Virtualização de servidores: a tecnologia do VPS

Virtualização de Servidores

Neste artigo vamos responder às seguintes perguntas: O que é virtualização de servidores? Quais os benefícios dessa técnica? Quais os principais modelos? Como funciona na prática e quais as principais soluções comerciais disponíveis no mercado? Qual sua influência no mercado de hospedagem de sites?

A virtualização de servidores é uma técnica de implementação de servidores virtuais a partir de um único servidor físico. Devido às inúmeras vantagens que sua execução proporciona, essa tem sido uma tendência cada vez mais forte na área de TI. Os Servidores Virtuais Privados - VPS, são fruto da aplicação dessa tecnologia no segmento de hospedagem e data centers.

Ferramentas como OpenVZ, XEN e KVM são alguns exemplos de softwares utilizados na consolidação de máquinas virtuais em um único hardware. Ao final desse artigo você saberá os principais pontos sobre virtualização de servidores e conhecerá três soluções de mercado consagradas.

O que é Virtualização de Servidores?

Virtualização de servidores é o particionamento de um servidor físico em servidores virtuais menores para maximizar a utilização dos recursos de hardware. Neste processo, o servidor em si fica encapsulado, escondido dos usuários finais. Por meio de um software, o servidor físico é dividido em múltiplas unidades virtuais, cada qual utilizando uma parcela dos recursos de hardware.

Os múltiplos ambientes virtuais criados são chamados de servidores virtuai.. Esses ambientes são comumente conhecidos no mercado como VPS - Virtual Private Servers, ou Servidores Privados Virtuais. Essas máquinas virtuais são vendidas principalmente por empresas de hospedagem de sites. São servidores dedicados, mas que funcionam como um servidor físico do ponto de vista do usuário, mas que na verdade são servidores virtuais implementados no serviço de hospedagem.

Uma aplicação interessante da VPS é a que também podem ser criadas em computadores caseiros. Muitos empreendedores e microempresários lançam mão de Servidores Privados Virtuais instalados em suas próprias máquinas para rodar sites, blogs e aplicativos de menor porte.

Essa é a abordagem diretamente oposta à utilização de servidores dedicados reais, isto é, máquinas físicas usadas exclusivamente para um cliente de um serviço de armazenamento ou hospedagem.

O que é VPS?

Serviços de hospedagem que oferecem VPS são muito procurados devido ao seu custo-benefício equilibrado.

Virtualização de Servidores
  • Virtual significa que é se trata de apenas uma partição de uma máquina física na qual é instalado um Sistema Operacional em separado. Trata-se de uma máquina emulada, ou seja, virtual;
  • O Private/Privado do nome diz respeito ao fato de serem de uso exclusivo de um único cliente, o que é chamado no mercado de servidor dedicado.
  • O Server/Servidor do termo quer dizer que essa máquina virtual funciona da mesma forma que um servidor físico;

Uma aplicação muito comum dessa tecnologia é em servidores Web. Uma das maneiras mais comuns de prover serviços de web hosting de baixo custo é a utilização de VPS. Ou seja, ao invés de utilizar um computador para cada servidor web, vários servidores virtuais podem ser consolidados na mesma máquina e vendidos como Servidores Virtuais Privados.

Ainda que seja possível encontrar VPS de baixo custo, diferente da hospedagem compartilhada, não existem opções viáveis para ter um VPS grátis por tempo ilimitado.

Benefícios da virtualização de servidores

Os benefícios da virtualização de servidores são a grande razão de essa técnica ser tão importante no mundo de TI, em especial, na gestão e desenvolvimento de data centers. As principais vantagens são:

  • Aplicações isoladas;
    • Nos tradicionais servidores físicos, diversas aplicações são consolidadas em um único servidor. Por um lado, isso ajuda a manter o número de máquinas reduzido, por outro, causa problemas de compatibilidade entre as aplicações. Com servidores virtuais, é possível colocar as aplicações em sistemas operacionais dedicados de forma a eliminar as incompatibilidades.
  • Redução de custos e eficiência;
    • A consolidação de servidores virtuais em uma única máquina reduz os custos com hardware, refrigeração e energia. O TCO (Custo total de posse) fica reduzido devido ao aumento na eficiência no uso dos recursos de hardware e operação dedicada;
  • Desenvolvimento de Servidores Virtuais Privados;
    • Um VPS nada mais é do que um servidor virtual criado a partir de um software de virtualização. Além dos reflexos positivos para o data center e os seus serviços prestados, a possibilidade de comercializar os VPSs dá dinamismo e flexibilidade ao mercado de hospedagem. Também é uma ótima opção para microempresas e empreendedores estabelecerem seus próprios servidores e armazenarem suas aplicações e sites.

Gerenciamento e migração

  • Gestão da infraestrutura de datacenter;
    • A virtualização pode ser descrita também como uma forma de abstração. A experiência mostra que isso é ótimo para a gestão dos servidores. Os softwares utilizados como Xen, OpenVZ e KVM, possuem uma série de ferramentas e menus que facilitam a manutenção e administração da arquitetura de servidores virtuais.
  • Migração de máquinas virtuais;
    • Migração é o processo de mover um servidor virtual de um local de armazenamento para outro. Alguns profissionais de TI apontam essa possibilidade como uma das mais importantes vantagens da virtualização de servidores. A possibilidade de migração de servidores virtuais é uma ferramenta importante para as estratégias de recuperação em caso desastre e também para migrar cargas de trabalho dinamicamente em ocasiões de picos de demanda, dando mais flexibilidade para o operação do data center;
  • Capacidade instantânea;
    • A possibilidade de atender a um requerimento de um cliente de forma quase instantânea por meio da criação de um servidor virtual também é uma grande vantagem. No mundo físico, para criar um novo servidor é necessário tempo, ordens de compra, espaço físico disponível, dentre outros processos. A implantação de um servidor virtual é muito mais rápida e ágil. Esse é mais um ponto que aumenta a produtividade em servidores virtualizados.
  • Melhor utilização de recursos;
    • Com várias unidades virtuais compartilhando os mesmos recursos de hardware, a utilização desses recursos é otimizada, diminuindo a ociosidade e aumentando a taxa de utilização do hardware disponível;

Existem três modelos principais usados na virtualização de servidores. Na próxima seção vamos ver eles funcionam e quais são essas três abordagens.

