O que é virtualização de servidores?

O que é virtualização de servidores?

A virtualização de servidores é um processo pelo qual uma empresa pode separar o software do servidor do seu hardware e criar vários servidores virtuais com seus próprios sistemas operacionais e aplicações executados em um único servidor físico. Cada servidor virtual fica separado dos demais e funciona de forma totalmente independente, sem problemas de compatibilidade. A virtualização de servidores é a base subjacente da computação em nuvem e permite uma série de modelos de nuvem híbrida.

Ao virtualizar seus servidores, uma empresa pode usar ou fornecer serviços de hospedagem na web de forma econômica e aproveitar ao máximo seus recursos de computação, armazenamento e rede em toda a sua infraestrutura. Como os servidores raramente utilizam todo o seu poder de processamento em tempo integral, muitos dos seus recursos não são usados. Na verdade, alguns especialistas dizem que não é incomum que a utilização de um servidor chegue a ficar na faixa de apenas 15% a 25%. Servidores podem ficar ociosos por horas ou dias à medida que workloads são distribuídos para uma pequena porcentagem de todo o conjunto de servidores de uma empresa. Esses servidores ociosos ocupam um espaço precioso no data center, consomem eletricidade e demandam atenção e esforços dos funcionários de TI para mantê-los.

Por meio da virtualização de servidores, uma empresa pode carregar um único servidor físico com dezenas de servidores virtuais (também chamados de máquinas virtuais ou VMs) e garantir que os recursos desse servidor sejam usados de forma mais eficaz. Agora, um data center pode ser mais eficiente com menos máquinas físicas. Por meio da virtualização, as empresas podem facilmente manter os recursos utilizados e adaptar-se dinamicamente às necessidades de cada workload à medida que vão mudando.

O que é um servidor virtual?

Um servidor virtual é uma “instância” virtualizada em um servidor físico dedicado. É um espaço isolado, com sistema operacional, políticas, aplicações e serviços próprios. Embora atue de forma independente, ele reside em um único servidor com diversas outras máquinas virtuais e compartilha recursos de software e hardware com essas outras máquinas por meio do uso de um hipervisor. Cada servidor virtual é considerado um convidado do servidor físico principal, que é o host. 

Como a virtualização de servidores funciona

Um administrador de TI pode criar diversas máquinas virtuais em um único servidor físico e configurar cada uma delas de forma independente. O administrador faz isso usando um hipervisor, que às vezes também é chamado de "monitor de máquina virtual". Além de permitir que o software do servidor seja isolado do seu hardware, o hipervisor atua como controlador e organiza, gerencia e aloca recursos entre todas as máquinas virtuais do servidor host.

Por meio de abstração, o hipervisor organiza todos os recursos do computador — como interfaces de rede, armazenamento, memória e processadores — e atribui a cada recurso um alias lógico. O hipervisor usa esses recursos para criar servidores virtuais ou VMs. Cada VM é composta de processadores, memória, armazenamento e ferramentas de rede virtualizados e, apesar de co-habitar o ambiente com diversas outras VMs, ela não “percebe” que é apenas uma entre muitas. Ela atua de forma totalmente independente, como se fosse um único servidor físico.

Assim, a empresa passa a ter um servidor físico com vários computadores individualizados e totalmente funcionais operando nele. O servidor host suporta VMs com sistemas operacionais diferentes e uma ampla variedade de aplicações e sistemas que normalmente poderiam não funcionar juntos.   

Conforme o hipervisor monitora e supervisiona todas as VMs do servidor host, ele também pode realocar recursos de acordo com a necessidade. Se uma VM ficar ociosa durante a noite, por exemplo, seus recursos de computação e armazenamento podem ser redirecionados a outra VM que possa precisar de recursos adicionais durante esse período. Dessa forma, os recursos do servidor são utilizados de maneira muito mais completa, no geral.

As VMs também podem ser movidas para outros servidores host, se necessário, por meio de uma simples operação de duplicação ou clonagem. O único limite para a quantidade de VMs que um servidor host pode acomodar são os recursos de computação que ele possui, portanto, computadores mais novos, com mais recursos, podem naturalmente suportar mais VMs.

