Oponentský posudek k diplomové práci Příjmení a jméno autora
Bc. Filip Dlouhý
Obor/specializace studia
Informační technologie a management
Název práce
Virtualizace serverů ve středně velkém podniku
Podtitul práce Vedoucí práce
Ing. Lubomír Jankových, CSc
Datum diplomové práce
Duben, 2012
Cíl:
Cílem práce byl „Návrh virtualizace serverů ve středně velkém podniku a zajištění vysoké dostupnosti služeb pomocí clusteru.“.
Splnění cíle a rozbor diplomové práce: Autor se v první kapitole věnuje vysvětlení základních pojmů, kde se věnuje oblasti počítačových sítí a popisuje síťové technologie, topologie, referenční síťový model ISO/OSI, protokol ethernet a TCP/IP. Tímto, v uvozovkách úvodem pro vysvětlení základních pojmů, je popsáno 10 stran ze 77, přičemž se v dalších částech práce na tyto pojmy vůbec neodkazuje. Ve druhé časti první kapitoly jsou vyjmenovány a vysvětleny typické serverové služby u kterých je plánováno zvýšení dostupnosti, což je určitě vhodné a relevantní k dalšímu obsahu práce. Ve druhé kapitole kapitole se autor pokouší, vzhledem k tématu práce celkem logicky, vysvětlit co to je virtualizace a s jakými typy virtualizací se můžeme potkat. Je až s podivem, že pro vysvětlení virtualizace stačí autorovi pouhé 4 strany, na kterých zmiňuje serverovou, desktopovou a aplikační virtualizaci, ale už vůbec nezmiňuje virtualizaci síťovou a virtualizaci diskových systémů, které jsou pro serverovou virtualizaci výrazně relevantnější než virtualizace desktopová a aplikační, které se v celé práci dále již neobjevují a autor je ani nezvažuje v rámci budoucí implementace v prostředí jeho zaměstnavatele. Ve třetí kapitole autor vysvětluje různé druhy clusterů, což určitě není na škodu pro orientaci v problematice clusterů a sám autor nás informuje o tom, že se ve své práci bude zabývat clusterem pro vysokou dostupnost. Možná by stálo za to v práci zdůraznit, že klasická podniková serverová virtualizace přináší přímou výhodu právě jen v clusteru pro vysokou dostupnost a ostatní typy clusterů mohou sice serverovou virtualizaci využívat, ale serverová virtualizace sama tato ostatní řešení implicitně neřeší. Ve čtvrté kapitole autor analyzuje serverové prostředí a na základě naměřených dat dochází k závěru, že definované SLA metriky nejsou za pomocí stávající nevirtualizované infrastruktury splněny. Otázkou je, zda-li patnáct autorem definovaných metrik je dostačujících pro kvalitní monitoring, capacity palnning a trouble shooting výpočetního prostředí. Tato kapitola je určitě nejpřínosnější částí práce pro návrh virtualizace konkrétního prostředí, jelikož ukazuje nízké využití CPU a z dnešního pohledu malé nároky na paměť
RAM. Autor však nemonitoroval diskové a síťové systémy, takže nemá k dispozici informace pro optimální sizing sítě a hlavně výkonu diskového pole. V páté kapitole autor navrhuje novou infrastrukturu z pohledu hardwaru a virtualizačního softwaru. Autor si stěžuje na časté výpadky serveru způsobené stářím hardwaru, ale dle tabulky č.2 je zřejmé, že stáří všech serverů je vyšší než maximální možné supportovatelné stáří všemi dodavateli x86 hardwaru. Je zřejmé, že není defiovaný maximální výměnný cyklus hardwaru a neexistuje support (záruka) na servery. Chce-li autor nebo jeho zaměstnavatel dosáhnout požadované vysoké dostupnosti, pak se očekává, že hardwarové řešení bude alespoň minimálně hardwarově redundantní a stabilní. Není