Облачный подход славится тем, что вместо приобретения и содержания собственных вычислительных ресурсов, необходимых для построения традиционной ИТ-инфраструктуры, клиент арендует нужное количество виртуальных мощностей и экономит не только деньги, но и драгоценное время. Перенося ИТ-системы на облачные площадки хостинг-провайдера, заказчик получает надежную и отказоустойчивую ИТ-инфраструктуру с возможностью гибкого масштабирования путем расширения или высвобождения арендуемых ресурсов. Более подробно о том, что представляет собой аренда виртуальных мощностей, рассмотрим в этой статье.
Что такое аренда виртуальных мощностей
Аренда виртуальных мощностей – это альтернатива построению ИТ-инфраструктуры собственными силами, в рамках которой клиент получает возможность использовать вычислительные ресурсы под ключ с повременной оплатой за выделенный объем или реальное потребление. Подключение услуги «аренда виртуальных мощностей», как правило, сопровождается подписанием соглашения об уровне сервиса, где фиксируется уровень доступности ИТ-ресурсов и другие параметры и индикаторы качества. Такая услуга предоставляет широкие возможности для экономии времени и финансовых средств, сокращения скорости запуска проекта, надежности и безопасности используемых решений, способности контролировать вычислительные мощности за адекватную стоимость.
Аренда виртуальных мощностей чем-то схожа с конструктором LEGO, где вы кирпичик за кирпичиком собираете собственную модель, в нашем случае – инфраструктуру. А какой она получится на выходе, зависит от конечных требований. Если не хватило кирпичиков, вы идете и покупаете новый набор, а если вдруг деталей оказалось много, ими можно будет воспользоваться позже. В отличие от LEGO, докупая виртуальные ресурсы (точнее, беря в аренду дополнительные мощности), вы платите за тот объем ресурсов, который в действительности потребляете. При таком сценарии нет необходимости запасаться ресурсами впрок и платить, по сути, за то, что пылится в шкафу. Если в инфраструктуре клиента наблюдаются пиковые всплески потребления текущих мощностей, которых в какой-то момент становится недостаточно, в любой момент можно увеличить, а позже – уменьшить количество и конфигурацию виртуальных машин.
Какими бывают виртуальные мощности
Виртуальные мощности – это набор ресурсов, состоящих из виртуального процессора (vCPU), памяти (RAM), виртуального жесткого диска или хранилища (HDD), которые составляют основу отдельно взятой виртуальной машины и являются ключевыми элементами для построения ИТ-инфраструктуры любого масштаба.
# Виртуальный процессор (vCPU)
Поскольку в VMware используется аппаратная виртуализация, где поверх гипервизора запускаются гостевые виртуальные машины, каждая ВМ имеет доступ к процессору, который организован следующим образом:
Отдельно взятая ВМ работает с виртуальным процессором или vCPU, который является виртуализированным представлением одного физического ядра процессора. При создании новой виртуальной машины или изменении ее конфигурации вы можете указывать необходимое количество ядер процессора. Однако количество vCPU для каждой ВМ не может быть меньше одного и больше количества ядер физического процессора узла.
Cтоит отметить, что с точки зрения ESX(i) процессоры делятся на три типа:
Физический процессор, или PCPU, представляющий собой непосредственно процессоры хоста, по количеству которых лицензируется ESX(i).
Логические процессоры, или LCPU, – ядра физического процессора.
Виртуальный процессор, или vCPU, где 1 vCPU равен 1 процессору виртуальной машины (ВМ).
Начиная с VMware vSphere 4.1 появилась возможность создавать ВМ, виртуальный процессор которой может иметь несколько ядер. Эта функциональность некогда являлась экспериментальной, после чего стала неотъемлемой составляющей, без которой сегодня трудно обойтись. Таким образом, создавая виртуальную машину, можно задействовать несколько виртуальных ядер. При этом ОС виртуальной машины интерпретирует виртуальные ядра ВМ как отдельные логические процессоры.
Обратите внимание!
! Для старых (legacy) приложений, не способных распараллеливать нагрузку между ядрами, лучше использовать больший размер ядра. Иными словами, более высокая тактовая частота на ядро заметно ускоряет работу таких приложений.
! Поставщик услуг может не резервировать 100 % процессорных мощностей под клиента, ограничиваясь гарантированно заданным пределом. Например, гарантировать 70 % ресурсов, а сверх лимита может быть доступно в случае отсутствия общего пика потребления со стороны остальных клиентов.
Оценка производительности vCPU
Используя ресурсы виртуального процессора, вы можете оценить его производительность. Это нужно для того, чтобы понять, справляется ли выбранный ресурс с нагрузкой. Для проверки можно использовать тестовый пакет SPEC CPU, который отражает пропускную способность процессора при выполнении одновременно нескольких задач. Запуск тестов SPEC CPU может выполняться на платформах под управлением ОС UNIX, Windows, Mac OS X и других операционных систем. При оценке производительности стоит обратить внимание на две важные метрики:
Speed – метрика скорости, которая показывает, за какой промежуток времени система решает ту или иную задачу.
Throughput – метрика пропускной способности, которая показывает, с каким количеством задач за фиксированный промежуток времени справляется система.
Оценивая производительность процессора с помощью SPEC CPU, полагайтесь на полученные результаты. Обратите внимание, что чем выше окажутся полученные результаты, тем выше производительность.
# Оперативная память (RAM)
Виртуальная машина, создаваемая в облаке провайдера, представляет собой особое окружение для ОС и запускаемого программного обеспечения. Как и любой физический компьютер, ВМ использует необходимые ресурсы, в том числе оперативную память. Как происходит распределение ресурсов памяти в VMware ESX Server, рассмотрим несколько подробнее.