A virtualização de servidores é um componente essencial na computação em nuvem. Na verdade, muitos especialistas consideram a virtualização de servidores um dos principais pilares da computação em nuvem (juntamente com outros componentes como automação, autoatendimento e monitoramento de ponta a ponta). A virtualização torna a computação em nuvem possível porque permite que os recursos de um servidor sejam divididos entre várias VMs e possibilita que as empresas obtenham o dimensionamento ultrarrápido de que precisam sem abrir mão do isolamento de workloads. 

Tipos de virtualização de servidores

Existem três tipos de virtualização de servidores e a diferença está, principalmente, no quão isolada cada VM fica.

• Virtualização completa – este tipo de virtualização de servidor se assemelha mais ao que foi descrito acima. Os recursos de um servidor host físico são divididos, para criar várias máquinas virtuais completamente separadas umas das outras e que agem de forma independente, sem qualquer conhecimento das outras VMs no host. O hipervisor para esse modelo costuma ser chamado de "hipervisor bare metal" porque é instalado diretamente no hardware físico e atua como uma camada entre o hardware e as VMs e seus sistemas operacionais exclusivos. A única possível desvantagem desse modelo é que o importantíssimo hipervisor tem suas próprias necessidades de recursos e, às vezes, pode causar uma lentidão no desempenho. Com a virtualização completa, o servidor host não precisa ter um sistema operacional.
• Para-virtualização – neste tipo, as VMs não desconhecem completamente umas às outras no servidor host. Apesar de as VMs estarem até certo ponto isoladas, ainda operam juntas na rede. Como as próprias VMs fazem parte do trabalho de alocação de recursos, o hipervisor necessita de menos poder de processamento para gerenciar todo o sistema. A para-virtualização exige que o servidor host tenha um sistema operacional, que deve trabalhar em conjunto com o hipervisor por meio de comandos de hiperchamadas, o que permite que o hipervisor crie e gerencie as VMs. Esse modelo surgiu em resposta aos problemas de desempenho enfrentados pelos primeiros hipervisores bare metal. Em vez de ser instalado diretamente no hardware físico do servidor host, o hipervisor se torna uma camada entre o sistema operacional do servidor host e as VMs. Hoje, a para-virtualização é usada com menos frequência porque os servidores modernos estão sendo projetados para dar um suporte melhor e trabalhar de forma mais eficaz com hipervisores bare metal.
• Virtualização em nível de sistema operacional ou hospedada – esse tipo de virtualização elimina completamente a necessidade de um hipervisor. Todos os recursos de virtualização são oferecidos pelo sistema operacional do servidor host, que substitui o hipervisor. Uma limitação desse modelo é que, embora cada VM ainda possa operar de forma independente, todas devem utilizar o mesmo sistema operacional que o servidor host. Isso significa que também compartilham dos binários e bibliotecas comuns do sistema operacional do host. É considerado o método mais básico de virtualização de servidores e também pode ser gerenciado e mantido com menos recursos do que os outros modelos. Como não é preciso duplicar um sistema operacional para cada VM, essa virtualização em nível de sistema operacional possibilita o suporte a milhares de VMs em um único servidor. Uma desvantagem, contudo, é que esse modelo resulta em um único ponto de falha. Se o sistema operacional host for atacado ou cair por qualquer motivo, todas as VMs também serão afetadas. 