běžné, aby serverový hardware měl tak časté hardwarové poruchy a v případě takového chování by to měl řešit support dodavatele hardwaru. Dalším autorovým tvrzením je velká spotřeba energie. Podle informací na straně 49 je celková průměrná spotřeba stávající infrastruktury 1720 W. Nově zvažovaná infrastruktura (2x server, 2x FC swtch, 1x diskové pole se 30 disky) bude mít hrubým odhadem spotřebu 1600W [autorem dodatečně změženo a spotřeba je 1340W, což odpovídá odhadu jelikož s ukázalo, že v řešení nejsou použity FC switche], což znamená ušetření zhruba 0.38kWh, což i při ceně 5Kč za KWh by bylo za 3 roky provozu ušetření na energii pouhých 49.990Kč, což je v objemu ostatních IT investic a provozních nákladů celkem marginální. Volba hypervizoru zřejmě vychází ze znalosti produktů společnosti Microsoft a znalostí administrátorů v konkrétním prostředí. Autor nepopisuje způsob ani kritéria výběru, takže lze brát jen jako fakt, že konkrétní hypervizor je nejlepším v daném prostředí. Problématické je rovněž použití licenční politiky společnosti Microsoft a 2 ks licencí MS Windows Server 2008 Ent R2 umožňují legální běh pouze 4 virtuálních serverů v rámci celého HA clusteru, protože v jednu chvíli je možné nad každým hardwarovým uzlem clusteru provozovat maximálně čtyři instance OS Windows. Nevyužije se tedy inteligentní loadbalancing a problematický je i maitenance hardwaru bez výpadku virtuálních serverů. Je pravdou, že jestliže se v případě nutnosti odstávky HW budou vypínat servery mimo pracovní dobu, která je garantována v interním SLA, pak to není započítáno do výpadku, ale kvůli cca 20.000 Kč za jiné licencování IT přichází o jednu z největších výhod virtualizace – žívé migrace běžících systémů a tím zajištěnou bezvýpadkovou hardwarovou maitenance a fail over v rámci clusteru včetně fail backu. Dalším problémem je, že každá další licence MS Windows pro virtuální server bude potřeba zakoupit a každá další jedna licence stojí právě těch „ušetřených“ cca 20.000 Kč, takže výhodnost je z dlouhodobého hlediska diskutabilní. Šestá kapitola se zabývá použitím ITIL metodiky pro nasazení, provoz a kompletní životní cyklus virtualizovaného prostředí. Na tomto místě bych rád zdůraznil, že nejsem specialistou na ITIL, nicméně metodika ITIL a další podobné metodiky pro IT management mají velký smysl v enteprisech prostředích a v prostředích, kde se hojně využívá outsourcingu. Použití ITILu pro virtualizaci a provoz dvou fyzických serverů s 9-ti virtuálními servery, poskytujících běžné standardní služby, mi připadá velmi sofistikované, až bych řekl kontraproduktivní. Vhodnější by bylo zpracovat kvalitní “low level“ design jak pro hardware, tak pro zvažovanou virtualizační platformu, aby se předešlo vícenákladům a technickým problémům během implementace. Součástí low level designů by měl být i migrační a projektový plán včetně všech dopadů na okolní infrastrukturu. V případě, že je ve společnosti opravdu zaveden ITIL, pak se projektový plán velmi jednoduše namapuje na jednotlivé ITIL činnosti. Nicméně nelze než souhlasit s autorem, že jen kvalitním monitoringem definovaných SLA metrik je možné sledovat kvalitu IT služeb. Pozitivní rovněž je, že autor v ITILu objevil činnosti, které doposud neprovádějí a hodlají se je zavést. ITIL je v podstatě knihovna best-practicies a je vždy na konkrétní implementaci, které činnosti použít pro zkvalitnění IT služeb.
