O que é virtualização de datacenter?

A virtualização de datacenter é o processo de abstrair a infraestrutura física de TI, servidores, armazenamento e rede, em recursos definidos por software que podem ser agrupados, automatizados e gerenciados como um ambiente unificado. Em vez de dedicar servidores físicos individuais a cargas de trabalho únicas, a virtualização permite que várias cargas de trabalho compartilhem o mesmo hardware, melhorando a utilização, a flexibilidade e a eficiência operacional em todo o datacenter.

Para organizações sob pressão para modernizar a TI enquanto controla os custos, a virtualização de datacenter fornece uma base estratégica. E as apostas estão aumentando. Analistas do setor projetam que a computação em nuvem mudará de tecnologia disruptiva para necessidade comercial até 2028, com previsão de gastos com Public Cloud no mundo todo excedendo US$ 1 trilhão até 2027. A virtualização é a base técnica que torna essa transição possível.

Enquanto isso, a aquisição da VMware pela Broadcom interrompeu as estruturas de preços, os modelos de licenciamento e as opções de suporte em toda a empresa. As organizações com visão de futuro não estão apenas perguntando se devem permanecer no VMware, mas repensando como criar arquiteturas flexíveis que possam se adaptar, independentemente da plataforma de virtualização que escolherem.

Evolução da virtualização de datacenter

A tecnologia de virtualização tem raízes desde a década de 1960, quando a IBM foi pioneira em conceitos de máquinas virtuais para computadores mainframe. Mas a era moderna começou no final da década de 1990 com tecnologias de virtualização x86 que transformariam a TI corporativa.

Os primeiros produtos de virtualização da VMware em 1999 foram um ponto de virada, levando a virtualização a servidores x86 de commodity. A adoção inicial foi impulsionada pela consolidação do servidor, executando várias cargas de trabalho em uma única máquina física para melhorar as taxas de utilização de hardware. Os servidores não virtualizados normalmente operam com apenas 12% a 18% de utilização, de acordo com o Natural Resources Defense Council. A virtualização leva essas taxas para 60% ou mais.

Em meados da década de 2000, a virtualização expandiu além dos servidores:

• Virtualização de armazenamento: Abstrair o armazenamento físico em recursos agrupados e gerenciados centralmente
• Virtualização de rede: Desacoplamento de serviços de rede do hardware subjacente
• Virtualização de desktop: Centralização de ambientes de desktop em servidores de datacenter para acesso remoto

O próximo marco importante foi o surgimento de datacenters definidos por software (SDDC, Software-Defined Data Centers), onde a computação, o armazenamento e a rede são virtualizados e gerenciados por meio da automação de software. A arquitetura SDDC estende o conceito de virtualização de tipos de recursos individuais para todo o datacenter, permitindo provisionamento e orquestração orientados por políticas.

Hoje em dia, a virtualização de datacenter continua evoluindo com tecnologias de contêiner, microVMs e computação sem servidor. A mudança mais significativa é a extensão da virtualização para além dos ambientes locais em nuvens públicas, criando arquiteturas de hybrid cloud que abrangem vários ambientes.

Tipos de virtualização de datacenter

A virtualização de datacenter não é uma tecnologia única. É um conjunto de abordagens relacionadas, cada uma direcionada a uma camada de infraestrutura diferente.

Virtualização de servidor

A virtualização de servidor é a forma mais estabelecida, usando um hipervisor para particionar um servidor físico em várias máquinas virtuais (VMs, Virtual Machines). Cada VM executa seu próprio Operating System e aplicativos isoladamente. Essa é a base dos datacenters mais modernos.

Virtualização de armazenamento

A virtualização de armazenamento agrupa o armazenamento físico de vários dispositivos em uma única unidade lógica gerenciada por meio de software. Ele elimina silos de armazenamento, simplifica o gerenciamento de capacidade e permite serviços avançados de dados, como provisionamento thin, camadas automatizadas e replicação, tudo sem vincular operações a hardware específico.

Virtualização de rede e SDN

A virtualização de rede abstrai switches, roteadores e firewalls em construções definidas por software. A rede definida por software (SDN, Software-Defined Networking) leva isso adiante separando o plano de controle de rede do plano de dados, permitindo gerenciamento, programabilidade e automação centralizados. Combinado com a virtualização de datacenter, o SDN permite provisionamento mais rápido de serviços de rede e segurança mais rígida por meio da microssegmentação.

