virtualizaÇÃo - avaliação de desempenho de máquinas virtuais utilizando benchmarks

Londrina-PR 2013

MURILO ALBEEST

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO

VIRTUALIZAÇÃO Avaliação de desempenho de máquinas virtuais utilizando benchmarks

Londrina-PR 2013

VIRTUALIZAÇÃO Avaliação de desempenho de máquinas virtuais utilizando benchmarks

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Norte do Paraná - UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro da Computação. Orientador: Hugo Vinicius Dias Silva

MURILO ALBEEST

AGRADECIMENTOS

Para que a finalização deste trabalho se concretizasse agradeço às

inúmeras pessoas que foram incentivadoras neste processo e seus ensinamentos

que serão a partir de agora essenciais em minha caminhada pessoal e profissional.

Agradeço a minha família pelo incentivo e pela colaboração;

Agradeço ao meu orientador Hugo Dias, pela ajuda na seleção do tema

deste trabalho, aos professores Rafael Bressan e Mauro Borges que partilharam

seus conhecimentos no decorrer do curso e aos demais professores;

Agradeço aos meus colegas de curso que compartilham comigo seus

conhecimentos.

E agradeço também todas as pessoas que de alguma forma

contribuíram para a concretização de mais essa etapa.

“Aprenda a confiar em si mesmo e aprenderá o grande segredo da vida.”

(Thomas Edison)

ALBEEST, Murilo. Virtualização: Avaliação de desempenho de máquinas virtuais utilizando benchmarks. 2013. 104 páginas. Trabalho de Conclusão de Curso Graduação em Engenharia da Computação – Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2013.

RESUMO

Com o avanço da tecnologia nos últimos anos, o conceito de máquina virtual tomou grande destaque, pois é uma forma de aproveitar o hardware de uma máquina física em um software capaz de criar instâncias virtuais dessa máquina, esse conceito vem tomando cada vez mais força. Atualmente muitas empresas já utilizam dessa tecnologia para fazer um melhor aproveitamento de hardware e software existentes. Este trabalho tem como objetivo fazer um estudo confrontante de performance entre os principais tipos de máquinas virtuais existentes, será utilizado no estudo o VMWare Player, Oracle Virtual Box e Microsoft Virtual PC. Também será desenvolvida um método para otimização de servidores físicos em máquinas virtuais, analisando os resultados que foram obtidos depois das alterações no ambiente. Palavras-chave: tecnologia, máquinas virtuais, desempenho, hardware, software.

ALBEEST, Murilo. Virtualization: Performance evaluation of virtual machines using benchmarks. 2013. 104 pages. Course Final Project in Computer Engineering – Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2013.

ABSTRACT

With the advancement of technology in recent years, the concept of virtual machine took great importance because it is a way to take advantage of the hardware of a physical machine into a software able to create virtual instances of this machine, this concept is increasingly taking force. Nowadays many companies already use this technology to make better use of existing hardware and software. The objective of this study is to make a confrontational study of performance between the main types of existing virtual machines will be used in the study VMWare Player, Oracle Virtual Box and Microsoft Virtual PC. Additionally, you will also develop a methodology for consolidating physical servers into virtual machines and also analyze the results that were obtained after migration.

Key-words: technology, virtual machines, performance, hardware, software.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Imagem se servidores modernos Dell ............................................ 17

Figura 2 – Modelos de servidores: Torre, Rack e Blade ................................. 18

Figura 3 – Arquitetura de máquinas virtuais .................................................... 22

Figura 4 – VMware Workstation em funcionamento ........................................ 27

Figura 5 – Virtual PC em funcionamento ......................................................... 28

Figura 6 – Virtual Box em funcionamento ....................................................... 29

Figura 7 – PCMark 04 ..................................................................................... 36

Figura 8 – Sandra 2012 ................................................................................... 37

Figura 9 – Performance Test ........................................................................... 37

Figura 10 – Crystal Mark ................................................................................. 38

Figura 11 – TestLab 2008 ............................................................................... 38

Figura 12 – Diagrama do ambiente a ser avaliado .......................................... 59

Figura 13 – Tela do Performance Monitor ....................................................... 60

Figura 14 – Diagrama do ambiente pós-mudança .......................................... 62

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Desempenho geral das VMs na Máquina 1 ................................... 47

Gráfico 2 – Desempenho geral das VMs na Máquina 2 .................................. 48

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Sistemas avaliados ........................................................................ 41

Tabela 2 – Itens testados pelos benchmarks .................................................. 41

Tabela 3 – Tabela de pontuações obtidas PCMark 04 ..................................... 42

Tabela 4 – Tabela de pontuações obtidas PCMark 04 ..................................... 42

Tabela 5 – Tabela de pontuações obtidas Performance Test ......................... 43

Tabela 6 – Tabela de pontuações obtidas Performance Test ......................... 43

Tabela 7 – Tabela de pontuações obtidas Sandra 2012 .................................. 44

Tabela 8 – Tabela de pontuações obtidas Sandra 2012 .................................. 44

Tabela 9 – Tabela de pontuações obtidas Crystal Mark .................................. 45

Tabela 10 – Tabela de pontuações obtidas Crystal Mark ................................ 45

Tabela 11 – Tabela de pontuações obtidas TestLab 2008 ............................... 45

Tabela 12 – Tabela de pontuações obtidas TestLab 2008 ............................... 46

Tabela 13 – Tabela de tempo gasto para os testes ........................................ 46

Tabela 14 – Exemplo cálculo de processamento necessário .......................... 56

Tabela 15 – Exemplo cálculo de memória necessário ..................................... 56

Tabela 16 – Características dos servidores .................................................... 59

Tabela 17 – Servidores, softwares detalhados ................................................ 60

Tabela 18 – Dados do monitoramento dos servidores .................................... 61

Tabela 19 – Cálculo de necessidade de processamento ................................ 62

Tabela 20 – Cálculo da necessidade de memória ........................................... 62

Tabela 21 – Cálculo da necessidade de disco ................................................ 63

Tabela 22 – Desempenho dos servidores pós-mudança ................................ 65

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

BIOS Entrada/Saída básica de Sistema

CPI Ciclos por instrução

I/O Entrada/Saída

LAN Local Area Network

MIPS Milhões de Instruções por segundo

SCSI Interface de sistema de computador

SO Sistema Operacional

TI Tecnologia da Informação

VMM Monitor de máquina virtual

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 13

2 OBJETIVOS ....................................................................................................... 15

2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................... 15

3 SERVIDORES .................................................................................................... 16

3.1 TIPOS DE SERVIDORES .............................................................................. 18

4 MÁQUINAS VIRTUAIS ....................................................................................... 19

4.1 DEFINIÇÃO FORMAL .................................................................................... 19

4.2 VIRTUAL MACHINE MONITOR ..................................................................... 21

4.3 VANTAGENS DO USO DE MÁQUINAS VIRTUAIS ....................................... 23

4.4 DESVANTAGENS DO USO DE MÁQUINAS VIRTUAIS ................................ 24

4.5 APLICABILIDADE DE MÁQUINAS VIRTUAIS ............................................... 25

4.6 EXEMPLOS DE MÁQUINAS VIRTUAIS ........................................................ 25

4.6.1 VMware ....................................................................................................... 26

4.6.2 Microsoft Virtual PC .................................................................................... 27

4.6.3 Virtual Box ................................................................................................... 28

5 TESTES DE DESEMPENHO ............................................................................. 30

5.1 BENCHMARK ................................................................................................. 31

5.2 POSSIBILIDADES DE BENCHMARK ............................................................ 31

5.3 MÉDIA DOS RESULTADOS .......................................................................... 32

6 AVALIAÇÃO DAS VMS ...................................................................................... 34

6.1 METODOLOGIA ............................................................................................. 34

6.1.1 Equipamento ............................................................................................... 34

6.1.2 Sistema Operacional ................................................................................... 34

6.1.3 Máquinas virtuais ........................................................................................ 35

6.1.4 Demais Aplicativos ...................................................................................... 39

6.1.5 Processo de Avaliação ................................................................................ 39

6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS ...................................................................... 41

6.3 CONCLUSÃO DO RESULTADO OBTIDO ..................................................... 48

7 OTIMIZAÇÃO DE SERVIDORES ...................................................................... 49

7.1 DEFINIÇÃO DE OTIMIZAÇÃO ....................................................................... 49

7.2 TIPOS DE OTIMIZAÇÃO ................................................................................ 50

7.3 BENEFICIOS .................................................................................................. 51

7.4 DESVANTAGENS .......................................................................................... 51

7.5 METODOLOGIA DE OTIMIZAÇÃO ................................................................ 52

7.5.1 Identificar os objetivos ................................................................................. 52

7.5.2 Avaliação da Infraestrutura ......................................................................... 53

7.5.3 Determinar servidores candidatos a se tornar uma VM .............................. 54

7.5.4 Projetar um ambiente otimizado ................................................................. 54

7.5.4.1 Processador ................................................................................................ 55

7.5.4.2 Memória ...................................................................................................... 56