V závěru práce jsou zrekapitulovány jednotlivé časti diplomové práce a autor nám říká, že práce je rozdělena na část teoretickou (kap. 1-3) a praktickou (kap. 4-5). Cílem diplomové práce bylo vytvořit návrh virtualizace serverů. Domnívám se, že se to autorovi povedlo jen z části, návrh rozhodně není kompletní ani po technické, ani po finančně manažerské stránce a byl bych velmi překvapen, kdyby kvalitní CIO/CTO velkého holdingu, případně lokální finanční manažer měl na základě této práce dostatek kvalitních informací pro informované rozhodnutí, nakolik je obnova infrastruktury pomocí virtualizace pro společnost výhodná. V dnešní době však již není potřeba dokazovat, že serverová virtualizace je správná cesta, protože je již naprosto jasné, že žádná jiná cesta není a výhodné to určitě je. Nicméně kvantifikace úspor s dostatkem kvalitních informací pro management firmy, ruku v ruce s kvalitním technickým designem je zárukou úspěšného projektu a vyhnutí se případným vícenákladům. Soulad s „Metodickými pokyny“: Celkově se dá říci, že autor je zřejmě odborně zdatný v oblasti správy prostředí s operačnímí systémy Microsoft, nicméně serverová virtualizace je značně širší obor s přesahem do hardwarové infrastruktury, řešením vysoké dostupnosti a řízení kvality (QoS) na sdílených zdrojích. Z posudku je patrné, že se bohužel nedomnívám, že cíl diplomové práce byl úplně splněn a diplomová práce by si podle mého názoru zasloužila kvalitnější zpracování, bez zbytečného irelevantního textu, lepším vysvětlením důležitých technologií k hlavnímu tématu a hlavně zpracováním technicko finančního nákladového modelu na vlastnictví (TCO modelu) jednotlivých variant. Níže rekapituluji hlavní výhrady k diplomové práci: 1) Formální výhrady: a) Překlepy i) Tabulka 16: “Dostupnos [%] „ b) K terminologii – obecně mi připadá termín počítač natolik laický, že není vhodný do takto odborné diplomové práce. Vždy je možné najít odbornější termín nebo slovní spojení. Příklady: i)
“Server je obecně počítač“ na str. 19 je možné odborněji vyjádřit “Serverem označujeme výpočetní zdroj“. Obecně se dnes používá na vše termín zdroj (resource, compute resource, storage resource, apod.), který vyjadřuje nejen technický význam, ale i ekonomický význam ve smyslu, že každý zdroj musí být kompenzován finančními zdroji.
ii) „DNS server můžeme definovat jako počítač ...” na str.21 by bylo lepší formulovat jako “DNS server je serverová služba překládající jmenné názvy zařízení dostupných v síti na číselné adresy IP“ 2) Věcné výhrady: a) Počítačové sítě jsou pro serverovou virtualizaci velmi důležité, ale většina konkrétně popisovaných pojmů v první kapitole diplomové práce z oblasti počítačových sítí jsou irelevantní k jejímu dalšímu obsahu. Pro serverou virtualizaci jsou z pohledu sítí relevantní jiná technická témata typu VLAN, virtuální switch, distribuovaný virtuální
switch, NPAR, SR-IOV, VEPA, VN-TAG, apod. většinou spojená s první a druhou vrstvou ISO/OSI modelu. Technologie WLAN, topologie Token Ring, Mash, FullMash, dokonce ani protokol TCP/IP nemají přímou souvislost se serverovou virtualizací. Pro takto koncipovanou práci je však tato tématika zbytečně moc odborná a dalo by se jí elegantně vyhnout. b) Je s podivem, že se autor nezaměřil na porovnání hardwarové infrastruktury (network, compute, storage) a virtualizačního softwaru (hypervisorů) vhodného pro serverovou virtualizaci ve středně velké firmě? Diplomová práce, která si klade za cíl navrhnout serverovou virtualizaci, by se při výběru technologie neměla omezovat jen na jednu hardwarovou a virtualizační platformu, protože tím je výběr výrazně zůžen a není dostatečně objektivní. Určitě by měli být porovnány různé virtualizační platformy kromě Microsoft Hyper-V, jako jsou VMware vSphere, CITRIX Xen Server, Redhat Virtualization (KVM), apod. Určitě by stálo za to porovnat minimálně dvě platformy. U hardwarové infrastruktury by měl být zvolen stejný postup