Virtualização de desktop (VDI, Desktop Virtualization)

A infraestrutura de desktop virtual (VDI, Virtual Desktop Infrastructure) hospeda ambientes de desktop em servidores centralizados em vez de endpoints individuais. Os usuários acessam seus desktops remotamente de qualquer dispositivo com uma conexão de rede. A VDI simplifica o gerenciamento de desktops, fortalece a segurança mantendo os dados no datacenter e dá suporte ao trabalho remoto em grande escala.

Virtualização de aplicativos

A virtualização de aplicativos separa aplicativos do Operating System subjacente, empacotando-os em contêineres isolados ou ambientes virtuais. Isso permite que os aplicativos sejam executados em qualquer sistema compatível sem instalação tradicional, simplificando a implantação e reduzindo conflitos entre aplicativos.

Principais componentes da virtualização de datacenter

Hypervisor: A base

No centro da virtualização está o hipervisor, uma camada de software que abstrai o hardware físico e aloca recursos para máquinas virtuais. Os hipervisores vêm em dois tipos:

• Os hipervisores tipo 1 (bare-metal) são instalados diretamente no hardware e gerenciam VMs sem um Operating System subjacente. Exemplos incluem VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, KVM e Nutanix AHV.
• Os hipervisores tipo 2 (hospedados) são executados em um Operating System convencional. VMware Workstation e Oracle VirtualBox são exemplos comuns, normalmente usados para desenvolvimento e teste em vez de cargas de trabalho de produção.

O hipervisor gerencia a CPU, a memória, o armazenamento e a alocação de rede em todas as VMs em um host, mantendo o isolamento entre as cargas de trabalho enquanto permite recursos como migração ao vivo, movendo a execução de VMs entre hosts físicos sem tempo de inatividade.

Recursos virtualizados de computação, armazenamento e rede

A virtualização de servidor transforma recursos de computação física em pools que podem ser alocados dinamicamente. As principais construções incluem máquinas virtuais, pools de recursos e alocação de CPU/memória virtual.

A virtualização de armazenamento abstrai o armazenamento físico em recursos lógicos gerenciados centralmente. A escolha da arquitetura de armazenamento afeta diretamente o desempenho da virtualização. As abordagens tradicionais muitas vezes criam silos de armazenamento, enquanto uma plataforma de armazenamento unificado fornece desempenho uniforme e gerenciamento simplificado em todas as cargas de trabalho virtualizadas.

A virtualização de rede cria redes virtuais provisionadas e gerenciadas de forma independente da infraestrutura física, proporcionando agilidade para modificar e proteger rapidamente a conectividade de rede para cargas de trabalho virtualizadas.

Gerenciamento e orquestração

Juntar esses componentes é uma camada de gerenciamento e orquestração que fornece controle unificado sobre o ambiente virtualizado, incluindo monitoramento de recursos, provisionamento automatizado, planejamento de capacidade e gerenciamento do ciclo de vida. Em ambientes SDDC, essa camada pode automatizar toda a pilha de infraestrutura por meio de fluxos de trabalho orientados por políticas.

Benefícios comerciais da virtualização de datacenter

Otimização de recursos e economia

A virtualização melhora consideravelmente a utilização de recursos. A análise do setor indica que as empresas normalmente observam melhorias na utilização de hardware de 15% a 65% após a adoção da virtualização, reduzindo o espaço físico do hardware em aproximadamente 40% e o consumo de energia em até 30% em implantações de grande escala.

Benefícios de custo específicos incluem:

• Maior utilização de hardware: Consolidação de várias cargas de trabalho em menos servidores físicos
• Redução do espaço físico do datacenter: Redução significativa dos requisitos de espaço
• Redução do consumo de energia: Redução dos custos de energia e refrigeração
• Ciclo de vida estendido do hardware: Migração de cargas de trabalho para servidores mais novos no seu próprio ritmo

Maior agilidade operacional

• Provisionamento acelerado: Implantação de novos servidores virtuais em minutos, em vez de dias ou semanas
• Alocação dinâmica de recursos: Realocar recursos de computação, armazenamento e rede com base na demanda real
• Desenvolvimento e teste simplificados: Criar ambientes isolados dev/test rapidamente e descartá-los quando terminar
• Manutenção simplificada: Executar operações como correção e upgrades com o mínimo de interrupção por meio da migração dinâmica

Maior continuidade e segurança de negócios

A virtualização transforma a Disaster Recovery, tornando a proteção abrangente mais alcançável e econômica. As máquinas virtuais podem ser replicadas para locais secundários, com snapshots para Point-in-Time Recovery e falharam automaticamente na infraestrutura em espera.