7.5.4.3 Disco ........................................................................................................... 57

7.5.4.4 Rede ........................................................................................................... 57

8 IMPLEMENTAÇÃO DO AMBIENTE OTIMIZADO .............................................. 58

8.1 APRESENTAÇÃO DO AMBIENTE................................................................. 58

8.2 RESULTADO .................................................................................................. 64

CONCLUSÃO ............................................................................................................ 66

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 68

ANEXOS ................................................................................................................... 70

ANEXO A – Dados coletados nos testes de benchmarks da Máquina 1 .................. 71

ANEXO B – Dados coletados nos testes de benchmarks da Máquina 2 .................. 86

ANEXO C – Valores coletados do servidor de Arquivos anterior à mudança ......... 101

ANEXO D – Valores coletados do servidor de Chat anterior à mudança ................ 102

ANEXO E – Valores coletados do servidor de Arquivos pós-mudança ................... 103

ANEXO F – Valores coletados do servidor de Chat pós-mudança ......................... 104

13

1 INTRODUÇÃO

Durante a década de 60, pesquisadores da IBM desenvolveram uma

tecnologia que permitia a criação de máquinas virtuais, cujo foco seria aumentar a

facilidade de utilização simultânea dos equipamentos de alto desempenho

desenvolvida por eles. Desde seu desenvolvimento essa tecnologia vem sendo

aprimorada, entregando recursos aos seus usuários para, utilizar de forma conjunta

e independente os recursos de hardware dos servidores e máquinas comuns.

Com o passar dos anos, devido ao avanço tecnológico dos

computadores e o desenvolvimento de equipamentos empresariais potentes, o

conceito de máquina virtual comumente chamada de VM, que é derivado de Virtual

Machine, vem ganhando muita força. Isso fez com que pesquisadores e empresas

se manifestassem. O resultado dessas pesquisas é um crescente avanço

tecnológico na área da virtualização.

Devido ao crescimento do interesse científico e comercial sobre o

assunto, inúmeras empresas estão investindo no seu aprimoramento. Estas

empresas estão trabalhando para difundir seu significado, divulgando suas

facilidades, funcionalidades, enfim, seus pontos positivos. Entretanto é necessária

certa prudência a respeito de uma questão sobre as VMs: como planejar o

desempenho das diversas máquinas virtuais atualmente. Para isso, é preciso colher

informações como: quais são as máquinas físicas, quantas são, dados sobre o seu

funcionamento, sobre quais plataformas funcionam, além de outros fatores que

possam ser necessários para responder a esses questionamentos.

Esse trabalho tem como uma das metas propostas fazer um estudo

que compare o desempenho de máquinas virtuais utilizando virtualizadores de tipo II

(que será apresentado no Capítulo 4.2). Além das várias características

exemplificadas acima, foi necessário identificar as diversas informações a respeito

do desempenho dos computadores que são importantes para a realização desse

estudo, identificando quais as ferramentas disponíveis para condução dos estudos

de desempenho.

Para o alcance dos objetivos propostos, será realizado um método

de estudo para efetuar a otimização de máquinas físicas, onde, serão verificadas

todas as etapas necessárias para tornar mais simples e melhorar os ambientes

virtualizados, através da otimização de computadores físicos em menos

14

equipamentos, utilizando-se de um sistema de virtualização.

A definição de servidores, quando surgiram, quais suas principais

utilizações, aspectos de equipamentos, serão mostrados no Capítulo 3.

A explicação de máquinas virtuais e suas características marcantes,

bem como os tipos existentes e qual sua efetiva aplicação, serão mostradas no

Capítulo 4.

Os tópicos sobre os benchmarks serão discutidas no Capítulo 5.

Onde serão estudadas questões a respeito dos quesitos de desempenho das

máquinas em estudo. Além disso, são comentados os aspectos relativos a

benchmarks como seus tipos existentes e funcionamento.

No Capítulo 6, será abordado o método de avaliação das VMs e será

realizada a análise dos resultados obtidos através da execução dos testes em cima

do desempenho das máquinas.

No Capítulo 7, será descrito o processo de otimização de um

ambiente de produção, demonstrando as etapas necessárias para otimizar máquinas

físicas em máquinas virtuais. No Capítulo 8, será mostrado o resultado da

otimização do ambiente do Hospital Santa Casa de Cambé utilizando a metodologia

sugerida acima.

A conclusão apresenta as análises dos valores de desempenho

obtidas das VMs e também, do método de otimização.

15

2 OBJETIVOS

Demonstrar como funcionam as máquinas virtuais e através de

benchmarks, concluir qual monitor de VM tem melhor desempenho para ser

colocado em um ambiente de produção utilizando as características do ambiente de

testes. Para mostrar os resultados será feito o uso de gráficos de desempenho

comparativos, finalizando com a otimização do ambiente do Hospital Santa Casa de

Cambé.

2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Levantamento teórico sobre servidores;

- Levantamento teórico sobre máquinas virtuais;

- Analisar o desempenho de máquinas virtuais utilizando

arquitetura de virtualização de tipo II rodando sobre VMware

Workstation, Oracle Virtual Box e Microsoft Virtual PC;

- Definir um modo de otimização de máquinas físicas em

máquinas virtuais do tipo II;

- Analisar a estrutura que será otimizada;

- Analisar o resultado da otimização depois de realizada;

- Analisar o resultado geral proposto no projeto.

16

3 SERVIDORES

Em informática, servidor é um sistema de computação que

concentra as informações e fornece a uma rede de computadores, podendo ser essa

rede corporativa ou residencial. Os tipos de serviços que podem ser disponibilizados

pelos servidores podem ser de: correio eletrônico, impressão, web, firewall, arquivos

entre outros.

Segundo TANENBAUM (2003, p. 20) “se verificarmos o modelo

cliente/servidor em detalhes, conseguiremos ver que há dois processos envolvidos,

um na máquina cliente e um na máquina servidora. A comunicação toma a forma do

processo cliente enviando uma mensagem pela rede ao processo servidor. Então, o

processo cliente espera por uma mensagem em resposta”.

São chamados de clientes os computadores que interagem com

algum servidor enviando alguma requisição, e são servidores os que recebem a

interação de algum computador cliente, essas redes são conhecidas como tipo

cliente-servidor, geralmente utilizadas em redes que possuem de médio a grande

porte e também em redes onde a questão de segurança desempenha um papel

importante, nesse caso entram servidores de firewall e proxy. O termo servidor é

bastante aplicado a computadores com configurações superiores, porém um servidor

possa equivaler a um software ou a partes de um sistema computacional, ou

também a uma máquina que não seja necessariamente um computador.

A história de servidores tem relação com redes de computadores,

estas redes permitem a interação entre diversos computadores e com isso surgiu a

ideia de utilizar alguns computadores para prestar algum tipo de serviço para a rede,

enquanto outros se utilizariam desse serviço, os servidores ficariam responsáveis

pela primeira função. Com o aparecimento de grandes empresas e do

desenvolvimento de novas tecnologias e aumento do uso da internet, o

desenvolvimento e aperfeiçoamento das tecnologias de servidores aumentaram

consideravelmente.

Um servidor sempre espera por requisições de clientes, e os atende

em seguida entregando os dados solicitados, tem função de fornecer serviços de

rede em alguns casos e ainda pode se comunicar com outros servidores

intermediários para entregar alguma informação específica ao cliente. A Figura 1

mostra um modelo de servidor moderno.

17

Figura 1 – Imagem de servidores modernos Dell

Fonte: Dell, (2013)

O Hardware de servidores que possuem alta quantidade de

requisições de dados por parte dos clientes, possuindo aplicações específicas,

geralmente utilizam hardwares específicos, pois garantem uma maior confiança no

armazenamento dos dados e disponibilidade para horas que forem necessárias.

Muitos servidores se baseiam nas entradas de informações e nas

saídas das mesmas, o que implica em interfaces de saída e discos de alto

desempenho e confiança. O mais comum de se utilizar em servidores são discos

com o padrão SCSI que permite ligar diversos periféricos trabalhando juntos.

Devido ao fato de geralmente trabalhar com muitas entradas e

saídas, bem como executar informações que demandem uma quantidade grande de

recursos, os servidores precisam de processadores com maior velocidade, em

alguns casos multiprocessadores, que seria como ter mais um de um processador

trabalhando em conjunto, garantindo o desempenho. É importante lembrar que uma

boa quantidade de memória é importante para utilizar o cache de dados.

Como funcionam a todo o momento, servidores devem ter um

eficiente sistema de dissipação de calor o que implica no custo final do equipamento.

Outro tipo de hardware comum em servidores de alto desempenho são placas do

tipo hot-swapping no qual permite a troca de peças do servidor com ele em

funcionamento, garantindo que esse servidor fique o menor tempo possível

desligado.