a porovnat infrastrukturu kromě společnosti HP rovněž od dalších dodavatelů enterprise infrastruktury jako jsou CISCO, DELL, EMC, IBM, NetApp, apod. c) V případě ITIL tématu je škoda, že se nerozpracovala myšlenka privatního cloudu, včetně servisního katalogu a definice SLA pro kokrétní infrastrukturní služby. To je pro dnešní IT manažery téma číslo 1. Pravdou však je, že v tak malém prostředí, které autor popisuje, je privátní IaaS cloud zbytečný a jeho implementace by byla zřejmě i neefektivní, stejně tak jako opravdová implementace ITIL metodologie. d) Na straně 31 autor vysvětluje cluster s rozložením zátěže (tzv. load balancer) a jako příklad uvádí load balancing databáze, čímž pravděpodobně myslí relační databázový systém, a pak by mne opravdu velmi zajímalo, jakým způsobem by konkrétní databázi load balancoval, jelikož to rozhodně není triviální úloha a nemá to žádnou přímou spojitost s tématem serverové virtualizace. e) Autorem definované metriky by bylo vhodné rozdělit na metriky pro softwarové služby a metriky hardwarové infrastruktury. Jsou to totiž dvě rozdílné kategorie služeb. Jedno je SaaS a druhé je IaaS. Přičemž infrastrukturní metriky omezené jen na vytíženost CPU, paměti a spotřebu mi přijdou jako dost omezené pro kvalitní trouble shooting, performace tunning a capacity planning. Určitě by bylo vhodné zavést i další kvantativní metriky spojené s hardwarovou infrastrukturou reprezentovanou sítí, diskovými subsystémy a také kvalitativní metriky jako jsou doby odezvy CPU, disků, sítě, apod. f) V kapitole 5.1 se autor pouští do návrhu hardwaru, ale je zřejmé, že nijak nemonitoroval diskové a síťové systémy, takže nemá k dispozici informace pro optimální sizing sítě a hlavně diskového pole. V návrhu se objevuje klasická chyba v sizingu diskového subsystému, což je postup vycházející pouze z potřebné diskové kapacity a nikoliv výkonu. Správný postup je změřit a kalkulovat požadovaný diskový výkon z pohledu serverů (diskové transakce – IOPS) a teprve potom řešit požadovanou kapacitu. g) V diplomové práci jsem nikde nenašel jakým konkrétním způsobem virtualizace zajistí vyšší dostupnost monitorovaných služeb. Na str. 50 je sice zmíněno, že pomocí clusteru lze dosáhnout zvýšní dostupnosti služeb až na 99.931%, ale žádné bližší informace o způsobu dosažení tam uvedeny nejsou. Díky zvolenému licencování není možné za chodu migrovat virtuální servery tak, aby bylo prostředí v souladu s MS EULA. Pomocí živé migrace virtuálních serverů se dosahuje vyšší dostupnosti v době upgradu HW serverů (BIOS, firmwary, upgrade hardwaru, apod.)
h) Diskutabilně použité licencování operačních systémů Microsoft Windows (str. 54). Pomocí navrženého licencování lze provozovat jen 4 virtuální instance v rámci celého clusteru tak, aby bylo možné využít všech funkcí virtualizace. Je pravdou, že v případě určitých provozních opatření a omezení je možné v rámci clusteru provozovat až 8 instancí MS Windows serverů. i) Z pohledu IT managementu mi chybí TCO kalulace na současnou (ASIS) a budoucí (TOBE) infrastrukturu tak, aby bylo možné vyčíslit konkrétní finanční a provozní přínosy přechodu. K tomu by bylo samozřejmě potřeba vědět jaké jsou aktuální investiční a provozní náklady, a také kvalifikovaně odhadnout jaké budou investiční a provozní náklady na novou zvirtualizovanou infrastrukturu. Z TCO kalkulací by bylo možné spočítat i ROI, případně payback nutné investice. V TCO modelu by měly být započítány investice, provozní náklady, implementační náklady a náklady na zaškolení personálu. Otázky k obhajobě diplomové práce: (1) Vysvětlete pojmy SLA, RPO, RTO, TCO (2) Obhajte investici do virtualizace z pohledu finančních úspor a technického zkvalitnění poskytovaných IT služeb. Doporučení práce k obhajobě: Diplomovou práci doporučuji k obhajobě. Hodnocení diplomové bakalářské práce: dobře Příjmení a jméno oponenta: Mgr. David Pašek
V Praze dne: 13. 5. 2012
Podpis oponenta: David Pašek v.r.