Os 3 principais modelos para virtualização de servidores

Virtualização de Servidores

As principais abordagens para criação de servidores virtuais são:

  • Modelo de Máquinas Virtuais;
  • Modelo de Máquinas paravirtuais;
  • Virtualização a nível de sistema operacional;

Modelo de máquinas virtuais

Esse modelo é baseado no paradigma cliente-servidor. Cada cliente é uma cópia virtual da camada de hardware, mas em quantidades menores. Essa abordagem permite a instalação de diferentes sistemas operacionais e o cliente (servidor virtual) não possui conhecimento/acesso ao servidor (sistema operacional da máquina física).

Nesse modelo, a utilização de recursos do host(servidor) é feita por meio de um Hypervisor ou VMM(Virtual machine monitor), que coordena as instruções para a CPU. O monitor da máquina virtual é quem valida e coordena todos os acessos aos recursos de hardware do host. O VMware e o Microsoft Virtual Server são exemplos de aplicações que usam esse modelo.

Modelo de máquinas paravirtuais

Nesse modelo também existe a figura do VMM e o princípio de funcionamento também é o cliente-servidor. A diferença é que na PVM (paravirtual machine), o VMM faz modificações no código do sistema operacional do cliente. O Xen é um exemplo de software que utiliza esse modelo.

Virtualização a nível de sistema operacional

Ao contrário das duas primeiras abordagens, que utilizam o paradigma cliente-servidor, a virtualização a nível de SO opera apenas um único kernel de SO e apenas exporta as funcionalidades do sistema operacional do servidor para os clientes(servidores virtuais). Dessa forma, os sistemas operacionais virtuais devem utilizar o mesmo sistema operacional do servidor(diferentes distribuições do mesmo sistema são permitidas porém).

Essa arquitetura é caracterizada por eliminar as chamadas entre um camada de software e outra (SO do guest para So do host). Arquivos binários e bibliotecas instaladas no SO principal(host) podem ser compartilhadas com todos os servidores virtuais. OpenVZ e Solaris Zones são dois exemplos de ferramentas que utilizam esse modelo.

Principais ferramentas livres no mercado

Algumas soluções de mercado muito comuns são o OpenVZ, o Xen e o Kvm. Nesta seção você conhecer um pouco de cada uma e as diferenças entre elas. Vamos começar pelo OpenVZ, que como você já sabe, é uma software que utiliza o modelo de virtualização em nível do sistema operacional

OpenVZ

Virtualização de servidores - OpenVZ

O OpenVZ, ou Open Virtuozzo se preferir, é baseado na tecnologia de virtualização de nível de sistema operacional. É um software baseado no kernel e no sistema operacional Linux. As instâncias virtuais criadas pelo OpenVZ são comumente chamadas de containers, SVPs (servidores virtuais privados) ou AVs (ambientes virtuais).

É uma ferramenta concorrente ao FreeBSD jail e ao Solaris Zones. É utilizado com sistemas operacionais Linux..

Xen

Virtualização de Servidores - XEN

O Xen é um software livre para Linux utilizado para virtualização de servidores. É baseado no modelo de máquinas paravirtuais para criar um hypervisor e gerenciar múltiplos sistemas operacionais executados no mesmo hardware. O Software foi desenvolvido pela Fundação Linux e conta com apoio da importante fabricante de chips Intel.

KVM

Virtualização de Servidores - KVM

Por fim, temos o KVM. A sigla significa Kernel-based Virtual Machine. O software é uma solução de virtualização integrada ao Linux. Com o KVM é possível rodar vários sistemas operacionais diferentes, dentre eles: BSD, Haiku, ReactOS, Solaris e Microsoft Windows. Cada máquina virtual tem o seu próprio hardware virtualizado.

Além dessas três ferramentas, várias outras estão disponíveis no mercado, algumas delas foram também citadas no texto. A documentação disponível, suporte e usabilidade são fatores que devem ser levados em conta na hora de escolher uma delas.

Considerações finais

A virtualização de servidores implica em vários benefícios tanto de ordem técnica como financeiros. A possibilidade de migração de workloads e a agilidade para estabelecer um novo servidor virtual são grandes diferenciais em relação à abordagem puramente física, que fica limitada à instalação de equipamentos novos.

Os VPSs são frutos diretos da tecnologia de virtualização de servidores. Além de terem ótimo custo-benefício, são uma importante ferramenta para dinamizar os serviços de hospedagem de sites e maximizar a utilização de recursos por parte das empresas que atuam nesse nicho mercado.

A flexibilidade é um fator que aumenta a eficiência dos servidores virtualizados e existem várias ferramentas disponíveis no mercado, como o OpenVZ, Xen e o KVM. Muitas delas inclusive são Open Source e possuem extensa documentação disponível.

Confira a lista com as melhores empresas de VPS aqui!

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