Benefícios da virtualização de servidores

Entre os benefícios da virtualização de servidores, estão:

• Uso mais eficiente dos recursos do servidor com menor necessidade (e custos) de hardware físico
• Economia de custos por meio da consolidação de servidores, redução do espaço ocupado pelo hardware e eliminação de recursos desperdiçados ou ociosos
• Versatilidade aprimorada de servidores, com a flexibilidade de criar VMs com sistemas operacionais e aplicações diferentes
• Melhor desempenho de aplicações, graças à capacidade de se usar VMs para workloads dedicados
• Implementação mais rápida de workloads com duplicação e clonagem ágeis e fáceis de VMs e flexibilidade para migrar VMs para outros servidores host, se necessário
• Maior produtividade e eficiência da TI, por meio da redução da expansão de servidores e do gerenciamento e manutenção complexos de um grande número de servidores físicos
• Inclusão de benefícios de recuperação de desastres e backup, com replicação fácil das VMs presentes, snapshots e capacidade de movê-las conforme desejado
• Diminuição do consumo de energia por meio da redução do número de máquinas físicas, que ocupam espaço e precisam de refrigeração e eletricidade
• Redução de ameaças de segurança porque cada VM em um servidor host fica isolada; se uma VM for atacada, as outras não serão necessariamente afetadas

Desafios da virtualização de servidores

Apesar dos muitos benefícios da virtualização de servidores, ainda existem alguns desafios:

• O licenciamento de software pode ser complexo (e caro) porque um servidor físico pode hospedar dezenas de VMs com uma ampla variedade de aplicações e serviços; por exemplo, na virtualização completa de servidor, cada VM tem seu próprio sistema operacional e cada um deles requer uma licença exclusiva
• Uma falha no servidor host pode, por consequência, afetar todas as suas VMs — desse modo, 10 aplicações ficam inativas em vez de apenas uma, por exemplo
• A expansão das VMs pode se tornar um problema se a TI não controlar a localização delas e como e quando estão sendo utilizadas; é tão fácil criar novas instâncias que, por exemplo, muitas VMs podem ser usadas temporariamente para testes e depois ficarem abandonadas quando não forem mais necessárias. Mas, se não forem realmente excluídas do sistema, elas poderão permanecer operando em segundo plano e continuar a consumir energia e recursos que iriam para as VMs ativas
• Se as VMs não forem criadas de forma pensada e planejada e houver um excesso delas no servidor host, demandando muitos recursos, pode ocorrer uma queda de desempenho do servidor, especialmente no que diz respeito a rede e memória

A virtualização de servidores é segura?

A virtualização de servidores vem acompanhada de algumas vantagens no que diz respeito a segurança. Por exemplo, os dados ficam armazenados em um local centralizado que é bem simples de gerenciar, em vez de serem deixados em dispositivos de borda ou de usuário final não autorizados ou menos seguros. O isolamento entre VMs também ajuda a manter ataques, malware, vírus e outras vulnerabilidades confinados.

Graças ao controle de acesso granular da virtualização, a TI tem um maior grau de autonomia sobre quem consegue acessar os dados armazenados no sistema. A microssegmentação é utilizada com frequência para dar às pessoas acesso apenas a aplicações ou recursos específicos, até o nível de um único workload. Além disso, a virtualização de desktops ajuda a garantir que a equipe de TI seja responsável por atualizações e correções de sistemas operacionais e aplicações — algo que os usuários finais podem não manter de forma regular.

Os hipervisores diminuem os riscos de segurança com uma superfície de ataque reduzida em comparação com soluções de hardware, graças à sua capacidade de operar com menos recursos. Eles também são atualizados automaticamente, o que ajuda a ficarem protegidos contra ameaças em evolução.

Por outro lado, a virtualização de servidores também pode apresentar alguns riscos de segurança. Um dos mais comuns é o simples aumento da complexidade de um ambiente virtualizado. Como as VMs podem ser duplicadas e, os workloads, movidos para locais diferentes com muita facilidade, é mais difícil para a TI aderir às práticas recomendadas de segurança ou até mesmo manter configurações ou políticas consistentes em todo o ecossistema.

A expansão de VMs também pode representar um risco à segurança. As VMs ociosas e abandonadas não só continuam consumindo recursos e energia, como provavelmente também não serão corrigidas ou atualizadas — assim, ficam vulneráveis e representam um considerável risco de possíveis ataques.