A virtualização também oferece benefícios de segurança por meio do isolamento e da segmentação da carga de trabalho. As VMs operam de forma independente, contendo incidentes de segurança nas máquinas afetadas, enquanto a microssegmentação limita o movimento lateral no datacenter.

Fundamentos para a estratégia de hybrid cloud

Uma estratégia de virtualização bem desenvolvida serve como base para a adoção da hybrid cloud. Ao abstrair cargas de trabalho do hardware subjacente, as organizações criam modelos operacionais uniformes em ambientes locais e na nuvem, permitindo a mobilidade da carga de trabalho. Isso é especialmente importante, pois os modelos de computação em nuvem, como infraestrutura como serviço (IaaS, Infrastructure as a Service as a Service), plataforma como serviço (PaaS, Platform as a Service) e software como serviço (SaaS, Software as a Service), continuam a remodelar a forma como as organizações consomem recursos de TI.

Abordagens de implementação e práticas recomendadas

Avaliação e planejamento

Comece com uma avaliação detalhada do seu ambiente atual e dos requisitos de negócios:

• Análise da carga de trabalho: Avalie os aplicativos quanto à adequação da virtualização, priorizando aqueles com demandas de recursos baixas a moderadas
• Avaliação da infraestrutura: Documente a infraestrutura atual de servidor, armazenamento e rede, incluindo taxas de utilização
• Alinhamento de negócios: Defina objetivos e estabeleça critérios mensuráveis de sucesso
• Avaliação de habilidades: Avalie a experiência em virtualização da sua equipe e identifique lacunas de treinamento

Estratégia de implementação em fases

Implemente a virtualização em fases cuidadosamente gerenciadas:

1. Implantação piloto: Comece com cargas de trabalho não críticas para validar a arquitetura e desenvolver a confiança da equipe
2. Implementação da produção: Migre gradualmente as cargas de trabalho de produção, começando com aplicativos menos sensíveis
3. Otimização e expansão: Concentre-se no ajuste de desempenho, no planejamento de capacidade e na expansão da virtualização para camadas adicionais de infraestrutura

Gerenciamento e alocação de recursos

1. VMs do tamanho certo: Aloque recursos com base em requisitos reais de carga de trabalho, não em estimativas de pico
2. Evite o compromisso excessivo: Monitore padrões de uso e ajuste alocações para evitar contenção de recursos
3. Implemente o monitoramento: Implante ferramentas que forneçam visibilidade da CPU, memória, armazenamento e utilização da rede em todo o ambiente virtualizado
4. Automatize tarefas de rotina: Use a automação para provisionamento, patching e balanceamento de carga de trabalho para reduzir o esforço manual e o erro humano

Desafios e limitações

A virtualização de datacenter não é sem desvantagens. Entender esses desafios antecipadamente pode ajudar as organizações a se planejarem com eficácia.

• A expansão da VM é um dos problemas mais comuns. Como o provisionamento de VMs é fácil, as organizações muitas vezes criam muito mais do que precisam e se esquecem de descomissioná-las. VMs não utilizadas ainda consomem recursos e complicam o gerenciamento.
• A contenção de recursos ocorre quando várias VMs competem pelos mesmos recursos físicos. Sem o planejamento adequado da capacidade e os controles de qualidade de serviço, as cargas de trabalho exigentes podem degradar o desempenho de outras VMs no mesmo host, o problema do "vizinho barulhento".
• Os riscos de segurança são únicos em ambientes virtualizados. As vulnerabilidades do hipervisor podem expor todas as VMs em um host. Ataques entre VMs são possíveis se o isolamento da rede for configurado incorretamente. Além disso, os ambientes de virtualização representam uma parcela crescente das superfícies de ataque cibernético corporativo, o que torna os patches e os controles de acesso essenciais.
• A complexidade do licenciamento tornou-se uma grande preocupação, principalmente após mudanças recentes no cenário de licenciamento da VMware. As organizações devem avaliar cuidadosamente os modelos de licenciamento ao selecionar hipervisores, pois os custos podem variar drasticamente com base na contagem de CPU, na camada de recursos e no nível de suporte.
• As lacunas de habilidades podem retardar a adoção. Gerenciar ambientes virtualizados requer experiência diferente do gerenciamento da infraestrutura física, e as estratégias de vários hipervisores agravam o desafio das habilidades.

Considerações de armazenamento para datacenters virtualizados

O armazenamento frequentemente tem o impacto mais significativo no desempenho geral da virtualização, na escalabilidade e na flexibilidade operacional.

