1. Занадто багато віртуалізації - добре чи погано?
2. Оцінка обчислювальної потужності хмари
3. Основний розрахунок: визначення числа віртуальних ЦП
4. Роль фізичних ЦП
5. Балансування ресурсів ЦП з ресурсами пам'яті і сховища
6. Вплив способу запиту ІТ-сервісів
7. традиційне уявлення
8. Вид з хмар
9. Визначення потреб в ресурсах
10. Малюнок 1. Оцінка для даного сценарію
11. Реальний світ, реальні тенденції
12. Малюнок 2. Пік чи тенденція?
13. Малюнок 3. Тенденція відносини виділеного обсягу ресурсів ЦП до обсягів використання
14. Висновок
15. Ресурси для скачування

Принципи та інструментальні засоби планування для створення успішних середовищ хмарних обчислень

В рамках переходу до хмарної середовищі компанії використовують процеси і інструментальні засоби планування для скорочення витрат, прискорення розгортання та підвищення готовності систем. Ці процеси і інструментальні засоби надають системним адміністраторам інформацію, необхідну для управління середовищем і планування майбутніх потреб в обчислювальній потужності.

Впроваджуючи хмарні обчислення, замовники розраховують, що віртуалізація дозволить скоротити необхідну кількість серверів і дозволить зменшити кількість апаратних засобів, ліцензій на програмне забезпечення, енергоспоживання і обсяг робіт з технічного обслуговування. Тому надзвичайно важливо визначити оптимальний обсяг хмарної інфраструктури, необхідний для задоволення прогнозованих потреб замовників і користувачів. При занадто малій кількості обчислювальних ресурсів запити від користувачів будуть змушені чекати звільнення ресурсів або будуть відхилятися до тих пір, поки в середу не будуть додані додаткові апаратні засоби. При занадто великій кількості обчислювальних ресурсів витрати на апаратні засоби та інші витрати зводять нанівець очікуваний від хмарної технології скорочення витрат.

Занадто багато віртуалізації - добре чи погано?

Уявлення про те, що віртуалізація, автоматизація і великий обсяг хмарних обчислень здатні компенсувати слабку фінансову модель, глибоко помилково. На жаль, якщо традиційна обчислювальна середовище призводить до втрати грошей при кожній транзакції, автоматизація може тільки посилити проблему. Належне планування обчислювальної потужності критично важливо для розуміння переваг, економії і витрат, пов'язаних з хмарними обчисленнями. Пам'ятайте, що ключем до успіху планування хмарної середовища є розуміння того, що в ньому немає ніякої магії.

Для успішного планування хмарної середовища системний адміністратор повинен бути здатний відповісти на п'ять питань:

1. Скільки обчислювальної потужності доступно в центрі обробки даних?
2. Скільки доступною обчислювальної потужності в даний час споживається?
3. Коли звільниться обчислювальна потужність?
4. Який прогноз щодо нових запитів?
5. Яка окупність інвестицій?

У цій статті представлені базові методи для визначення обчислювальної потужності хмари і її розрахунку. Крім того, в статті представлено інструментальне засіб IBM® Infrastructure Planner for Cloud Computing, яке може допомогти в досягненні основних цілей при переході на хмарні обчислення.

Оцінка обчислювальної потужності хмари

Середа хмарних обчислень складається з фізичних серверів, що містять ресурси, які можуть спільно використовуватися декількома користувачами і додатками. Кожен сервер має дисковий сховище, а також один або кілька процесорних блоків з пам'яттю. Оскільки хмарні середовища є віртуалізованних, для кожного користувача запиту виділяється певна частка загального обсягу ресурсів ЦП, пам'яті і дискового сховища. Таке дробове виділення ресурсів забезпечує максимальну гнучкість.

Наприклад, для деяких додатків потрібно багато ресурсів дискового сховища, але мало обчислювальної потужності ЦП. Інші додатки, навпаки, вимагають багато ресурсів ЦП і мало обсягу сховища. Хмарна середовище дозволяє користувачам вказувати, який обсяг ресурсів кожної системи необхідний для роботи їх додатків.

