Владимирский государственный университет сделал выбор в пользу Hyper-V

Владимирский государственный университет — крупнейший государственный вуз в регионе. На его балансе состоят более 2500 ПК и свыше 50 серверов. В университете функционирует большое количество базовых и прикладных приложений и сервисов, пользователями которых являются студенты, сотрудники научно-исследовательских подразделений, административно-управленческий персонал. Вуз динамично развивается, а значит, постоянно растут и его потребности в сфере ИТ. Среди важных для университета задач — консолидация ИТ-инфраструктуры, повышение ее надежности и эффективности использования ресурсов, снижение затрат на обслуживание ИТ-активов.

Вначале в вузе был выполнен пилотный проект, который продолжался порядка четырех месяцев. В тестовой среде была развернута платформа виртуализации от Microsoft. В качестве эталонной модели была взята типовая архитектура Windows Server Reference Architecture (WSSRA), фрагменты которой были адаптированы под потребности вуза. После изучения, настройки и отработки основных возможностей, было принято решение о внедрении виртуализации в ИТ-среде университета.

Ситуация

Владимирский государственный университет — крупнейший государственный вуз в регионе. На его балансе состоят более 2500 ПК и свыше 50 серверов. В университете функционирует большое количество базовых и прикладных приложений и сервисов, пользователями которых являются студенты, сотрудники научно-исследовательских подразделений, административно-управленческий персонал. Вуз динамично развивается, а значит, постоянно растут и его потребности в сфере ИТ. Среди важных для университета задач — консолидация ИТ-инфраструктуры, повышение ее надежности и эффективности использования ресурсов, снижение затрат на обслуживание ИТ-активов.

В ноябре 2009 года стало очевидно, что средством для решения этих задач являются технологии серверной виртуализации, которые позволяют существенно сэкономить средства как на поддержание, так и на постепенное развертывание сервисов, и предоставляют более гибкие возможности для управления ИТ-средой и ее дальнейшего масштабирования. На тот момент в вузе использовалось свыше 30 серверов. Большинство из них были недостаточно надежными и производительными, морально устаревшими. Поэтому необходимо было заменить как аппаратную составляющую ЦОД, так и платформу управления.

В вузе рассматривали две платформы виртуализации: Microsoft Hyper-V и VMware.

Преимуществами Hyper-V стали простота внедрения и эксплуатации (для развертывания и поддержки VMware требовалось дополнительное обучение), как следствие — более высокая скорость внедрения. Все критические приложения в университете работали под операционными системами и сервисами Microsoft, поэтому Hyper-V, оптимизированный для поддержки «родной» среды, был более предпочтителен и надежен в том, что касается и развертывания виртуальных машин, и миграции из физической среды в виртуальную, и поддержки стабильного полноценного функционирования. Кроме того, Microsoft предлагал развитую систему мониторинга инфраструктуры — пакет System Center. И если платформа VMware управляла только виртуальной средой, то Microsoft System Center интегрировал в единой консоли управление физическими и виртуальными серверами и клиентской частью. Немаловажным стал и тот факт, что Microsoft предлагает вузам лицензии по специальной программе Software Assurance Academic, позволяющей оптимизировать затраты и распределить их на несколько лет.

По этим причинам основной платформой виртуализации в вузе была выбрана Hyper-V. Тем не менее, в университете используется и система на основе VMware ESXi, лицензированная для академического использования. Обе эти платформы внедрялись одновременно, что позволило ИТ-специалистам сравнить на практике возможности этих продуктов.

Решение

Вначале в вузе был выполнен пилотный проект, который продолжался порядка четырех месяцев. В тестовой среде была развернута платформа виртуализации от Microsoft. В качестве эталонной модели была взята типовая архитектура Windows Server Reference Architecture (WSSRA), фрагменты которой были адаптированы под потребности вуза. После изучения, настройки и отработки основных возможностей, было принято решение о внедрении виртуализации в ИТ-среде университета.

Масштабный проект внедрения технологий виртуализации начался с закупки и установки более мощного и современного серверного оборудования IBM и HP. На его основе были сформированы два ЦОД, каждый из которых был ориентирован на решение своих задач. Первый ЦОД рассчитан на поддержку делопроизводства и научной деятельности. Он развернут на 18 лезвиях IBM BladeCenter и 10 серверах HP Proliant, из которых около 20 физических серверов виртуализированы на базе Hyper-V, в том числе восемь серверов IBM организованы в формате отказоустойчивого кластера, что позволяет задействовать технологии CSV и Live Migration. Во втором ЦОД есть два отдельных физических сервера, также под управлением Hyper-V, на которых запущены критические для организации сервисы Active Directory с шестью контроллерами доменов.

Под виртуализацию приложений было отдано изначально 4 физических сервера, сейчас их уже 12. Приложения переносились в виртуальную среду последовательно, одно за другим — Lotus, Парус, библиотечная система, инфраструктура некоторых научных проектов (интернет-сайты, серверы приложений), вузовский портал на платформе Sharepoint, некоторые продукты семейства Forefront. Завершается миграция почтовой системы Exchange. Миграция происходила настолько плавно, что пользователи не ощущали никакого дискомфорта и лишь отмечали возросшую производительность и большую стабильность работы приложений.

