Módulo 3 Equipos de servidor

1. Módulo 3Equipos de servidor Versión 1.0 21 de septiembre de 2011

2. Visión de conjunto de la tecnología de servidores estándar

3. Consumo energético y ahorro potencial de energía en los servidores de los centros de datos • El consumo energético de los servidores puede representar el 30-40% del consumo energético total de un centro de datos; • La adopción de medidas de hardware (por ejemplo, gestión de la energía) puede mejorar la eficiencia energética en un 15-30%; • Las medidas de software que implican una virtualización pueden conducir a un ahorro energético superior al 90% en áreas donde la virtualización se aplica de forma efectiva; • Los efectos positivos se duplican en cuanto a la refrigeración y las fuentes de alimentación se refiere.

4. Tipos de servidores en los centros de datos Blade Torre Bastidor (rack) Ordenador central

5. Servidores rack y servidores en torre

6. Ejemplos de un chasis blade y un blade de servidor típicos Chasis blade, servidores blade y servidores multinodo

7. Servidores de dos nodos y multinodo Servidor estándar de dos nodos Blade de dos nodos (SUN)

8. Conceptos generales de eficiencia energética para los servidores

9. Tipos de centros de datos Fuente: [Hint 2010]

10. Porcentaje de los diferentes tipos de servidor en los centros de datos Fuente: [Hint 2010]

11. Opciones de gestión de la energía desde el nivel de componente a nivel de sistema

12. Gestión de la energía desde el nivel de componente a nivel de sistema

13. Consumo energético y eficiencia de los procesadores Intel y AMD

14. Potencia de diseño térmico y potencia media de las CPU de AMD

15. Mejora de la eficiencia energética de una a otra generación de productos y CPUs G5 (2.66GHz, Xeon L5430) G6 (2.40 GHz, Xeon L5530) G7 (2.26 GHz, Xeon L5640)

16. Mejora de la eficiencia energética de una a otra generación de productos y CPUs G7 (2.26 GHz, Xeon L5640) G7 (3.07 GHz, Intel Xeon X5675)

17. Tecnología Turbo Boost de Intel

18. Enfoque para optimizar la capacidad de la fuente de alimentación – Limitación de energía Efecto de la limitación de energía Reducción de la demana energética máxima con la limitación de energía (estudio de caso HP)

19. Requisitos Energy Star de eficiencia para las fuentes de alimentación de los servidores

20. Requisitos Energy Star de factores de energía para las fuentes de alimentación de los servidores

21. Requisitos de eficiencia energética y de factores de energía en el programa 80plus

22. Punto de funcionamiento típico de las fuentes de alimentación según el estudio Energy Star

23. Utilización de los componentes hardware por diferentes tipos de cargas de trabajo

24. Gestión de la energía por perfil energético

25. Modos de ahorro energético a nivel de sistema operativo (por ejemplo, servidor Windows 2008)

26. Evaluación de las opciones de consolidación utilizando un software de apoyo (por ejemplo: Capacity Advisor) Perfiles de diferentes cargas de trabajo analizadas para la consolidación

27. Evaluación de las opciones de consolidación utilizando un software de apoyo Perfil de cargas de trabajo combinadas

28. Propiedades de las herramientas de planificación de CapacityEjemplo: HP Capacity Advisor • Recopilación de datos sobre la utilización de energía, núcleos de CPU, memoria, E/S de red y de disco • Visualización de la utilización de los recursos a lo largo del tiempo para cargas de trabajo controladas y de todo el sistema operativo en sistemas HP-UX y OpenVMS, y utilización de los recursos de las cargas de trabajo de todo el sistema operativo en los sistemas Microsoft Windows y Linux • Visualización de la utilización de los recursos de cargas de trabajo a lo largo del tiempo y agregación de la utilización por todo el continuum de partición • Preparación de informes sobre la utilización de recursos • Planificación de los cambios de sistema o cargas de trabajo y evaluación del impacto en la utilización de los recursos. • Evaluación del impacto de la utilización de los recursos para los cambios propuestos en la ubicación o tamaño de la carga de trabajo. • Evaluación de las tendencias para predecir necesidades de recursos.