Prevendo esses tipos de necessidades os fabricantes de servidores

desenvolvem placas mais robustas, um melhor esquema para ventilação dos

componentes e redundância e maior disponibilidade.

18

3.1 TIPOS DE SERVIDORES

Existem basicamente três tipos de servidores de grande porte que

são utilizados por empresas:

I. Em torre: Normalmente quem se utiliza desse tipo de servidor

são empresas menores, é possível configurar os

componentes do equipamento e são servidores mais

compactos.

II. Em rack: Normalmente empresas médias e maiores optam

por esse tipo de servidor pelo fato de serem mais finos,

geralmente utilizado em racks, pois em ambientes que

possuem varias máquinas, esse tipo de equipamento pode

diminuir o uso de espaço físico.

III. Blade: Possuem maior quantidade de processamento que os

outros modelos e utilizam menor consumo de energia. São

recomendados para empresas que necessitem de grande

capacidade de computação e planejam desenvolver um

datacenter.

A Figura 2 mostra um exemplo de cada tipo de servidor.

Figura 2 – Modelos de servidores: Torre, Rack e Blade

Fonte: Dell, (2013)

19

4 MÁQUINAS VIRTUAIS

Uma máquina virtual é uma forma de aproveitar o hardware de uma

máquina física utilizando um software, capaz de criar instâncias virtuais dessa

máquina, temos uma definição de fácil entendimento que é possível encontrar no

site da VMWare (2013) “A máquina virtual é um software totalmente isolado que

pode executar os próprios sistemas operacionais e aplicativos como se fosse um

computador físico. Uma máquina virtual se comporta exatamente como um

computador físico e também contém CPU, memória RAM, disco rígido e NIC

(Network Interface Card, placa de interface de rede) virtuais (isto é, com base em

software)”.

A arquitetura comum de VMs contempla um equipamento físico que

seria um servidor ou uma máquina que suporte a virtualização sobre a qual executa

o Monitor de Máquina Virtual (VMM).

De acordo com Laureano (2004), em busca do aumento do

desempenho, sempre que possível, o monitor dá permissão à máquina virtual para

executar, em modo usuário, diretamente sobre o hardware. O controle volta para o

monitor no momento no qual a máquina virtual tenta executar qualquer operação

que possa vir a afetar o funcionamento do ambiente, as operações de outras

máquinas virtuais ou do próprio hardware. Sempre que o controle vai para a

máquina virtual, ocorre uma simulação de segurança.

Atualmente, além de obter um melhor aproveitamento do alto poder

computacional das máquinas modernas, a virtualização é utilizada como forma de

interligar tecnologias (SMITH AND NAIR, 2005).

4.1 DEFINIÇÃO FORMAL

Segundo (POPEK AND GOLDBERG, 1974) definiram uma máquina

virtual da seguinte forma: “Uma máquina virtual é vista como uma duplicata eficiente

e isolada de uma máquina real. Essa abstração é construída por um “monitor de

máquina virtual” (VMM – Virtual Machine Monitor)”.

Esse VMM descrito por Popek e Goldberg, para funcionar de forma

eficientemente, deve atender alguns detalhes básicos: ele deve prover um ambiente

de execução aos programas essencialmente idênticos ao da máquina real.

20

Programas executando sobre uma máquina virtual devem apresentar no pior caso,

leves perdas de desempenho. Além disso, o monitor de máquina virtual deve ter

controle completo sobre os recursos do sistema real (o sistema hospedeiro). Dentre

esses requisitos, existem algumas características importantes a serem satisfeitas por

um monitor de máquina virtual ideal:

Controle de recursos: o monitor de máquina virtual deve ter

o controle completo dos recursos da máquina real: nenhum

programa executando na máquina virtual deve ter acesso a

recursos que não tenham sido explicitamente alocados a ele

pelo monitor, que deve intermediar todos os acessos. Além

disso, o monitor pode resgatar recursos previamente

alocados a qualquer instante;

Eficiência: grande parte das instruções do processador

virtual (o processador provido pelo monitor) deve ser

executada diretamente pelo processador da máquina real,

sem intervenção do monitor. As instruções da máquina

virtual que não puderem ser executadas pelo processador

real devem ser interpretadas pelo monitor e traduzidas em

ações equivalentes no processador real;

Equivalência: um monitor de máquina virtual provê um

ambiente de execução quase idêntico ao da máquina real

original. Todo programa executando em uma máquina virtual

deve se comportar da mesma forma que o faria na máquina

real; exceções podem resultar somente de diferenças nos

recursos disponíveis (memória, disco, etc), dependências de

temporização e a existência dos dispositivos de

entrada/saída necessários à aplicação;

Além dessas três propriedades básicas, outras propriedades são

frequentemente associadas a monitores de máquinas virtuais:

Isolamento: aplicações dentro de uma máquina virtual não

podem interagir diretamente (a) com outras máquinas

virtuais, (b) com o monitor de máquina virtual, ou (c) com o

sistema hospedeiro. Todas as interações entre entidades

21

dentro de uma máquina virtual e o mundo exterior devem ser

medidas pelo monitor;

Recursividade: alguns sistemas de máquinas virtuais exibem

também esta propriedade: deve ser possível executar um

monitor de máquina virtual dentro de uma máquina virtual,

produzindo um novo nível de máquinas virtuais. Neste caso,

a máquina real é normalmente denominada máquina de

nível 0;

Atualmente, o desenvolvimento de máquinas virtuais está voltado

principalmente para a utilização em computadores pessoais, que utilizam a

plataforma x86 e x64.

4.2 VIRTUAL MACHINE MONITOR

O Monitor de Máquina Virtual (VMM) é uma camada de software que

suporta a execução de múltiplas máquinas virtuais no mesmo hardware

compartilhando dos mesmos recursos. O Monitor fornece uma área de interação que

se faz ser parecido aos componentes da máquina física. O VMM organiza os

recursos reais do computador, transferindo-os para as máquinas virtuais. Além

disso, esta camada oferece um diferencial que não é encontrado nos sistemas

tradicionais.

Basicamente existem dois modelos para a criação de sistemas de

máquinas virtuais: sistemas do tipo I, conforme Figura 3a, o VMM é implementado

entre o hardware e os sistemas operacionais visitantes (guest operating system); os

sistemas do tipo II, conforme Figura 3b, o Monitor é implementado como um

processo em cima de um S.O convencional, denominado sistema hospedeiro (host

operating system). O monitor de Tipo II executa da mesma maneira que o Tipo I,

neste caso, o monitor simula todas as operações que o sistema anfitrião controlaria

(LAUREANO, 2004). Entretanto, em termos de desempenho, o modelo de tipo I leva

vantagens em relação à do tipo II, pois a sua camada de virtualização proporciona

acesso direto ao hardware. Este trabalho irá considerar a performance dos

ambientes de máquinas virtuais do tipo II.

22

Figura 3 – Arquitetura de máquinas virtuais

Fonte: Elaborado pelo autor

A utilização do Monitor surge a partir da combinação de quatro

propriedades principais. São elas:

A primeira refere-se à simplicidade e estabilidade da API, que

comparada com os sistemas operacionais indivisíveis, o VMM oferece uma visão de

sistema menor e mais estável, pois o VMM não faz nenhuma exigência funcional que

não seja emular o hardware físico. Considera-se também que VMMs são mais

adaptáveis, pois existem menos funcionalidades que devem ser alteradas caso

existam modificações no ambiente.

A segunda propriedade refere-se ao Suporte a S.O e aplicativos

antigos, através da emulação da visão de hardware, pois o VMM suporta a execução

de sistemas operacionais e aplicações antigas.

A terceira propriedade refere-se à capacidade de executar sistemas

completos, pois fazendo a emulação da camada de hardware da máquina, o VMM

suporta a execução de sistemas operacionais por sua totalidade de qualquer

modelo. Esta capacidade permite o deslocamento de sistemas por sua totalidade,

incluindo todas as aplicações e o estado atual do mesmo.

A quarta propriedade refere-se à implementação baseada em

software, que permite uma melhora de desempenho proporcionada com a utilização

de máquinas virtuais. Elas podem ser ligadas, desligadas e instaladas rapidamente,

sem as dificuldades das máquinas físicas. O VMM propiciando a arquitetura de

hardware e software para a máquina virtual.

O VMM possui algumas características básicas que podem ser

destacadas, entre elas está o ambiente de execução parecido à máquina original.

Qualquer programa que roda em uma máquina virtual deve rodar em uma máquina

23

real e vice-versa. Pode-se citar também que somente terá acesso a programas ou

funcionalidades as VMs que tenham tido explicitamente permissão para isso,

tomando controle da máquina, lembrando que um VMM pode recuperar o controle

de recursos previamente alocados.

Outra característica importante trata-se da eficiência, uma grande

porcentagem das informações do processador da máquina virtual deve ser

executada pelo processador da máquina real, sem interferência do VMM. No

entanto, algumas instruções que não conseguem e/ou não podem ser executadas

diretamente pelo processador real, são interpretadas pela Virtual Machine.