При внедрении виртуализации использовались средства P2V, а также продукты System Center — Operations Manager, Configuration Manager, Virtual Machine Manager, Data Protection Manager, что существенно сократило затраты на миграцию. Позже, с выходом версии Hyper-V 2008 R2 SP1, появилась возможность использовать динамическое распределение памяти, то есть еще больше повысить эффективность оборудования.

Интеграция средствами Virtual Machine Manager (VMM) позволяет контролировать происходящее на обеих платформах, Hyper-V и VMware. VMM использует API-интерфейс консоли управления Virtual Infrastructure Manager от VMware и благодаря этому получает доступ к информации о серверах VMware. Таким образом, администратор получает единую картину обо всей виртуальной среде. Технология Performance and Resource Optimization (PRO), входящая в VMM, активирует механизмы наблюдения за виртуальными машинами, и в случае чрезмерной нагрузки на физический сервер часть виртуальных машин автоматически переносятся на другие серверы. Таким образом, повышается отказоустойчивость и производительность ЦОД.

В дополнение к VMM, предназначенным для организации виртуальной инфраструктуры, Configuration Manager (SCСМ) ориентирован на управление физическими ИТ-активами — более 50 серверами и более 2500 ПК. SCСМ отвечает за функционирование аппаратной части, ПО, установку обновлений и т.п. Среди прочих задач, SCСМ помог подготовить сеть к внедрению технологии защиты доступа Network Access Protection.

Operations Manager (SCOM) позволяет контролировать основные характеристики физических серверов, работающих под управлением как Windows, так и Linux. В случае возникновения инцидентов с оборудованием или прикладными системами, SCOM генерирует уведомления ИТ-администраторам. Через веб-консоль контроль может осуществляться удаленно. Резервирование серверов, физических и виртуальных, выполняется средствами Data Protection Manager (DPM).

Преимущества

«Виртуализация позволила повысить общую надежность систем и сервисов, сэкономить за счет консолидации на серверном оборудовании высокой производительности (в том числе с учетом расходов на электроэнергию и кондиционирование), а также, благодаря сокращению трудозатрат на администрирование и развитие. Поскольку мы используем одновременно две платформы виртуализации, Hyper-V и VMware, мы имеем возможность сравнивать их удобство, функциональность и эффективность. В нашем случае Hyper-V выигрывает по целому ряду факторов, таких как централизация, функциональность, совокупная стоимость владения. А продукты семейства System Center делают построенную гетерогенную систему гибкой и управляемой, а также позволяют осуществлять проактивный анализ возможности отказа с автоматической реакцией на инцидент», — утверждает директор Регионального центра новых информационных технологий ВлГУ Сергей Рощин.

Высочайшая надежность решения обеспечивается за счет использования отказоустойчивых конфигураций оборудования на физическом уровне и на уровне ОС. Время отказа практически сведено к нулю. ИТ-инфраструктура ЦОД адаптируется под растущие потребности вуза. При этом все данные надежно защищены от потери благодаря динамическому архивированию. Фактически в ЦОД воплощена идея предоставления ресурсов по требованию — ресурсы, такие как оперативная память или процессор, наращиваются быстро и без проблем, а неиспользуемые виртуальные машины могут быть убраны в архив.

Для сервисов инфраструктуры существенно снижена стоимость как оборудования, так и владения – большинство сервисов консолидированы на небольшом количестве современных физических машин с большим запасом по масштабированию и надежности.

В университете создана и постоянно обновляется библиотека образов, позволяющая даже технически не подготовленным пользователям быстро создавать виртуальные машины с заданными характеристиками. Так, виртуальные машины для административных подразделений и научных групп контролируются самими сотрудниками и аспирантами кафедр через портал самообслуживания. Виртуальные машины, используемые для обучения студентов, создаются преподавателями курсов перед занятиями или студентами непосредственно на занятиях. Таким образом, достигается возможность крайне гибкого и быстрого доступа студентов к различному ПО для изучения, сдачи контрольных работ. Использование не физической, а виртуальной среды защищает компьютеры в учебных классах от случайного повреждения операционной системы. Кроме того, на одних и тех же ПК без двойной загрузки и перенастройки можно использовать платформы Windows и Linux, такое всесторонне обучение способствует подготовке высококлассных специалистов.

Вместо 5-6 администраторов, теперь с управлением ИТ-инфраструктурой справляются два человека. Многие задачи больше не требуют выезда в удаленные корпуса, а решаются удаленно. Находясь дома или в командировке, через Интернет администраторы могут войти на любой сервер, независимо от того включен он или выключен, проверить его работу, удаленно установить ПО. Поскольку университет расположен в нескольких корпусах и имеет два филиала в других городах, это значительно сокращает сроки устранения неполадок. Раньше в ЦОД стояли 12 серверов, каждый из которых потреблял по 300-400 Вт. Сейчас ресурсы консолидированы на четырех машинах, каждая из них потребляет в моменты пиковых нагрузок по 200-300 Вт. Таким образом, с учетом технологий динамического управления энергопотреблением серверов, сокращение затрат за счет энергосбережения составляет минимум 4-5 раз.

По приблизительным оценкам, стоимость владения ЦОД снизилась более чем в 10 раз за счет сокращения количества компонентов, которые могут отказать, а также за счет внедрения технологий отказоустойчивого кластера и миграции онлайн. С момента внедрения виртуализации в конце 2009 года внеплановых простоев сервисов не случалось.