29. Propiedades de las herramientas de gestión de la energíaEjemplo: Active Energy Manager IBM • Control y registro de datos sobre el consumo energético • Gestión de la energía: • estableciendo opciones de ahorro energético • estableciendo limitaciones de energía • automatizando las tares relacionadas con la energía • Configuración de dispositivos de medición, como PDUs y sensores • Visualización de eventos • Cálculo del gasto energético y ahorro energético estimado • Establecimiento de umbrales • Creación y establecimiento de políticas energéticas • Control de los equipos de refrigeración y energía relacionados con la informática

30. Opciones de ahorro energético para servidores blade y servidores multinodo

31. Beneficios de la tecnología multinodo y blade • Las ventajas principales de los sistemas blade son: • Alta densidad de procesamiento y poca demanda de espacio; • Tiempo reducido para el mantenimiento y expansión del sistema ya que es posible sustituir en caliente módulos y propiedades de gestión integradas; • Eficiencia energética algo mayor que los servidores rack si se optimiza la refrigeración y la gestión de la energía. • Las ventajas principales de los servidores multinodo son: • Menor coste y demanda de espacio en comparación con los servidores rack; • Consumo energético ligeramente menor dado que se comparten las fuentes de alimentación y los ventiladores.

32. Eficiencia de la fuente de alimentación de nivel platino para los chasis blade (80plus 2011) Eficiencia energética de los servidores blade Fuentes de alimentación

33. Eficiencia energética de los servidores blade en comparación con los servidores rack SPECpower_ssj2008 para servidores blade Dell M610 y servidores rack R610 de 1U: (2 x Intel Xeon 5670, 2,93GHz), julio/septiembre de 2010, SPEC

34. Definición de la capacidad de energía máxima tomando como base la limitación de energía Ejemplo de adaptación del volumen de energía utilizando la limitación de energía (HP) Establecimiento de la limitación de energía con Insight control (HP)

35. Enfoque para la optimización de la capacidad de las fuentes de alimentación S1 S2 S3 S4 S5 S6 Establecimiento de un grupo de trabajo junto con algunos expertos en materia de refrigeración y fuentes de alimetanción Comprobación de la gestión de la energía y opciones de limitación de energía de tu hardware Preparación de una optimización de primer orden de la demanda de capacidad de refrigeración / energía utilizando para ello calculadoras de energía facilitadas por los fabricantes Evaluación de la demanda energética real con las herramientas de gestión disponibles para ciclos de trabajo completos y establecimiento de limitaciones de energía teniendo en cuenta el pico de consumo eléctrico Adaptación de las necesidades de demanda eléctrica del sistema de refrigeración a un sistema ajustado basado en unas limitaciones definidas Adopción de medidas relevantes para el diseño de la refrigeración y la energía. Seguimiento continuado del uso y ajuste de la energía

36. Retos para los sistemas blade de alta densidad Retos Suficiente capacidad de refrigeración y adecuado diseño de refrigeración para hacer frente a altas densidades de calor Distribución de potencia suficiente (capacidad local de las unidades de distribución de potencia locales, cableado, etc.) Análisis a realizar Capacidad de energía disponible – distribución y capacidad de energía local, sistema de alimentación ininterrumpida Distribución y capacidad de refrigeración disponible – distribución y capacidad total de refrigeración/ uso para cargas locales de calor superiores Demanda de refrigeración del sistema blade

37. Diseño y refrigeración de los sistemas blade a nivel de centro de datos

38. Ventajas generales de la virtualización de servidores Consolidación y delimitación: aumento de la utilización de los servidores del 5-15% al 60-80% Optimización del desarrollo y los ensayos: una provisión rápida de servidores de prueba y desarrollo, reutilizando sistemas pre-configurados y fomentando la colaboración entre los desarrolladores Continuidad del negocio: reducción del coste y la complejidad de la continuidad del negocio (alta disponibilidad y soluciones de recuperación ante desastres), introduciendo sistemas completos en archivos individuales que pueden reproducirse y restaurarse en cualquier servidor meta Sistema operativo de escritorio: proteger los portátiles, las estaciones de trabajo y los PC no gestionados sin perjudicar la autonomía del usuario final, estableciendo una política de seguridad en el software de los equipos virtuales de escritorio