4.3 VANTAGENS DO USO DE MÁQUINAS VIRTUAIS

Uma grande quantidade de vantagens relacionadas ao uso de

máquinas virtuais pode ser listada devido a sua utilidade, algumas das que justificam

seu uso são:

As VMs podem ser usadas para diminuir o número de

servidores já que em apenas uma máquina física é possível

colocar várias virtuais, promovendo assim um melhor uso dos

recursos disponíveis e gerar economia nos custos

operacionais dos equipamentos;

Em alguns casos, aplicações específicas podem causar

incompatibilidade se instaladas na mesma máquina, utilizando

a virtualização é possível separar essas aplicações em

máquinas distintas sem precisar alocar um novo hardware;

Podem ser usadas para isolar aplicações não confiáveis ou

aplicações que necessitem de um nível de isolamento;

Possibilidade de fazer simulações de situações diferentes das

normais do cotidiano, montar ambientes de testes;

Testar configurações que necessariamente não estão

disponíveis no hardware da máquina física, porém são

possíveis de utilizar na máquina virtual como, por exemplo,

utilizar múltiplos processadores;

Pode ser usado para testar múltiplos sistemas operacionais

ao mesmo tempo, podendo fazer testes de compatibilidade de

24

hardware;

É possível fazer uma análise de erros com muitas

informações e também fazer a monitoração de desempenho

do S.O, isso sem perdas, pois está sendo utilizada uma

quantidade total alocada dos recursos;

São mais seguras para trabalhar já que possuem um

isolamento em relação à máquina física;

É possível rodar sistemas ligados já que se pode executar

uma máquina virtual de sistema operacional mais antigo;

Para conhecer, aperfeiçoar, fazer testes em sistemas

operacionais novos;

É possível testar aplicações para diversas plataformas,

garantindo uma possibilidade da mesma rodar em diversos

dispositivos;

Utilizar para ensino prático de S.O e linguagens de

programação.

4.4 DESVANTAGENS DO USO DE MÁQUINAS VIRTUAIS

Apesar de ter muitas vantagens, o uso da virtualização também

apresenta pontos negativos. O principal problema é um custo adicional na execução

dos processos na memória virtual, isso porque estará sendo compartilhado com

outros sistemas operacionais o mesmo equipamento. No geral, o desempenho de

uma máquina virtual se torna abaixo do desempenho de uma máquina física devido

a esse tipo de problema.

Outro fator que pode ser considerado como um risco é a utilização

de apenas uma máquina para hospedar diversos sistemas operacionais e

aplicações. Como sendo o único equipamento, pode ser considerado um ponto de

falha, porém pode ser contornado pela simples utilização de equipamentos

redundantes, entretanto isso possui um custo mais alto.

As desvantagens citadas acima, não inviabilizam o seu uso, pois há

grande quantidade de benefícios proporcionados por estas.

25

4.5 APLICABILIDADE DE MÁQUINAS VIRTUAIS

A utilização de máquinas virtuais tem servido como um bom método

alternativo para vários sistemas computacionais, por diversas vantagens como

custo, portabilidade e flexibilidade. Uma das aplicações é a otimização de

servidores, através dela pode-se utilizar somente um computador para poder instalar

diversos sistemas operacionais. Através dessa técnica pode-se melhorar a

administração das máquinas, fazendo um gerenciamento centralizado, aproveitando

melhor os recursos de hardware dos equipamentos;

Outro fator ligado a aplicabilidade é a alta disponibilidade, mesmo

tendo um custo de hardware e software adicionais em ambientes desse tipo, o

objetivo é disponibilizar ao ambiente prazos de downtime que fiquem próximos de

zero, é importante em ambientes críticos. Um exemplo é o uso de cluster entre

máquinas virtuais que estejam em locais físicos diferentes para garantir que não

pare o serviço se acontecer um problema em algum equipamento que faz parte do

cluster.

O ambiente de recuperação de desastres é outra aplicação a ser

citada, em termos de segurança da informação dos dados é o que se existe de mais

avançado. Utilizando-se de máquinas virtuais é possível manter um grupo de

servidores separado em outro local no qual seria responsável por assumir a

estrutura caso aconteça algum desastre no local onde estão os servidores físicos da

empresa. O ambiente de desenvolvimento também pode ser lembrado, pois é

utilizado por desenvolvedores para criar um ambiente para testar a portabilidade de

aplicativos diversos em S.O diferentes.

4.6 EXEMPLOS DE MÁQUINAS VIRTUAIS

Existem inúmeros tipos de máquinas virtuais, algumas são voltadas

para sistemas operacionais específicos.

Entretanto, o objetivo dessa pesquisa é fazer um estudo entre três

tecnologias mais conhecidas atualmente. Serão analisadas as máquinas virtuais da

VMware, Microsoft e Oracle.

26

4.6.1 VMware

O VMware é o projeto de máquina virtual mais utilizado hoje em dia.

Existem basicamente três tipos, elas têm o intuito de atender a necessidades

diferentes de usuários ou empresas, elas também se diferem na questão do tipo de

VMM que utilizam para funcionamento e consequentemente tem diferenças no seu

desempenho. O VMware Workstation e o VMware GSX são Virtual Machine Monitor

de tipo II, tendo sua camada de virtualização aplicada sobre um sistema operacional,

o que diferencia um do outro é que o Workstation é voltados para sistemas Windows

e o GSX para Linux. Por outro lado o VMware ESXi trabalha com VMM de tipo I,

onde temos a camada de virtualização implementada acima da camada de

hardware, melhorando o desempenho das VMs. Para esse trabalho, será analisado

o desempenho do VMware Workstation em ambiente Windows.

O VMware Workstation, permite que seja criado VMs, cada uma com

sua própria configuração e dispositivos, tendo assim uma máquina completa e

equivalente a uma máquina x86 ou x64, podendo fazer tudo o que uma máquina

convencional pode fazer, sendo assim possível executar grande maioria dos

sistemas operacionais disponíveis. A Figura 4 mostra uma tela do programa em

funcionamento.

Um dos objetivos do trabalho é analisar o desempenho do

Workstation em relação às outras tecnologias propostas, entretanto antes mesmo de

ter executado os testes podemos afirmar que essa tecnologia possui um

desempenho muito bom, que provavelmente será superior aos demais, pois ele não

emula o código binário da máquina, ele simplesmente repassa as instruções da

máquina virtual e as repassa para a máquina física.

Além disso, com essa versão do VMware é possível criar máquinas

virtuais com até 16 processadores virtuais, disco de até 8 terabytes e memória de

até 64 gigabytes, além de dar suporte a USB 3.0, diversos tipos de discos físicos, e

é a única que oferece recursos como magnetômetro, acelerômetro e giroscópio.

Outro recurso interessante é que é possível proteger as máquinas virtuais contra

acesso não autorizado utilizando criptografia de 256 bits, sendo necessário a

utilização da senha que é configurada pelo VMware antes que seja pedida também a

do sistema operacional, caso tenha sido configurada.

Fazendo a utilização do Windows 8 como sistema hospedeiro, o

27

VMware identifica o tipo de disco que está sendo utilizado, passando essas

informações para a VM, desta maneira a máquina virtual consegue se adaptar e

realizar otimizações para melhora do desempenho.

Figura 4 - VMware Workstation em funcionamento


4.6.2 Microsoft Virtual PC

O Virtual PC é baseado em uma tecnologia comprada pela

Microsoft, em 2003, da empresa Connectix, essa da qual no desenvolvimento de

VMs para computadores pessoais foi pioneira.

Através do Virtual PC é possível que seja criado um ambiente virtual

independente que disponha de dispositivos de hardware virtuais independentes,

como por exemplo: processador, isso em um ambiente isolado dos demais.

Há uma capacidade de emulação de muitos dispositivos de

hardware em software, dentre eles o padrão IDE/ATA. Conforme Figura 5, é possível

notar que na barra inferior os dispositivos ativos aparecem com seu desenho

referente. Por outro lado, com ele é possível utilizar de forma direta, vários

dispositivos de hardware sendo emulados na máquina virtual, destacando o

28

processador, teclado, etc.

O Virtual PC tem um recurso interessante que evita a utilização do

S.O hospedeiro quando é necessário maiores taxas de desempenho, assim

conseguindo controlar o hardware para executar estas ações e em seguida quando

termina ele devolve o controle ao mesmo.

A principal vantagem do Virtual PC é suporte a todos produtos da

linha Windows, podendo ter instalado qualquer versão do Windows. Porém sua

desvantagem é a falta de suporte a dispositivos do padrão SCSI, que são mais

modernos.

Figura 5 – Virtual PC em funcionamento


4.6.3 Virtual Box

O Virtual Box (VirtualBox, 2008) é um monitor de VMs desenvolvido

sobre o hypervisor QEMU. É similar ao VMware Workstation em muitos aspectos. É

possível virtualizar máquinas utilizando processadores qualquer processador. O

Virtual Box era mantido pela Sun Microsystems e liberado para uso público sob a

licença GPLv2, atualmente a Oracle que mantem o software.