Основний розрахунок: визначення числа віртуальних ЦП

При плануванні для хмарної середовища пам'ятайте про те, що ЦП системи і віртуалізованних ЦП - це не одне і те ж. Найчастіше порівняння обчислювальної потужності сучасних систем викликає труднощі. Наприклад, системи, виготовлені в минулому році, швидше за все, будуть мати процесори з меншим швидкодією, ніж у систем, виготовлених в цьому році. Крім того, більш нові системи мають ЦП з декількома ядрами.

Для спрощення завдання точного розподілу ресурсів систем і планування обчислювальної потужності в деяких хмарних середовищах використовують стандартну хмарну «одиницю ЦП», за яку приймають обчислювальну потужність фізичного ЦП з тактовою частотою 1 ГГц. Наприклад, коли користувач запитує два ЦП, він отримує обчислювальну потужність двох ЦП з тактовою частотою 1 ГГц. Це означає, що система з двома ЦП, кожен з яких має чотири ядра, які працюють з тактовою частотою 3 ГГц, буде еквівалентна 24 одиницям ЦП.

2 ЦП x 4 ядра x 3 ГГц = 24 одиниці ЦП

Такий розрахунок зручний, оскільки користувачі можуть планувати необхідну їм кількість ЦП і мати обґрунтовані очікування щодо продуктивності, а адміністратори можуть легше організовувати спільне використання ресурсів однієї системи декількома запитами. Сумарна обчислювальна потужність ЦП може бути обчислена шляхом додавання кількості одиниць ЦП, доступних в середовищі.

Пам'ятайте: при порівнянні числа хмарних одиниць ЦП на різних платформах обчислювальна потужність одного процесора з тактовою частотою 1 ГГц в процесорної системі IBM PowerVM ™ не дорівнює 1 ГГц процесора Intel®. Для отримання точних результатів слід порівнювати процесори тільки в межах однієї платформи.

Роль фізичних ЦП

Ще один аспект, який слід брати до уваги при плануванні обчислювальної потужності - кількість фізичних ЦП в системах. В хмарі можуть бути доступні 100 одиниць ЦП, але якщо найпродуктивніша система в хмарі має всього 20 фізичних одиниць ЦП, ця величина стає граничної для запитів віртуальних машин.

Балансування ресурсів ЦП з ресурсами пам'яті і сховища

Майте на увазі, що обчислювальна потужність ЦП - не єдиний фактор для успішного планування обчислювальної потужності. Планування обчислювальної потужності передбачає прийняття обґрунтованих рішень про кількість ЦП, але воно також включає і балансування ресурсів ЦП з ємністю пам'яті і дискового сховища, придбаних для кожної системи.

Наприклад, покупка системи з обчислювальною потужністю в 24 одиниці ЦП і обсягом пам'яті всього 2 ГБ в хмарному середовищі має мало сенсу. В цьому випадку, якщо користувач запросить віртуальну машину з двома ЦП і 2 ГБ пам'яті, для виконання одного цього запиту буде виділено весь сервер цілком. А 22 невиділені одиниці ЦП будуть недоступні іншим користувачам і тому не діятимуть на всьому протязі життєвого циклу даного запиту.

При придбанні апаратних засобів для хмарної середовища має сенс правильно балансувати ресурси систем.

Вплив способу запиту ІТ-сервісів

Одна з основних цілей планування обчислювальної потужності полягає в тому, щоб забезпечити необхідну обчислювальну потужність в потрібний момент незалежно від того, коли настане цей момент: зараз, завтра або через 20 років. Тому для ефективного планування обчислювальної потужності важливо поглянути на те, яким чином запити на ІТ-сервіси надходять в центр обробки даних.

традиційне уявлення

У традиційних центрах обробки даних системні адміністратори отримують запити на ІТ-ресурси від інженерів-програмістів для майбутніх проектів розробки. Адміністратори зазвичай розглядають запити ІТ-ресурсів щотижня, визначаючи, які ресурси доступні і які проекти мають найвищий пріоритет. Як правило, першими задовольняються запити для проектів з найбільш високим пріоритетом.