Apesar de, por um lado, o isolamento entre VMs poder reduzir os riscos de segurança, isso ainda não é capaz de reduzir os efeitos de um ataque distribuído de negação de serviço (DDoS). Se um ataque DDoS afetar o desempenho de uma VM ao atingi-la com uma inundação de tráfego malicioso, as outras VMs que compartilham os recursos daquele servidor host também serão afetadas.

A TI pode reduzir os riscos de segurança que a virtualização de servidores apresenta com algumas práticas recomendadas, que incluem: manter softwares e firmware atualizados em todo o sistema; instalar e atualizar antivírus e outros softwares projetados para soluções de virtualização; manter controle sobre quem está acessando o sistema; criptografar o tráfego de rede; excluir VMs não utilizadas; fazer backups regulares de VMs e servidores físicos e definir e implementar uma política de usuário clara e detalhada para VMs e servidores host.

Casos de uso para a virtualização de servidores

• Consolidação do data center – ao virtualizar servidores, uma empresa pode reduzir a necessidade de hardware físico e também diminuir custos de energia e resfriamento.
• Ambientes de teste – é tão fácil criar e provisionar novas instâncias de VM que muitas empresas as estão usando para desenvolvimento e testes.
• Virtualização de desktops – a infraestrutura de desktops virtualizados oferece os benefícios de flexibilidade, gerenciamento centralizado, segurança aprimorada e simplicidade.
• Backup e recuperação de desastres – a virtualização é uma ótima maneira de trabalhar com backup e recuperação de desastres porque simplifica a realização de backups e a obtenção de snapshots de VMs, que podem ser rapidamente recuperados em caso de desastre.
• Computação em nuvem – a computação em nuvem depende fortemente de virtualização e automação.
• Maior disponibilidade – a migração dinâmica de VMs permite que as empresas movam uma VM de um servidor físico para outro sem interromper os serviços. A virtualização também permite que sistemas e aplicações críticos para os negócios permaneçam em funcionamento mesmo durante ciclos de manutenção ou testando novidades.
• Suporte para múltiplas plataformas – com a virtualização, as empresas podem executar uma série de workloads com sistemas operacionais distintos sem a necessidade de hardware dedicado ao sistema operacional. 

Implementação da virtualização de servidores

Ao planejar a implementação da virtualização de servidores em uma empresa, há algumas etapas importantes a serem lembradas. A seguir, estão algumas práticas recomendadas que podem ajudar:

• Crie um plano – certifique-se de que todos os stakeholders tenham um bom entendimento de como e por que a empresa precisa de uma plataforma de virtualização antes de mergulhar por completo em uma iniciativa. Considere os custos e as possíveis complexidades. Como isso se encaixa no seu plano de negócios?
• Veja o que está sendo feito – é importante avaliar o hardware e as soluções para ter uma noção do escopo do seu projeto. Quais são as soluções disponíveis? O que os seus concorrentes estão usando? Uma avaliação profunda nesta etapa contribuirá muito para uma implementação bem-sucedida.
• Teste e experimente – é necessário experimentar qualquer solução em vista para saber como ela funciona no mundo real e como afeta suas operações diárias. A TI consegue gerenciar facilmente o trabalho que será criado? A TI deve se sentir confortável com a solução escolhida antes de uma decisão de compra ser tomada. Eles que irão gerenciar e manter em funcionamento e devem estar bem cientes das possíveis armadilhas e desafios que a solução apresentará.
• Considere as necessidades do negócio – a solução proposta atende às necessidades específicas de virtualização da sua empresa? Como vai afetar a segurança, o compliance, os planos de recuperação de desastres e demais elementos da sua infraestrutura de TI? A TI deve ter um conhecimento profundo das implicações da solução em todo o seu ecossistema.
• Comece com pouco, depois expanda – se a sua empresa for iniciante na virtualização, é uma boa ideia experimentar uma pequena implementação em sistemas não críticos, para que a TI possa aprender o que é necessário para operá-la e gerenciá-la no dia a dia.
• Desenvolva um conjunto de diretrizes – será necessário pensar um pouco sobre o provisionamento de VMs, bem como nos seus ciclos de vida e em como elas serão monitoradas. As diretrizes ajudarão você a se manter dentro dos orçamentos, evitar o desperdício de recursos e a expansão descontrolada de VMs e a aderir aos comportamentos e responsabilidades predefinidos para manter o sistema.
• Selecione as ferramentas certas – mesmo depois de decidir qual plataforma de virtualização usar, você precisará considerar a obtenção de ferramentas adicionais que irão ajudar a aproveitar os recursos mais avançados da solução e a gerenciar melhor o sistema.
• Não se esqueça da automação – certifique-se de que a equipe de TI tenha um bom entendimento das práticas e ferramentas da automação, que está posicionada lado a lado com a virtualização. 