39. Virtualización de servidores

40. Visión global del mercado de productos de virtualización • VMWare ESX/ESXi, Vsphere • lanzado al mercado en 2001 • apoyo para los sistemas operativos huésped más comunes • potentes herramientas de gestión • Microsoft HyperV • poca demanda de memoria • se conecta en los entornos informáticos existentes • potentes herramientas de gestión • Citrix XENServer • forma rentable de implementar la virtualización

41. Ahorro energético logrado con la virtualización de servidores Ejemplo 1: virtualización de servidores+escritorios Fig. Virtualización de servidores+escritorios (SUN 2009)

42. Ahorro energético logrado con la virtualización de servidores Ejemplo 2: virtualización de servidores Virtualización de servidores en el Ministerio de Medio Ambiente alemán

43. Herramientas de software para planificar la virtualización y calcular el ROI/TCO (retorno de la inversión/coste total de propiedad) Propiedades • Detección de clientes, servidores y aplicaciones en todo el entorno informático • Realización de unas evaluaciones de virtualización y migración para los proyectos informáticos • Auto-preparación de informes y propuestas • Adaptación de las soluciones para ajustarlas tanto a los pequeños negocios como a las grandes empresas • Cálculo del ahorro energético y propuesta de virtualización • Informe y propuesta para la migración de los servidores: Windows Server 2008 y preparación de informes sobre “huéspedes virtualizados por hosts” • Propuestas e informes sobre la migración y virtualización de las aplicaciones Microsoft: consejos para la aplicación de la virtualización utilizando App-V.

44. Calculadora del ROI/TCO de Microsoft

45. Cálculo del TCO/ROI con la calculadora de VMWare

46. Cálculo del TCO/ROI con la calculadora de VMWare

47. Gestión de la energía con la migración de servidoresHerramienta DPM, de VMWare

48. Gestión de la energía con la migración DPMCaracterísticas de la herramienta de migración • Evaluación precisa de la demanda de recursos de las cargas de trabajo. Un error por exceso en la estimación puede llevarnos a un ahorro energético nada aconsejable, mientras que un error por defecto puede tener como consecuencia un rendimiento bajo y una infracción de los Acuerdos de Nivel de Servicios (SLA) sobre el nivel de recursos del DRS. • Evitar apagar y encender los servidores con demasiada frecuencia. A menudo, apagar y encender los servidores demasiadas veces puede perjudicar el rendimiento porque se requieren unas operaciones de VMotion innecesarias. • Reaccionar rápidamente ante un aumento repentino de las demandas de las cargas de trabajo de modo que el ahorro energético no perjudique el rendimiento. • Selección de los hosts adecuados a encender o apagar. Apagar un host de tamaño mayor con diversas máquinas virtuales podría infringir el límite de utilización meta de uno o más hosts de menor tamaño. • Redistribución inteligente de las máquinas virtuales una vez se hayan encendido o apagado los hosts introduciendo el DRS de manera continuada

49. Diferentes opciones de uso de la herramienta VMware DPM • Establecer VMware DPM en el modo automático y dejar que el algoritmo VMware DPM dicte cuándo encender o apagar los hosts. • Ajustar VMware DPM para que sea más conservador o más agresivo, cambiando el umbral DPM Threshold en los ajustes del clúster (Cluster Settings) o la opción avanzada de la razón demanda/capacidad meta. • Aumentar la razón demanda/capacidad meta. Para ahorrar más energía aumentando el uso de los hosts (consolidando más máquinas virtuales en unos pocos hosts), el valor de la razón demanda/capacidad meta podría aumentar desde un porcentaje por defecto del 63% a, por ejemplo, el 70%. • Usar VMware DPM para forzar el encendido de todos los hosts antes de las horas de oficina y después realizar el apagado selectivo de hosts cuando hayan pasado las horas punta de carga de trabajo.

50. Requisitos de energía y refrigeración tras la virtualización Adaptación a escala de la infraestructura según la carga Una información precisa sobre la demanda de capacidad de energía y refrigeración es crucial para asegurar que la capacidad de la infraestructura pueda adaptarse a los perfiles de carga cambiantes en el tiempo.