У багатьох випадках традиційні центри обробки даних здатні виконати високопріоритетні запити всього через три тижні з моменту прийняття рішення про виділення ресурсів. Однак якщо відповідні ІТ-ресурси необхідно купувати, процес може затягнутися на кілька місяців.

Проекти, що розташовуються в нижній частині списку пріоритетів, можуть очікувати тривалий час в залежності від бюджету і доступності ресурсів. У деяких випадках запити для таких фонових проектів можуть не виконуватися взагалі!

Через тривалості і невизначеності цього процесу користувачі виявляються в умовах, коли вони змушені запитувати стільки обчислювальних ресурсів, скільки вони можуть отримати. На жаль, в подібній ситуації користувачі часто запитують більше, ніж їм фактично необхідно. Після надання ці ресурси ревно охороняються, і навіть коли проект завершується, ресурси зазвичай не повертаються, якщо тільки тих, хто не змусять зробити це в примусовому порядку. Таке ставлення можна пояснити з урахуванням обмежень традиційної парадигми ІТ - врешті-решт, успіх поточного проекту, так само як і наступних, залежить від наявності достатньої кількості ІТ-ресурсів.

Проте з цієї традиційної моделі можна винести урок: під час циклу розробки ресурси часто надходять в надмірній кількості і з запізненням, що негативно впливає на продуктивність праці і конкурентоспроможність. Після завершення проекту ті ж ресурси, приховані користувачами, стають недовантаженою, марною обчислювальною потужністю.

Вид з хмар

Хмарні обчислення надають нам зовсім інший сценарій:

• Розробники звертаються до Web-сайту, де вони можуть ввести свій запит на ІТ-ресурси - сервери, програмне забезпечення, системи зберігання та т. Д.
• Користувачі відразу дізнаються, чи доступні відповідні ресурси.
• Якщо ресурси доступні, запит може бути негайно поданий і автоматично направлений адміністратору хмари для затвердження.
• Оскільки процес автоматизований, запити часто виконуються протягом години з моменту подачі.
• Коли проект завершується або скасовується, розробники, що використовують хмара, звільняють обчислювальні ресурси, знаючи, що вони можуть легко і швидко отримати доступ до тих же ресурсів в майбутньому при виникненні необхідності.

Для майбутніх проектів розробники, що використовують хмара, будуть точно так же запитувати тільки ті ресурси, які їм потрібні, не вимагаючи надмірної кількості ресурсів, як вони змушені робити при використанні традиційної моделі надання ІТ-ресурсів. Крім того, користувачі хмари зазвичай повинні вказувати дату завершення проекту; якщо цей строк не продовжується, ресурси хмари автоматично повертаються в пул доступних ресурсів в зазначений день закінчення проекту. Тому, навіть якщо користувач не звільнить ресурси спеціально, вони все одно будуть доступні для використання іншими людьми.

З точки зору адміністратора хмарне середовище перетворює ручної, віднімає багато часу процес виділення ресурсів в автоматизований процес затвердження, що виконується одним клацанням миші. Щоб дізнатися про наявність хмарної інфраструктури та ресурсів центру обробки даних надається в режимі, близькому до реального часу, що дозволяє адміністратору отримати поточну картину сумарною обчислювальною потужності і обсягу ресурсів, що залишилися середовища.

Визначення потреб в ресурсах

Розглянемо потреби в ресурсах на прикладі стандартного сценарію органу, який готує:

Деяка компанія здійснює реалізацію нової хмарної середовища для свого відділу розробки і тестування, що складається з 150 інженерів-програмістів. Сто з цих інженерів-програмістів зайняті розробкою програмного забезпечення, 40 здійснюють контроль якості програмного забезпечення, а 10 відповідають за експлуатацію і технічне обслуговування виробничого середовища.

