas con tan sólo siete personas. De estos siete, la principal responsabilidad de dos de ellos es el almacenamiento (aunque también asumen otras tareas adicionales) y contamos con otra persona de reemplazo para casos concretos.

Rendimiento mejorado de aplicaciones
Desde el punto de vista de las aplicaciones, la más importante que hemos virtualizado es Pro/ENGINEER, una solución integrada 3D CAD/CAM/CAE de PTC, un proveedor líder de software de gestión de ciclo de vida de productos (PLM). Nuestros ingenieros utilizan Pro/ENGINEER para el desarrollo de todos sus productos, de modo que los datos de esta aplicación son esenciales para la empresa. Todos los planos de ingeniería se almacenan y gestionan por medio de Pro/ENGINEER, que se ejecuta en una máquina virtual. Pro/ENGINEER, por su parte, utiliza una base de datos Oracle® subyacente que se ejecuta en otra máquina virtual.

Al iniciar la virtualización de Pro/E, nos habríamos conformado con conservar el mismo rendimiento del que disfrutábamos, pero en realidad mejoró. Los ingenieros confirmaron que la introducción y recuperación de planos se realizaba con mayor rapidez que en el entorno anterior, que empleaba servidores Dell dedicados con arrays RAID 5 de conexión directa. Sobra decir que estamos muy satisfechos con el rendimiento del almacenamiento NFS obtenido, en especial si tenemos en cuenta que el mismo sistema de almacenamiento también admite nuestro activo entorno Lotus Notes y satisface otras necesidades de almacenamiento.

Consolidación: Reducción de espacio superior al 80%
Como resultado de la virtualización y la consolidación del almacenamiento, hemos podido condensar en medio bastidor el equipo equivalente a tres bastidores en nuestra sede de Cranberry; incluye todos nuestros servidores 1U Sun (utilizados para servidores XenServer y físicos), el cluster FAS2020 que provisiona el almacenamiento de nuestro entorno virtualizado, además de 600 usuarios de Lotus Notes y 3,5 TB de recursos compartidos CIFS.

Nuestro sistema de alimentación ininterrumpida (SAI), con un promedio de uso de entre el 94% y 95%, se ha reducido al 60-64%, de modo que los requisitos de alimentación y refrigeración han descendido en un 30% como resultado de nuestros esfuerzos de consolidación y virtualización.

Provisionamiento rápido de servidores y uso elevado de almacenamiento
Desde el punto de vista del provisionamiento, el tiempo necesario para disponer de un nuevo servidor online es ahora de aproximadamente 10 minutos. Disponemos de plantillas para Windows Server 2003, tanto de 32 bits como de 64 bits. Para disponer de un nuevo servidor, basta con unos pocos clics de ratón en XenCenter para seleccionar e implementar la plantilla adecuada.

Asimismo, hemos alcanzado un uso elevado del almacenamiento gracias a la consolidación y el uso de thin provisioning. En la actualidad, nuestro centro de datos de ingeniería disfruta de unas tasas de utilización de entre el 85% y el 90%. Mejora la norma de almacenamiento y supera con creces los mejores resultados que hubiéramos esperado con nuestro entorno anterior. Como anteriormente ya habíamos utilizado DAS, nos resultaba complicado determinar la utilización del almacenamiento; existían numerosos servidores infrautilizados, mientras que en otros la falta de espacio de almacenamiento era más que evidente.

Servidor Xen de MSA

Figura 1) XenServer e infraestructura de almacenamiento de MSA que ilustra el uso de Snapshot™ en backups locales y SnapMirror® para recuperación ante desastres. Estas prestaciones se obtendrán por medio de nuevas conexiones de fibra óptica entre sitios.

Siguientes pasos: Backup y recuperación ante desastres

En el futuro, implantaremos dos mejoras esenciales en nuestro entorno, mejoras que ya hemos iniciado. En primer lugar actualizaremos todos nuestros servidores existentes de XenServer 4.0.1 a XenServer 5 y, tras ello, instalaremos una red de fibra óptica de alta velocidad entre las tres ubicaciones. Estos cambios nos permitirán aprovechar la integración entre NetApp y XenServer que proporciona el adaptador Citrix XenServer para NetApp para mejorar nuestras estrategias de backup y recuperación ante desastres.

Al virtualizar hace un año nuestros servidores existentes, conservamos nuestra metodología de backup. Utilizamos agentes Legato NetWorker en todas las máquinas virtuales para disponer de backup centralizado a cinta. Con la sencilla integración entre NetApp y XenServer que proporciona XenServer 5, podremos descartar definitivamente la cinta y adoptar un enfoque basado en disco con copias Snapshot de NetApp coherentes.

Nuestra sede en Murrysville también sirve de sitio de recuperación ante desastres. La combinación de XenServer 5 y una red rápida nos permitirá utilizar software SnapMirror de NetApp para duplicar el almacenamiento de máquinas virtuales esenciales y servidores físicos en dicha sede. Por ejemplo, haremos mirroring de nuestras máquinas virtuales Pro/ENGINEER para poder reiniciarlas de forma inmediata en caso de que se produzca cualquier fallo en el sitio de Cranberry. Además, haremos mirroring de los datos SAP fundamentales. De este modo dispondremos de una capacidad de recuperación mucho más rápida que la que ofrece nuestro enfoque actual basado en cintas.

Conclusión

Durante el próximo año, cambiaremos nuestra sede corporativa para consolidarla con nuestro centro en Cranberry. La consolidación de calidad superior que ofrece XenServer y NetApp resultará fundamental para el proceso. Tendremos que virtualizar más servidores e incrementar la consolidación para acomodar nuestras necesidades corporativas y de ingeniería en un mismo centro de datos. Trabajaremos para eliminar más servidores independientes; nuestra política actual consiste en implementar servidores virtuales a menos que un usuario final pueda justificar la necesidad de un servidor físico de acuerdo a los requisitos de I/O de la aplicación.

Las funcionalidades de gestión de datos de NetApp facilitarán la replicación de datos como paso previo a la minimización del tiempo de inactividad. En última instancia, pretendemos consolidar nuestros sistemas de ingeniería y de almacenamiento corporativo en un mismo sistema de almacenamiento de la serie FAS6000 o FAS3000 que pueda satisfacer todas nuestras necesidades de almacenamiento de datos, haciendo mirroring de los datos esenciales en la sede de Murrysville para casos de recuperación ante desastres. Asimismo, estamos barajando el uso de deduplicación tras la consolidación de las dos plataformas de almacenamiento, ya que consideramos que podremos obtener un significativo ahorro en el espacio de almacenamiento, en especial en nuestro entorno XenServer. NetApp y Citrix XenServer nos permitirán satisfacer nuestras necesidades presupuestarias al tiempo que nos proporcionan la disponibilidad, rendimiento y eficacia operativa que necesitamos.

 

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Scott McCullough

Scott McCullough
Director de operaciones técnicas
Mine Safety Appliances

Scott trabaja con MSA desde hace 10 años y cuenta con más de 15 años de experiencia en la gestión de servidores y almacenamiento. En MSA, es responsable de distintas aplicaciones fundamentales, como SAP, Lotus Domino y servidores Blackberry. Es el encargado de todos los aspectos relacionados con la infraestructura de servidores y almacenamiento de estas aplicaciones.

 
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