Quais são as práticas recomendadas para gerenciar VMs?

Embora um dos benefícios da virtualização de servidores seja a centralização e simplificação do gerenciamento, ela também pode trazer alguns desafios, especialmente se sua equipe de TI não estiver familiarizada com técnicas e práticas de virtualização. Aqui estão algumas práticas recomendadas para gerenciar VMs com eficiência.

Reduza a expansão de VMs por meio do gerenciamento de autoatendimento – conforme já mencionado neste artigo, é muito fácil criar VMs e mais fácil ainda esquecer delas quando não estiverem mais ativas. Ao confiar no gerenciamento de VMs de autoatendimento, você coloca a responsabilidade de exclusão das VMs não utilizadas nas mãos do usuário final. O autoatendimento significa que eles precisam solicitar suas próprias VMs, o que facilita para que as gerenciem (e as removam).

Use modelos para dimensionar VMs corretamente – pode ser uma tentação criar VMs com mais recursos do que realmente precisam. A simples adição de CPUs, por exemplo, não vai necessariamente levar a um melhor desempenho, mas, muitas vezes, leva ao desperdício de recursos. A criação de modelos de VM para funções específicas pode ajudar a reduzir a tendência de excesso no provisionamento.

Encontre as ferramentas certas para ajudar a monitorar o desempenho – as ferramentas que acompanham seu hipervisor e plataforma de virtualização podem fornecer bons insights sobre o desempenho das VMs. Mas, conforme os ambientes são dimensionados e crescem, você precisará de ferramentas mais robustas, que possam fornecer uma visão mais aprofundada das VMs que não estão sendo usadas, bem como informações sobre a eficácia de implementações e o desempenho geral.

Forneça as permissões apropriadas para manter a segurança das VMs – em um ambiente virtualizado, a TI pode delegar tarefas de gerenciamento a outros usuários, mas é importante que sejam os usuários certos. Certifique-se de que é capaz de configurar uma hierarquia que mostre quais partes da sua infraestrutura exigem quais permissões. Você deverá habilitar atribuições simples de permissões, bem como revogações igualmente simples, quando necessário.

Habilite o acesso remoto por meio de VPN e autenticação multifator – como os modelos de trabalho híbridos levaram mais pessoas a trabalhar de casa, é importante ter um bom método de acesso remoto ao ambiente virtualizado. Uma conexão VPN com autenticação multifator é recomendada.

Utilize uma plataforma de backup e restauração projetada para VMs – Para fazer backup de um servidor host com VMs, certifique-se de escolher uma plataforma que ofereça a capacidade de restaurar arquivos de VMs individualmente. 

Nutanix e virtualização de servidores

A Nutanix entende a virtualização de servidores e a forma como ela dá acesso e aprimora a capacidade de uma empresa de trabalhar de forma produtiva. Temos uma série de ferramentas e soluções de virtualização projetadas para simplificar todo o processo, desde a implementação até o gerenciamento diário.

Com o Nutanix AHV, você pode aproveitar todos os benefícios da virtualização sem abrir mão de nada. Criado para os ambientes modernos de nuvem híbrida, o AHV torna a implementação e o gerenciamento de VMs e contêineres fáceis e intuitivos. Com segurança autocorretiva e proteção automatizada de dados com recuperação de desastres, análises avançadas e muito mais, é tudo o que você precisa, sem altos custos e complexidade.