Наскільки велике має бути хмара для задоволення потреб цієї організації в обчислювальної потужності? Для відповіді на це питання нам потрібна інформація за двома аспектами (кожен з яких, зрозуміло, розділяється на більш дрібні інформаційні складові): вимогам користувачів і системних ресурсів. Це виглядає приблизно так:

1. Вимоги користувачів:
   1. Середні потреби в ресурсах для розробників програмного забезпечення
      1. В середньому по дві віртуальні машини на одного розробника
      2. ЦП: 6 одиниць ЦП, пам'ять 2 ГБ, дисковий простір = 100 ГБ
      3. Середовище в середньому потрібна на 90 днів
   2. Середні потреби в ресурсах для інженерів по забезпеченню якості програмного забезпечення
      1. В середньому по три віртуальні машини на одного розробника
      2. КП = 4 одиниці ЦП, пам'ять = 2 ГБ, дисковий простір = 50 ГБ
      3. Середовище в середньому потрібна на 30 днів
   3. Середні потреби в ресурсах для виробничого середовища
      1. За однією віртуальній машині на середу прикладних програм
      2. КП = 12 одиниць ЦП, пам'ять = 16 ГБ, дисковий простір = 500 ГБ
      3. Середовище в середньому потрібна на один рік
2. Системні ресурси:
   1. Використовувані системи: блейд-сервери IBM BladeCenter® HS22 з 8 процесорами з частотою 2,8 ГГц
   2. Обсяг пам'яті на один сервер: 48 ГБ
   3. Дисковий сховище на один сервер 1200 ГБ

Як показано на малюнку 1, процес планування обчислювальної потужності показує, що в середньому потрібно приблизно 113 систем. Щоб в середовищі було достатньо вільних ресурсів для виконання всіх запитів в 100% випадків, рекомендується використовувати 124 сервера. Так планування обчислювальної потужності може допомогти у визначенні кількості систем, необхідних для зазначеної організації. (Нижче в цій статті ми представимо інструментальне засіб планування обчислювальної потужності IBM Infrastructure Planner for Cloud Computing, яке спрощує виконання завдань планування. Зображення, представлене на малюнку 1, запозичена з результатів роботи цього інструментального засобу при здійсненні планування для даного сценарію.)

Малюнок 1. Оцінка для даного сценарію

Збільшення обчислювальної потужності за допомогою віртуалізації

Перш ніж перейти до опису інструментального кошти IBM Infrastructure Planning, розглянемо, яким чином віртуалізація може забезпечити збільшення обчислювальної потужності.

Однією з поширених проблем для адміністраторів традиційних центрів обробки даних є низький коефіцієнт завантаження ІТ-ресурсів, часто становить всього 10-20 відсотків. Інакше кажучи, в середньому 80-90 відсотків обчислювальної потужності сервера залишаються невикористаними. Тому в традиційній ситуації запрашіваніе додаткових ресурсів призводить до їх непродуктивних витрат.

Крім того, центри обробки даних часто мають обмежену площу для розміщення систем, так що навіть якщо підприємство має фінансові можливості для закупівлі додаткового обладнання, додавання додаткової кількості систем може бути фізично неможливо.

Навпаки, віртуалізація, яка є одним з ключових компонентів хмарних обчислень, представляє кожну окремо взяту систему як безліч окремих серверів. При використанні даної технології гипервизор, що працює поверх операційної системи комп'ютера-хоста, забезпечує можливість паралельної роботи декількох операційних систем. Замість того щоб даремно витрачати 80 відсотків цінних обчислювальних ресурсів, як це відбувається в традиційних обчислювальних середовищах, гипервизор забезпечує роботу кожного сервера з максимальною ефективністю і продуктивністю. Така ефективність найкраще проявляється в сучасних високопродуктивних багатоядерних процесорних системах з великими обсягами пам'яті і дискового сховища.

Віртуалізація дає адміністраторам хмари можливість обробляти більшу кількість запитів з використанням меншої кількості систем.

Реальний світ, реальні тенденції

Передбачати майбутнє завжди легше, якщо зрозуміти те, що було в минулому. У випадку з плануванням обчислювальної потужності прогнозувати потреби організації в обчислювальних ресурсах простіше, якщо у вас є чітка картина споживання ІТ-ресурсів за попередні шість місяців. Моделі і тенденції використання ресурсів за попередні періоди дозволяють менеджеру по ІТ оцінювати, коли слід додавати ресурси і скільки ресурсів потрібно.