Por que o armazenamento é importante

O desempenho do armazenamento afeta diretamente a experiência do usuário em ambientes virtualizados:

• Concentração I/O: A virtualização consolida I/O de várias cargas de trabalho em armazenamento compartilhado, ampliando a demanda.
• Efeitos ruidosos sobre o vizinho: Uma única carga de trabalho exigente pode degradar o desempenho de todas as outras VMs no mesmo armazenamento.
• Complexidade de gerenciamento: As arquiteturas de armazenamento tradicionais muitas vezes exigem expertise especializada e configuração manual.
• Limites de escalabilidade: Arquiteturas de armazenamento rígido podem se tornar gargalos conforme o ambiente virtualizado cresce.

Requisitos avançados de armazenamento

Os datacenters virtualizados atuais exigem armazenamento com recursos específicos:

• Latência baixa e uniforme: Desempenho previsível, independentemente da combinação de cargas de trabalho
• Escalabilidade não disruptiva: Adição de capacidade e desempenho sem tempo de inatividade ou migração de dados
• Serviços avançados de dados: snapshots, clonagem e replicação sensíveis a VM integrados à plataforma
• Automação e integração de API: Integração nativa com orquestração de virtualização e plataformas Kubernetes

Uma abordagem de armazenamento unificado reduz a complexidade, melhora o desempenho e oferece flexibilidade para evolução futura, seja expandindo no local ou estendendo-se para a nuvem.

Tendências futuras na virtualização de datacenter

Convergência de VMs e contêineres

As máquinas virtuais e os contêineres tradicionais estão convergindo. Tecnologias como KubeVirt permitem executar VMs em clusters Kubernetes, fornecendo uma ponte entre arquiteturas tradicionais e nativas de nuvem. Isso significa que as empresas não precisam escolher entre VMs e contêineres. Elas podem ser executadas em uma plataforma unificada.

Estratégias de vários hipervisores

Com o cenário de licenciamento da VMware em fluxo, as empresas estão adotando cada vez mais abordagens de vários hipervisores. Executar cargas de trabalho em VMware, KVM, Nutanix AHV ou Microsoft Hyper-V reduz a dependência de fornecedores e oferece flexibilidade para colocar cargas de trabalho na melhor plataforma para seus requisitos.

Otimização orientada por AI

A Artificial Intelligence está transformando o gerenciamento da virtualização. A alocação preditiva de recursos, a detecção de anomalias e a otimização automatizada reduzem a sobrecarga manual e evitam problemas de desempenho antes que afetem os usuários. As plataformas de gerenciamento com inteligência AI podem analisar padrões em milhares de VMs e recomendar ou executar otimizações em tempo real.

Virtualização de borda e modelos baseados em consumo

A virtualização está se estendendo a locais de borda com plataformas leves desenvolvidas para ambientes com recursos limitados. Ao mesmo tempo, a virtualização é cada vez mais consumida como serviço, com modelos de assinatura alinhando os custos de infraestrutura com o uso real, em vez de investimento de capital inicial.

Criação de uma base de virtualização pronta para o futuro

A vantagem mais significativa de uma estratégia de virtualização bem desenvolvida é a adaptabilidade. As organizações precisam de infraestrutura que possa evoluir conforme os requisitos mudam, as tecnologias avançam e os cenários dos fornecedores mudam.

A base dessa adaptabilidade é uma arquitetura de armazenamento que oferece desempenho uniforme, serviços de dados e gerenciamento em todos os ambientes. Ao implantar um armazenamento que não está vinculado a uma plataforma de virtualização específica, as organizações mantêm a liberdade de escolher o caminho certo para cada carga de trabalho.

O FlashArray e o FlashBlade® da Everpure. Eles oferecem o desempenho, a densidade e os serviços de dados que os ambientes virtualizados exigem, com latência inferior a milissegundos, Redução de dados automática e snapshots sensíveis a VM por meio do SafeMode. O Evergreen//One (A Evergreen//A Evergreen//A Evergreen Storage oferece um modelo baseado em consumo que alinha os custos de armazenamento com o uso real, enquanto a Portworx® estende os serviços de dados para Kubernetes e cargas de trabalho em contêiner para organizações que buscam estratégias nativas da nuvem.

Essas soluções integram-se a todas as principais plataformas de virtualização, VMware, Hyper-V, KVM e Nutanix, enquanto fornecem upgrades não disruptivos que mantêm a base de armazenamento atualizada sem tempo de inatividade ou interrupção.

Para saber como o Everpure pode dar suporte à sua estratégia de virtualização, acesse as páginas de soluções de hybrid cloud e soluções de virtualização.