O Virtual Box é um programa que emula por completo uma máquina

virtual x86 ou x64. Seu uso é voltado para empresas e também para uso doméstico.

Com o Virtual Box é possível criar diversas máquinas virtuais com suas

29

configurações especificas de processador, memória, disco.

Há suporte a uma grande quantidade de S.O, podendo ser citados: o

Windows em diversas versões, Linux com várias distribuições e no Mac.

Um dos recursos que o diferenciam dos outros é um recurso

chamado Instantâneo que salva o estado atual da máquina e caso aconteça algum

problema é possível recuperar a máquina nesse ponto onde foi feito o Instantâneo.

O Virtual Box é uma VMM de tipo II, isso porque ele roda em cima

de um sistema operacional hospedeiro, tendo um grande número de sistemas

operacionais de 32 e 64 bits suportados.

É funcionalmente idêntico em qualquer sistema operacional que

esteja rodando, pois em todos os hosts ele usa os mesmos formatos de arquivos,

podendo pegar máquinas criadas em um host Linux e coloca-las para rodar em um

host Windows, sem maiores problemas.

Possui um grande suporte a hardware dentre eles suporta:

multiprocessamento, dispositivos USB, compatibilidade de hardware, suporte ACPI,

inicialização por PXE de rede, entre outros.

Na Figura 6, é possível visualizar a tela do Virtual Box em

funcionamento rodando um Windows XP virtualizado.

Figura 6 – Virtual Box em funcionamento


30

5 TESTES DE DESEMPENHO

O aumento do desempenho dos computadores e servidores vem

aumentando em um ritmo muito acelerado, isso ocorre devido ao aumento da

evolução da tecnologia. Atualmente o maior problema para análise de desempenho

de um computador é como é definido desempenho e seus critérios de avaliação

utilizados, sendo então necessário definir seu significado para não ocorrer

problemas.

O desempenho computacional descreve com qual velocidade um

sistema alvo pode executar um programa ou um conjunto de programas (CARTER,

2003, p. 12). Então ter um melhor desempenho quer dizer que programas são

executados em menos tempo.

Segundo Harrington (2003, p. 19), “a única medida de desempenho

que podemos confiar e que possui coerência é o tempo de execução de programas

reais”. Sendo assim, não se pode validar completamente o desempenho sem se

obter medidas anteriormente, desta maneira, sendo fundamental para avaliação.

É importante também levar em consideração a influência dos

componentes do sistema em relação ao desempenho do sistema em geral. A

velocidade dos componentes geralmente são medidas juntas, porém nem sempre

isso ocorre, pois componentes podem ser colocados juntos e nem sempre é possível

obter sua velocidade máxima. Os principais motivos para isso ocorrer são:

Um dispositivo possuir capacidade menor do que outro e o

dispositivo de maior capacidade ficar limitado ao de menor;

Interferência causada por uma demanda maior de algum

componente;

Características próprias do sistema utilizado.

Existem três maneiras que podem ser consideradas as principais

para testar desempenho de uma máquina, seguem abaixo:

MIPS (Milhões de Instruções por Segundo): Divide-se o

número de instruções executadas por um programa pelo

tempo necessário para executa-lo. O resultado é mostrado

em milhões de instruções realizadas por segundo. Cada tipo

de processador necessita uma quantidade de instruções.

CPI (Ciclos por Instrução): Divide-se o número de ciclos do

31

relógio que é necessário para executar um programa, pelo

número de instruções executadas realmente. Ciclos por

instrução é sua forma de representação.

IPC (Instrução por Ciclos): Tem um funcionamento parecido

ao do CPI, porém o cálculo é feito de forma inversa.

A forma de comparação mais utiliza é o MIPS por não depender de

informações relacionadas à frequência do relógio do sistema, que seria algo mais

complicado de descobrir. Porém existe outra maneira muito utilizada e conhecida de

se medir o desempenho: os conjuntos de benchmarks.

5.1 BENCHMARK

Na informática, são denominadas como benchmarks, as ferramentas

utilizadas para medir o desempenho de sistemas computacionais. Um benchmark

pode ser um código executável, um programa diferenciado ou uma série de

chamadas a componentes selecionados no software. Os resultados são utilizados

para realizar análises comparativas de desempenho destes sistemas.

De acordo com Carter (2003), um grupo de benchmarks consiste de

vários programas que serão rodados no S.O. Já que na relação da avaliação, o

responsável direto pela pontuação do sistema é o tempo que ele demora para

executar os programas do conjunto de benchmarks. Os benchmarks possuem uma

série de programas que serão rodados no sistema e a pontuação é dada conforme o

tempo que demora em rodar esses programas.

5.2 POSSIBILIDADES DE BENCHMARK

Existem diversos benchmarks para fazer a avaliação de S.O e

alguns dos diferentes métodos estão listados abaixo:

Aplicações Reais: Utilizar as aplicações reais para realizar

testes como, por exemplo, o Office, porém atualizações

podem ocasionar algumas dependências do sistema e assim

alguma função importante pode ser eliminada dos testes;

Aplicações modificadas: O objetivo deste método é detectar

aspectos específicos do sistema, também são utilizados

32

scripts para reproduzir uma interatividade com programas nos

aplicativos;

Benchmarks de Kernel: São utilizados para verificar

características de desempenho bem especificas, já que o

cliente não executa instruções de kernel no sistema.

Benchmarks Sintéticos: Parecido com os benchmarks de

kernel, é pouco utilizado e são criado de formas artificiais e

executam em um perfil médio.

Algo comum é reunir diversos programas de benchmark em um

único, com diversas finalidades para se obter um resultado mais completo da

máquina em questão.

O SPEC é um modelo, sua meta era criar benchmarks voltados para

área de trabalho, visava calcular a performance de grande parte dos componentes

do S.O possíveis, com maior ênfase no processador, memória e no compilador,

porém, com o avanço da tecnologia, foi necessário ferramentas mais

individualizadas, assim surgiram outros baseados no SPEC.

Ainda assim os benchmarks levam vantagens em relação ao MIPS e

o CPI, pois se baseiam nos tempos gerais que a aplicação leva para terminar sua

execução e não o tempo da taxa de execução das instruções. Eles também geram

uma estimativa de velocidade média, pois fazem média de desempenho por vários

programas.

Com a utilização dos benchmarks conseguimos obter resultados em

dois formatos: individuais, onde a pontuação é dada por cada programa rodado e a

outra é geral obtida por todos os testes. Podendo assim fazer uma comparação de

desempenho entre aplicações específicas.

5.3 MÉDIA DOS RESULTADOS

A partir dos resultados obtidos pelos testes de benchmark, são

utilizadas médias aritméticas e geométricas para chegar ao resultado final. A

principal utilizada pela maioria dos softwares de benchmark é a geométrica, porém

um problema no uso desse tipo de média é que a maioria de computadores não

atingem uma pontuação alta nos testes.

Para calcular a média aritmética é necessário somar todos os

33

números e dividir pela quantidade de números, por exemplo, os números: 2, 6, 60, 3

a média seria: 17,75 por outro lado, para calcular a média geométrica devem-se

multiplicar os números e tirar a raiz da quantidade de números, por exemplo,

utilizando os mesmo números a média seria: 6,83.

Assim podemos notar que a média geométrica gera menos impacto

do que a média aritmética em relação a algum número mais alto.

34

6 AVALIAÇÃO DAS VMS

O processo será dividido em duas fases principais, na qual será

definida primeiramente como será avaliado o desempenho e posteriormente a

realização da análise dos dados obtidos nos testes.

6.1 METODOLOGIA

Na metodologia será abordado o processo de testes realizado,

sendo feita uma descrição dos equipamentos, Sistemas operacionais, métricas

usadas e experimentos de forma detalhada.

6.1.1 Equipamento

O equipamento escolhido para os testes teria que ser capaz de

suportar a demanda da máquina virtual para que os testes pudessem ser

concretizados corretamente. Para isso as máquinas escolhidas para testes possuem

as seguintes configurações:

Máquina 1:

Processador: Intel Core I5 650 3.20 GHz;

Cache L2: 4 MB;

Placa-Mãe: ECS H55H-M;

Memória: 2 x 4GB – DDR3 1333 Mhz;

Disco: Samsung SATA 250GB 7200RPM;

Máquina 2:

Processador: Intel Core 2 Duo T7500 2.2 GHz;

Cache L2: 4 MB;

Placa-Mãe: Dell Latitude D630;

Memória: 1 x 4GB – DDR2 667 Mhz;

Disco: Seagate SATA 80 GB 5200RPM;

6.1.2 Sistema Operacional

Serão utilizados nos testes dois sistemas operacionais apenas para

35

evitar uma diferença no resultado final obtido. Para a máquina física será utilizado o

Microsoft Windows 8 PRO.