наприклад:

• Адміністратори Інтернет-магазинів знають, що перед новорічними святами відбувається різке збільшення числа відвідувачів їх Web-сайту.
• Вони також знають, які товари є найбільш популярними під час передсвяткового напливу покупців.
• В цей час також відбувається відповідне збільшення кількості повторних відвідувань для перевірки статусу виконання замовлень.

Збільшення обсягів трафіку призводить до запитів на додаткові обчислювальні ресурси протягом двох останніх місяців року; при цьому на початку нового року для користувача трафік повертається в норму.

Знання ціх закономірностей допомагає адміністратору краще Здійснювати планування для подготовки до майбутніх сезону сплесків трафіку. Побудова графіка зміни обсягів трафіку в часі допомагає відокремити справжні піки активності від можливого загального збільшення обсягів трафіку Інтернету.

Зміна потреб з плином часу слід розглядати як тенденцію, а не пік, як показано на малюнку 2.

Малюнок 2. Пік чи тенденція?

Розглянемо такий сценарій: якоїсь успішної компанії потрібно більше ресурсів для підтримки зростання бізнесу. Адміністратор аналізує інформацію про швидкість збільшення обсягів ІТ-ресурсів для прогнозування потреб у додаткових ресурсах, що дозволяє своєчасно запитувати ці ресурси. В добре керованому середовищі хмарних обчислень дана можливість надається автоматично. Середовище здатне задовольняти поточні потреби, оскільки за своїм характером вона є гнучкою модель надання ІТ-ресурсів.

Також важливо знати, якими темпами зростають потреби. За допомогою інструментальних засобів хмарної середовища можна орієнтовно оцінювати (на підставі тенденцій зростання), коли буде потрібно додаткова кількість ресурсів. Маючи цю інформацію, керівник може більш точно оцінити потреби в додатковій обчислювальної потужності і терміни, коли вона може знадобитися.

Для точного прогнозування адміністраторам необхідно відстежувати наступну інформацію:

• Кількість запитів користувачів
• Кількість запитуваних віртуальних машин
• Виділений обсяг ресурсів ЦП, пам'яті і дискового сховища
• Фактичне споживання ресурсів ЦП, пам'яті і дискового сховища
• Загальна обчислювальна потужність хмари

Важливо розуміти відношення виділеного кількості ресурсів до потребляемому кількості ресурсів. Виходячи з практичного досвіду, користувачі, швидше за все, будуть запитувати набагато більше ресурсів, ніж їм дійсно необхідно. Тому адміністратор може обґрунтовано розглянути можливість зменшення кількості виділених ресурсів ЦП, наприклад, якщо використання ресурсів ЦП для конкретної віртуальної машини постійно знаходиться на рівні не вище 10 відсотків.

На малюнку 3 показано, як можна використовувати результати аналізу тенденцій для прийняття рішень з планування обчислювальної потужності.

Малюнок 3. Тенденція відносини виділеного обсягу ресурсів ЦП до обсягів використання

Інструмент IBM Infrastructure Planner for Cloud Computing

Інструментальне засіб IBM Infrastructure Planner for Cloud Computing допомагає ІТ-адміністраторам забезпечити наявність достатньої кількості ресурсів апаратних засобів, програмного забезпечення та інфраструктури для того, щоб у користувачів хмари склалося враження необмеженої кількості обчислювальних ресурсів. Це інструментальне засіб, який в даний час орієнтована на оцінку обчислювальної потужності в середовищах IBM Smart Business Development and Test Cloud, IBM WebSphere® CloudBurst і IBM Tivoli® Service Automation Manager (TSAM), надає адміністраторам наступні можливості:

• моделювання планування обчислювальної потужності хмари з використанням набору унікальних шаблонів для користувача класу, пов'язаних з планованим розгортанням виробничого середовища;
• моделювання продуктивності стандартних і замовлених бізнес-додатків, орієнтованих на найрізноманітніші традиційні середовища і середовища хмарних обчислень.