ESX использует высокоуровневые политики управления ресурсами для распределения целевой памяти между виртуальными машинами на основе текущей загрузки системы и параметров настройки ВМ.
Панель управления в vSphere Client
Перейдя в закладку Summary виртуальной машины в vSphere Client, остановимся на двух основных параметрах, имеющих отношение к памяти: Consumed Host Memory и Active Guest Memory.
Consumed Host Memory представляет собой количество физической памяти хоста ESX, выделенной отдельной виртуальной машине.
Active Guest Memory представляет собой количество памяти, которое активно используется гостевой операционной системой и вычисляется на базе статистических показателей.
Кроме того, на панели Summary в окне General можно заметить еще два важных параметра: Memory и Memory Overhead. Давайте рассмотрим, что они означают.
Memory – количество оперативной памяти, выделенное при создании виртуальной машины. Гостевая ОС не выйдет за указанные пределы и будет расходовать ресурсы в строго заданном диапазоне. Это же количество памяти будет отображаться внутри гостевой ОС.
Memory Overhead представляет собой количество памяти, которое может потребоваться гипервизору на поддержание работы ВМ сверх используемой памяти.
Обратите внимание, что при аренде виртуальных мощностей в виде RAM провайдер может гарантировать стопроцентный резерв оперативной памяти под клиента либо только какую-то часть. При этом стоимость оперативной памяти с частичной гарантией характеризуется значительно меньшей стоимостью, чем при стопроцентном резервировании под клиента.
# Виртуальный жесткий диск (HDD)
Арендуя вычислительные ресурсы, вы столкнетесь с вопросом конфигурации виртуального жесткого диска. Используя консоль управления vCloud Director, вы, конечно, не увидите внутреннюю кухню провайдера по части устройства и конфигурации систем хранения данных, а получите доступ к выбору размера дискового хранилища и его типа. В процессе создания ВМ пользователю предлагается выбрать один из типов шины виртуальных дисков (Bus type), а именно IDE и SCSI.
IDE-контроллеры
IDE-контроллеры работают в любой гостевой ОС.
SCSI-контроллеры
Принято считать, что виртуальные SCSI-диски работают несколько быстрее, чем IDE. В VMware vSphere доступны четыре вида SCSI-контроллеров, представляющих разный уровень производительности и поддержку ОС.
BusLogic Parallel считается наиболее поддерживаемым устройством в гостевых ОС и подходит для всех гостевых ОС кроме Windows Vista, Windows Server 2003, Red Hat Enterprise Linux 3 и NetWare.
LSI Logic Parallel и LSI Logic SAS предоставляют одинаковую производительность. Для гостевой ОС Windows Vista доступен только LSI Logic адаптер. LSI Logic характеризуется более высокой производительностью, чем BusLogic Parallel.
VMware Paravirtual (PVSCSI) считается самым производительным контроллером.
Важно! Выбор контроллера виртуальных дисков ВМ не зависит от того, какие диски используются на ESX-хосте. Дело в том, что все настройки виртуальной машины относительно конфигурации диска хранятся в виде файла с расширением .vmdk, которые могут находиться на любом носителе, будь то SSD-диск, флэш-карта или внешний USB-накопитель.
Однако облачная инфраструктура провайдера должна быть построена с использованием полноценной СХД. Если же поставщик использует дешевые и медленные диски, такой подход вряд ли обеспечит достаточную надежность и отказоустойчивость.
Типы дисков и производительность (IOPS, Latency)
Как известно, существует три типа дисков, которые в той или иной степени могут использоваться для конфигурации облачного хранилища: SATA, SAS, SSD. Рассмотрим каждый тип диска отдельно:
SATA – достаточно медленные диски относительно большого объема и низкой стоимости.
SAS-диски считаются более современным решением, характеризуются большей производительностью, но меньшим объемом.
SSD-диски представляют собой твердотельный накопитель, где отсутствуют подвижные механизмы. Такой накопитель работает по технологии flash, обеспечивая самые высокие скорости для операций чтения и записи.
Если провайдер решил выдать клиенту тот или иной тип диска в случае с системой хранения данных, нет никакой гарантии, что производительность, полученная на практике, будет соответствовать ожиданиям и запросам заказчика. Дело в том, что вопрос производительности имеет достаточно тонкую грань и напрямую зависит от ряда факторов, в том числе нагрузки, создаваемой другими потребителями облачной инфраструктуры.
Важно! Единственным реальным средством оценки производительности дискового пространства является IOPS, или количество операций чтения/записи за секунду времени, и Latency, или уровень задержек при обращении к дисковым носителям.
Уровень задержек при обращении к диску (Latency)
Для корректной работы практически любого приложения достаточным показателем Latency считается значение в 20 м/сек. В случае более высоких задержек производительность приложений значительно ухудшается. Соответственно, чем ниже Latency гарантирует облачный поставщик, тем лучше.
Количество операций чтения/записи (IOPS)
Для большинства типовых задач клиентов требуется производительность от 0,5 до 1 IOPS на 1 Гб дискового пространства.
Если провайдер гарантирует приемлемые значения этих показателей производительности, то клиенту нет необходимости разбираться в том, какие типы дисков он для этого использует.
Заключение
В этой статье мы познакомились с базовыми элементами облачной инфраструктуры в виде виртуального процессора, памяти и жесткого диска, которые представляют собой виртуальные мощности в IaaS, SaaS облаке провайдера. Арендуя вычислительные мощности, помните о том, что от правильности конфигурации каждого элемента инфраструктуры зависит работоспособность как самих приложений, так и виртуальной машины в целом.
RSS