A escolha do Windows 8 PRO foi devido, as mudanças realizadas

que permitem o sistema iniciar mais rapidamente, ao seu novo sistema de arquivos

ReFS, no qual diminui a quantidade de fragmentação do S.O, é mais eficiente que

seus antecessores e garante compatibilidade com sistemas de arquivos anteriores.

O uso de memória utilizado pelo sistema é compatível ao de outros sistemas

operacionais mais modernos, pois para um pleno funcionamento seja Linux ou

Windows utilizará em torno de 1,5 gigabytes.

Para utilização nas máquinas virtuais foi selecionado o Windows XP

por ser um sistema mais leve e compatível com todas as VMMs que serão utilizadas,

para assim poder obter no final os resultados almejados.

6.1.3 Máquinas virtuais

Para a realização de testes foram escolhidos cinco softwares de

benchmark que serão descritos mais abaixo. Os testes serão feitos somente em

ambiente Microsoft Windows, por isso foram escolhidos softwares que funcionam

nessa plataforma.

Os softwares escolhidos para os testes foram PCMark04, Sandra

2012, Performance Test, Crystal Mark e o TestLab 2008. Abaixo segue as

características de cada um:

PCMark 04: Ele faz uma análise total de desempenho da

máquina, analisa diversos componentes como processadores,

memória, disco e gráfico. Também se utiliza de fragmentos de

aplicativos de código aberto reais, o fabricante do software

garante resultados confiáveis e detalhados e utiliza-se de uma

interface intuitiva e simples, podendo até comparar os

resultados obtidos com outros resultados que constam na

base do fabricante;

Sandra 2012: É simplesmente um dos mais utilizados, pois

traz informações referentes a vários dispositivos da máquina,

além de realizar testes de desempenho como: transferência

de arquivos, desempenho de rede, processamento,

36

renderização de vídeo;

Performance Test: Utilizado para testar uma máquina

especifica e comparar com resultados obtidos de testes em

máquinas parecidas. Possui mais de 20 testes com a opção

de personalização. Também é possível realizar testes

relacionados a processamento, memória, disco e

processamento gráfico;

Crystal Mark: Permite a realização de benchmarks, avaliando

os principais aspectos de uma máquina como processador,

memória, disco, processamento gráfico entre outros, ao final

ele dá notas individuais para cada item testado e uma nota

geral referente ao desempenho do sistema testado;

TestLab 2008: Oferece informações detalhadas sobre a

máquina e ainda oferece diversos testes de desempenho

como os anteriores, o que diferencia, é seu idioma que é em

francês,

A Figura 7, mostra uma tela do PCMark 04, onde podemos verificar

todos os itens que podem ser testados, informações do computador em System e

em Results, as pontuações obtidas após o teste. Para iniciar o teste é necessário

clicar em Run PCMark.

Figura 7 – Tela do PCMark 04


37

O software Sandra 2012 é representado pela Figura 8, a tela inicial é

composta por vários itens que vão desde dicas até os testes de desempenho, Para

iniciar o teste de desempenho deve-se clicar em Benchmarks.

Figura 8 – Tela do software Sandra 2012


O Performance Test mostrado na Figura 9, tem em sua interface

diversas abas que mostram os itens testados separadamente, para iniciar os testes

de benchmark é necessário clicar em Run Benchmarks, na tela inicial.

Figura 9 – Performance Test


38

O Crystal Mark, Figura 10, é um dos que possui a interface mais

simples, composto por diversas abas onde podem ser visto as pontuações

individuais para cada teste. Para iniciar o teste completo simplesmente deve-se

clicar em Mark.

Figura 10 – Crystal Mark


E por último na Figura 11, a tela do TestLab 2008 que permite testar

cada item individualmente, basta clicar em cada item para iniciar o teste e obter a

pontuação relacionada a este ao fim do teste.

Figura 11 – TestLab 2008


39

6.1.4 Demais Aplicativos

Para o funcionamento adequado do PCMark 04 era necessária a

instalação de alguns programas adicionais nos S.O de testes, pois eram requisitos

para seu funcionando, eles foram:

Windows Media Player 9;

Windows Media Encoder 9;

Microsoft DirectX 9c;

NetFramework 3.5 SP1;

E para a tabulação dos dados obtidos se foi necessário o uso do

Microsoft Excel.

6.1.5 Processo de Avaliação

Será realizado o teste de desempenho nas máquinas virtuais, para

verificar qual máquina consegue obter melhor pontuação nos testes de benchmark.

Serão testadas as VMs utilizando o VMware, Virtual PC e Virtual Box, nos testes

realizados nesse ambiente poderemos definir qual o melhor virtualizador conforme

as pontuações obtidas, deve-se entender que em um ambiente com características

similares os resultados serão parecidos.

Para começar o processo de avaliação e testes, foi feito a instalação

do sistema operacional Windows 8 PRO na máquina física 1 que foi escolhida para

realização dos testes, em seguida instalado os softwares de virtualização e após

esse processo, foram configurados os softwares de benchmark selecionados

anteriormente para iniciar os testes. Os dados obtidos em relação ao desempenho

foram registrados e armazenados para ser feita a análise.

Na máquina 2, foi realizado o mesmo procedimento ao da máquina

1, foi realizado a instalação do sistema operacional: Windows 8 PRO, em seguida

realizada instalação dos softwares de virtualização, após isso foi configurado os

sistemas operacionais hospedados, instalado os softwares de benchmark e

realizado os testes.

Para começar os testes com as máquinas virtuais foi utilizado da

seguinte sequência: VMware, Virtual PC e Virtual Box. E para ficar melhor o

entendimento na análise foi criado um nome especifico para cada máquina,

40

utilizando as duas iniciais do sistema operacional, em seguida as três iniciais do

sistema de virtualização e por fim as duas finais do sistema de virtualização, já a

máquina física terá no início do nome a sigla FIS acompanhado do número oito que

se refere ao sistema operacional instalado.

Todas VMs criadas foram configuradas com 4 gigabytes de memória

e 10 gigabytes de disco na máquina 1, já na máquina 2 as VMs foram configuradas

com 2 gigabytes de memória e 10 gigabytes de disco, pois esta máquina possui uma

quantidade de memória disponível para o teste, a alocação do disco foi configurada

para ser fixa, ou seja, não expande conforme vai sendo necessário. A instalação do

sistema operacional seguiu a mesma maneira para as três instalações para

aumentar a confiabilidade dos testes que seriam realizados.

Um fator importante de ser verificado logo após a instalação da

máquina virtual é que cada uma elas possui uma extensão que promove uma

melhora no seu desempenho e permite que determinados recursos funcionem, em

alguns casos sem a instalação deste adicional a máquina sofre limitações. Na

máquina instalada sobre o VMware foi instalado a ferramenta Tools que é

responsável por fazer a máquina rodar mais estável e rápida, na máquina com o

Virtual Pc foi configurado o Virtual Machine Additions que além de melhorar o

desempenho também permite trocar arquivos entre a máquina física e a virtual e por

último na máquina com Virtual Box foi instalado o Guest Additions que também é

responsável por melhorar o desempenho da máquina e liberar algumas funções

adicionais.

Conforme podemos visualizar na Tabela 1, testamos três sistemas

operacionais diferentes cada um rodando em um ambiente especifico. No total foram

realizadas doze leituras de cada benchmark para se obter uma pontuação com

maior grau de confiança.

Os testes foram divididos em quatro partes, sendo feito em cada

parte três testes, para tentar obter uma variação dos resultados, já que em

momentos diferentes, a máquina pode sofrer algumas interferências como: um

serviço do Windows que tenha iniciado sozinho, aumento do cache de memória do

sistema, entre outros. Durante esses períodos entre um teste e outro foi utilizado à

máquina para que ela tivesse atividade e para verificar se isso influenciaria em algo

no resultado.

41

Tabela 1 – Sistemas avaliados

Sistema Host S.O S.O Máquina virtual Nomenclatura

- Windows 8 PRO - FIS8

VMware Windows 8 PRO Windows XP SP3 XPVMWRE

Virtual PC Windows 8 PRO Windows XP SP3 XPVIRPC

Virtual Box Windows 8 PRO Windows XP SP3 XPVIROX


Para garantir uma confiabilidade dos resultados, foram repetidos os

testes diversas vezes em máquinas distintas e com alternância de horários para que

verificar se algo influenciaria no resultado.

6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS

No processo de avaliação das VMs, foram obtidos diversos

resultados, pois cada benchmark sempre roda diversos testes, então para filtrar

melhor os dados e poder realizar a análise focando realmente no desempenho dos

sistemas foram selecionados alguns itens conforme listados na Tabela 2.

Tabela 2 – Itens testados pelos benchmarks

PCMark 04 Sandra 2012 Performance Test Crystal Mark TestLab 2008

Cálculos matem. Cálculos matem. Cálculos matem. Cálculos matem. Cálculos matem.