Для отримання додаткової інформації про цей продукт можна відправити повідомлення електронною поштою на адресу [email protected] .

На малюнку 3 показані:

• сумарна обчислювальна потужність ЦП (синя лінія);
• виділений обсяг ресурсів ЦП (червона лінія);
• фактично використовуються ресурси ЦП (зелена лінія).

Сумарна обчислювальна потужність ЦП по вересень включно становила 500 одиниць ЦП. У жовтні в середу були додані додаткові системи і стали доступні 300 додаткових одиниць ЦП. Лінія виділених ресурсів показує, що обчислювальна потужність ЦП постійно додається на підставі запитів користувачів (типовий сценарій для нових центрів хмарних обчислень).

Лінія використовуваної обчислювальної потужності показує кількість фактично використовуваних ресурсів. Незважаючи на крутизну кривої запитів на ресурси ЦП, фактичне використання залишається на рівні приблизно 100 одиниць ЦП. Використовуючи цю інформацію, адміністратор може прийняти рішення про те, наскільки більше ресурсів ЦП понад доступного обсягу може бути призначено користувачам. Інакше кажучи, адміністратор може прийняти рішення про те, щоб пообіцяти більше 100 відсотків доступних ресурсів, якщо в запитах ресурсів потрібно більше 100 відсотків доступних ресурсів, але потреби користувачів в ресурсах в будь-який конкретний момент часу складають менше 100 відсотків доступних ресурсів. У представленому прикладі може бути призначено значну кількість ресурсів ЦП понад доступного обсягу, і при цьому потреби користувачів як і раніше будуть задовольнятися.

Дивлячись на лінію тренда виділених ресурсів, ви можете подумати, що додавання ресурсів в жовтні видається обгрунтованим. Проте лінія тренда використовуваних ресурсів говорить про інше: вона показує, що навіть при межі сумарною обчислювальною потужності системи в 500 одиниць ЦП, що була до додавання в жовтні додаткової потужності, було досить для задоволення потреб користувачів.

Автоматизовані моніторинг і підготовка звітів по хмарним ресурсів сприяють більш простому і точному виявленню тенденцій і планування обчислювальної потужності. Інструментальні засоби, які виконують ці завдання (наприклад, IBM Infrastructure Planner for Cloud Computing), часто виправдовують витрачені на них кошти, оскільки вони оптимізують процес і дозволяють адміністратору швидко надавати необхідні ресурси.

Висновок

Наступний крок

Крім ресурсів, зазначених в кінці цієї статті, вивчіть наступні результати пошуку по порталу developerWorks ... Планування необхідної кількості обчислювальних ресурсів практикується вже давно, і портал developerWorks завжди включав його в перелік розглянутих технологій.

Управління обчислювальною потужністю є життєво важливим напрямком діяльності в контексті хмарних обчислень. Правильно реалізоване планування обчислювальної потужності забезпечує надання користувачам необхідних обчислювальних ресурсів для створення інноваційних рішень і дотримання цілей по продуктивності бізнес-додатків, одночасно сприяючи досягненню фінансових цілей організації.

Сучасні високопродуктивні багатоядерні сервери мають великі обсяги пам'яті і величезні обсяги дискової пам'яті, які можуть бути використані в повній мірі за рахунок застосування технологій віртуалізації - одного з ключових компонентів хмарних обчислень. Така насичена ресурсами інформаційне середовище відкриває нові і більш ефективні способи планування для забезпечення оптимального розподілу ресурсів.

Середовища хмарних обчислень забезпечують зручність доступу до обчислювальних ресурсів. При ретельному плануванні хмарна середовище може створювати враження нескінченної кількості наданих обчислювальних ресурсів. Організації, які використовують грамотно підібраний набір процесів для моніторингу та планування використання ІТ-ресурсів, можуть розраховувати на отримання повноцінної віддачі від обіцяних переваг хмарних обчислень.

Ресурси для скачування

Схожі тими

Підпішіть мене на ПОВІДОМЛЕННЯ до коментарів