Disco Disco Cache e Memória Cache e Memória Cache e Memória

Memória Memória Memória Memória Memória

CPU CPU CPU CPU CPU


Conforme a Tabela 3, podemos visualizar e avaliar as pontuações

de desempenho do PCMark 04 nas máquinas com Windows XP que foram

realizadas na Máquina 1, este teste avaliou a quantidade de cálculos por segundo,

42

capacidade de leitura e gravação de disco, cache de memória e itens relacionados

ao processador. Foram obtidas as notas realizadas pelos doze testes e para se obter

uma pontuação geral foi feito um cálculo de média geométrica conforme já foi

descrito mais acima no item 5.3.

Tabela 3 – Tabela de pontuações obtidas PCMark 04

VMware Virtual PC Virtual Box

Benchmarks Pontos Benchmarks Pontos Benchmarks Pontos

Cálculos matem. 2453,28 Cálculos matem. 2241,57 Cálculos matem. 2353,16

HD 1458,37 HD 1417,91 HD 1435,25

Memória 2061,9 Memória 1997,25 Memória 2094,88

CPU 3216,48 CPU 2740,98 CPU 3114,77

MEDIA 2207,07 MEDIA 2042,37 MEDIA 2166,66


De acordo com esses dados podemos notar que a máquina virtual

rodando sobre o VMware se saiu melhor entre os testes tendo uma pontuação maior

em relação aos demais, por outro lado no teste realizado na Máquina 2 conforme a

Tabela 4, pode-se notar que apesar das configurações serem diferentes foram

mantidos os mesmos resultados, em pontuações menores devido as configurações

diferentes da máquina.

Tabela 4 – Tabela de pontuações obtidas PCMark 04




HD 1273,75 HD 1169,74 HD 1230,25


CPU 2769,91 CPU 2602 CPU 2678,16



No próximo benchmark, o Performance Test. Também foi realizado

testes relacionados ao processador, quantidade de cálculos por segundo, testes de

memória e disco, no final do teste ele nos entregou os valores individuais e totais,

mas para se obter, uma média geral dos itens propostos foi necessário fazer o

cálculo dos itens individuais e para isso foi calculado a média geométrica, conforme

pode ser visto na Tabela 4 as pontuações obtidas referentes a Máquina 1.

43

Tabela 5 – Tabela de pontuações obtidas Performance Test




HD 493,24 HD 474,809 HD 480,747


CPU 2379,58 CPU 2330 CPU 2352,16



Com base nos resultados apresentados na Tabela 5, podemos

visualizar que a máquina rodando sobre o VMware saiu em vantagem novamente,

porém o Virtual Box ficou bem próximo nos resultados, e em relação aos testes

realizados na Máquina 2, obtivemos o mesmo resultado, porém nesta máquina o

Virtual PC conseguiu um desempenho relativamente melhor, chegando próximo dos

outros virtualizadores, conforme Tabela 6.

Tabela 6 – Tabela de pontuações obtidas Performance Test




HD 505,65 HD 487,74 HD 490,14


CPU 716,06 CPU 694,82 CPU 700,31



O software Sandra 2012, que é composto por diversos benchmarks,

também, assim como os outros, apresenta os resultados referentes ao processador,

memória, disco, cálculos matemáticos. Ele apresenta as pontuações referentes a

cada quesito analisado individualmente, assim todos os pontos foram somados e as

médias individuais de cada um calculadas, finalizando com o cálculo da média geral.

As pontuações obtidas pela Máquina 1, podem ser visualizadas na Tabela 7.

44

Tabela 7 – Tabela de pontuações obtidas Sandra 2012




HD 1750,91 HD 1735,56 HD 1725,31


CPU 3996,16 CPU 3984,82 CPU 3975,73



Neste teste, os valores obtidos pela Tabela 7 nos mostra que a

máquina virtual rodando sobre o VMware manteve-se como melhor VMM obtendo

melhor pontuação geral. Já o mesmos testes realizados na Máquina 2, pode ser

visto que a diferença entre as máquinas rodando sobre o Virtual Box e o Virtual PC

foram bem maiores em relação a Máquina 1. Conforme apresentado na Tabela 8.

Tabela 8 – Tabela de pontuações obtidas Sandra 2012




HD 1361,91 HD 1290,83 HD 1323,33

Memória 2104 Memória 2020,91 Memória 2078,58

CPU 3271,54 CPU 3001,33 CPU 3212,83



Analisando os resultados obtidos da Máquina 1 rodando o

Crystal Mark, de acordo com a Tabela 9. Pode-se interpretar que a VM rodando em

cima do VMware novamente obteve melhor resultado no geral.

Na avaliação referente ao teste de disco, o resultado foi

surpreendente, pois as pontuações obtidas pelas VMs foram muito elevadas, isso

ocorreu pois o software utiliza uma métrica que leva em consideração o tamanho do

disco, e como os discos das máquinas virtuais são pequenos, as pontuações foram

bem maiores.

45

Tabela 9 - Tabela de pontuações obtidas Crystal Mark




HD 49569,75 HD 49052 HD 49092,83


CPU 28985,25 CPU 28854,16 CPU 28917,16



Já em relação à máquina 2, foi possível notar que novamente a

máquina virtual rodando sobre o VMware conseguiu obter as melhores pontuações

novamente, ficando o Virtual Box em segundo, seguido pelo Virtual PC. Conforme

pode ser visto na Tabela 10.

Tabela 10 - Tabela de pontuações obtidas Crystal Mark




HD 35697,33 HD 35708 HD 35654,49


CPU 12402,5 CPU 11556,5 CPU 12232,74



E por último os resultados obtidos no software TestLab 2008

referente a Máquina 1, conforme mostra a Tabela 11. Podemos observar que a

máquina virtual utilizando o VMware liderou novamente os testes conseguindo um

desempenho muito bom em relação a demais máquinas, nesses testes as demais

máquinas obtiveram uma pontuação parecida.

Tabela 11 - Tabela de pontuações obtidas TestLab 2008




HD 807,89 HD 752,49 HD 766,17


CPU 193,09 CPU 176,32 CPU 173,95



46

E os dados coletados da Máquina 2, que podem ser observados na

Tabela 12, onde é possível analisar que o VMware conseguiu manter sua pontuação

e se manteve em primeiro entre as máquinas virtuais.

Tabela 12 - Tabela de pontuações obtidas TestLab 2008




HD 793,18 HD 724,16 HD 751,05


CPU 136,07 CPU 119,22 CPU 125,47



Todos os testes funcionaram sem problemas adicionais, em todos,

as máquinas virtuais rodando sobre o VMware se saíram superiores em relação aos

demais, conseguindo obter as melhores pontuações em praticamente todos os

testes.

Já em relação ao tempo gasto com os testes, o software Sandra

2012 foi o mais demorado, observando que cada teste estava durando

aproximadamente quinze minutos, enquanto os outros duravam em torno de cinco

minutos. Nesse quesito tempo de execução o VMware também se saiu melhor

conforme pode ser visto na Tabela 13, a tabela mostra os tempos totais incluindo os

doze testes de cada sistema operacional.

Tabela 13 – Tabela de tempo gasto para os testes


Tempo em min. Tempo em min. Tempo em min.

PCMark 04 79 PCMark 04 84 PCMark 04 94

Sandra 2012 165 Sandra 2012 165 Sandra 2012 174

Performance Test 57 Performance Test 56 Performance Test 61

Crystal Mark 50 Crystal Mark 60 Crystal Mark 53

TestLab 2008 58 TestLab 2008 58 TestLab 2008 58

TOTAL 409 TOTAL 423 TOTAL 440


Foram mais de vinte de uma horas de testes para conseguir chegar

a esses resultados e conclusões.

De um modo geral, a máquina virtual com menor desempenho foi a

47

rodando em cima do Virtual PC, pois em diversos quesitos seus resultados eram

bem inferiores se comparados aos demais.

O Gráfico 1, mostra uma visão geral de como ficou a média de

pontos obtida por cada máquina virtual na Máquina 1, foi calculada pegando as

médias totais obtidas em cada máquina virtual, e depois feito a média geométrica

para obter a média total, nesse resultado o VMware também continuou como melhor

VMM para se utilizar considerando a performance geral.

Através do gráfico é possível notar com maior facilidade como foi o

desempenho das máquinas, analisando-o podemos ver que a Virtual Machine

rodando o Virtual PC, teve seu desempenho bem abaixo de seus concorrentes.

Gráfico 1 – Desempenho geral das VMs na Máquina 1


No Gráfico 2, temos o mesmo comparativo, porém com os

resultados realizados na Máquina 2, nele podemos ver o desempenho parecido dos

virtualizadores, no entanto uma escala menor pois as máquinas utilizadas tinham

configurações diferentes e que retornaram valores também diferentes.

2260

2280

2300

2320

2340

2360

2380

2400

2420

2440

XPVMWRE XPVIRPC XPVIROX

48

Gráfico 2 – Desempenho geral das VMs na Máquina 2


6.3 CONCLUSÃO DO RESULTADO OBTIDO

Podemos concluir que o VMware obteve as melhores avaliações em

praticamente todos os testes, como já era esperado devido a todas suas

características que os outros virtualizadores não possuem. Nos testes realizados

pelos benchmarks ficou claro sua eficiência pois o seu gerenciamento de recursos

foi superior ao dos demais.

Apesar do performance do VMware ter sido superior em relação aos

outros virtualizadores, a máquina física provavelmente teria um desempenho melhor,

pois as VMs possuem uma dependência do sistema operacional hospedeiro, pois

dependem dele para fazer a ligação entre o hardware físico da máquina e o

hardware virtual das VMs.

Com os resultados obtidos é possível supor que em um ambiente de

servidores de grande porte, com alto poder de processamento, o VMware

conseguirá manter o alto desempenho ou até obter melhores pontuações do que as

obtidas nestes testes.

Para consolidar o resultado positivo obtido com o VMware neste

ambiente, este será testado em um ambiente de produção de porte pequeno que

possui caracteristicas parecidas ao dos testes realizados, para ver se em

funcionamento real ele mantem o desempenho sem prejudicar as máquinas virtuais,

para esse teste será utilizado uma ferramenta de desempenho do próprio S.O.

1440

1460

1480

1500

1520

1540

1560

1580

1600

1620

XPVMWRE XPVIRPC XPVIROX

49

7 OTIMIZAÇÃO DE SERVIDORES

O número de servidores nas empresas tem aumentado

consideravelmente devido ao aumento da importância da informática nos negócios

empresariais. Era muito comum que empresas utilizassem para cada aplicação um

servidor diferente para evitar conflitos entre estas, devido a esse fato as empresas

começaram a perceber que estavam deixando de aproveitar todo potencial dos

servidores, tendo grande parte de seus recursos subutilizados em função da

alocação inadequada dos recursos computacionais.

7.1 DEFINIÇÃO DE OTIMIZAÇÃO

A otimização dos servidores é o método aplicado para se obter uma

simplificação e melhoraria do gerenciamento do ambiente de TI. Tem como

características principais:

Diminuição da Complexidade: Com a diminuição do número

de máquinas físicas, o ambiente fica com menos

equipamentos diferentes para prestar suporte;

Melhora do Gerenciamento: Centralizando as VMs em apenas

uma máquina, melhora o gerenciamento, pois se pode utilizar

uma console específica;

Redução de Custos: Melhor aproveitamento dos recursos das

máquinas disponíveis e menor investimento em Hardware;

A utilização da virtualização proporciona ambientes com menor

manutenibilidade, mobilidade e em caso de desastres o tempo de recuperação é

mais baixo.

Também é possível, e muito mais viável a utilização de

equipamentos de maior porte, com configurações muito mais superiores, pois esses

recursos serão melhores aproveitados.

Existe diversas maneiras possíveis para otimização de servidores no

ambiente, isso conforme a necessidade de cada empresa. Sendo possível citar

algumas:

Centralização de sistemas críticos;

Utilizar servidores de disponibilidades mais altas para

50

diversas aplicações;

Otimização de recursos de pessoal e máquinas;

Centralizar diversos servidores em uma única localização

física;

De acordo com uma pesquisa do grupo Gartner, instituto de

pesquisas voltadas para área de tecnologia, a média de uso de servidores não

passa dos 15%. Tendo o restante dos recursos ociosos e inutilizados. Então, com o

uso de VMs é possível aumentar essa taxa de utilização do equipamento e

aproveitar melhor os recursos disponíveis.

Uma forma bastante comum para calcular a capacidade de um

servidor que será a máquina responsável por receber as VMs é somar as suas

capacidades de processamento e também o total de memórias dos servidores no

qual se deseja virtualizar. Desta maneira, cria um valor estimado da quantidade de

hardware que será necessária para o servidor suportar as outras máquinas. Só que

este levantamento não é totalmente preciso, pois não leva em consideração o que

está sendo rodado em cada máquina física e nem sua carga de trabalho.

A proposta sugerida é estimar a configuração que será necessária

para a máquina física hospedar as máquinas virtualizadas, sendo considerados os

aplicativos que estão em funcionamento e sua carga.

7.2 TIPOS DE OTIMIZAÇÃO

Existem diversas maneiras de se otimizar um ambiente de

servidores. Podendo ser divididos em grupos que, de certa forma, atendam as

necessidades específicas de cada local. Porém pode ser o caso da utilização de

mais de um dos itens listados. Os mais utilizados são:

Centralização: É o formato mais simples de otimizar o

ambiente. Tem como objetivo centralizar a estrutura em um

único ponto. Esse formato representa poucas vantagens,

porém é o primeiro passo que se deve dar para início do

projeto de virtualização;

Otimização física: É a substituição de equipamentos de menor

51

capacidade por menos equipamentos de maior capacidade,

essa otimização da estrutura gera um custo maior e pode ser

montada conforme a necessidade da empresa;

Integração de Informações: Juntar as informações de vários

servidores em um único local, desta forma melhorando o

gerenciamento do mesmo e também aumenta a segurança da

informação;

Integração de aplicativos: Juntar servidores com as mesmas

funções ou que realizam tarefas parecidas em um único

servidor.

7.3 BENEFICIOS

Vários benefícios são proporcionados através do uso da

virtualização, possuem destaque:

Criação de ambientes secundários para eventuais problemas

de desastres;

Criação de ambientes de testes;

Criação de ambientes de recuperação de desastres;

Redução de custo com equipamentos e manutenção;

Melhor aproveitamento de recursos;

Melhoria do gerenciamento;

Diminuição de custos operacionais;

Diminuição do número de servidores, consequentemente

diminuição da complexidade do ambiente;

7.4 DESVANTAGENS

A utilização da virtualização de máquinas apesar de todas as

vantagens também possui suas desvantagens em relação aos equipamentos físicos.

Por exemplo, pode acontecer de algum equipamento apresentar problemas de

hardware, com isso à disponibilidade das VMs pode ser prejudicada. Mas graças à

evolução das tecnologias é possível contornar esse tipo de utilização utilizando

equipamentos que sejam possíveis de se criar ambientes redundantes, podendo ter

52

algumas das características:

Raid dos discos: No qual as informações podem ser

duplicadas;

Utilizar duas placas de rede;

Utilizar equipamentos que possuem mais um de uma fonte de

energia;

Criar um cluster entre os servidores responsáveis pela

virtualização;

Outro problema encontrado, diz respeito à atualização dos

equipamentos ou softwares no S.O ou equipamento hospedeiro, nesse momento as

máquinas virtuais hospedas se tornam inacessíveis por dependerem da máquina

física. Porém, essa desvantagem pode ser resolvida, sendo possível movimentar as

VMs de um servidor para outro sem necessariamente desligar os servidores, mas

para isso é necessário utilizar equipamentos como Storage, que são equipamentos

de armazenamento de alta velocidade e que funcionam em redes, assim é possível

fazer essa mudança sem afetar o uso pelos usuários e depois de pronta a

manutenção é possível voltar às máquinas ao equipamento original.

7.5 METODOLOGIA DE OTIMIZAÇÃO

Através da metodologia pode-se detalhar todas as etapas para fazer

a otimização de servidores. Sendo possível avaliar a infraestrutura que se deseja

otimizar, quais servidores podem ser virtualizados, como pode ser feito essa

mudança de físico para virtual e quais configurações de hardware serão

necessários, definindo todas as etapas da otimização.

7.5.1 Identificar os objetivos

Ao identificar os objetivos que serão dados ao projeto de otimização,

é possível determinar a infraestrutura que será necessária, cronograma e custos.

Também é possível nesta etapa a identificação de equipamentos que podem ser

priorizados e possíveis pontos falhos. Com as informações levantadas em mãos é

possível realizar um projeto que atinja seu propósito.

53

7.5.2 Avaliação da Infraestrutura

Nesse processo de avaliação é onde é determinada a capacidade de

cada equipamento e o seu nível de utilização. Para isso, é feito um levantamento de

todos servidores do ambiente, sendo possível definir as configurações de hardware

e especificações técnicas. Para verificar o nível de utilização é feito um

monitoramento dos servidores por um tempo determinado para se obter o nível de

utilização dos mesmos.

Dos servidores devem ser levantadas informações do tipo:

Modelo do equipamento;

Informações relacionadas ao processador;

Memória física;

Capacidade dos discos;

Sistema Operacional que está em uso;

Aplicações utilizadas no servidor;

Capacidade e quantidade de placas de rede.

Para determinar a utilização dos servidores é algo mais complicado,

pois é preciso determinar métricas para monitoração que serão usadas, sendo

necessário definir os itens que serão monitorados, estes devem ser definidos o

período no qual a monitoração será realizada. Na monitoração de um modo geral,

devem-se coletar informações como:

Média de uso do processador, memória, disco e rede;

Picos de utilização do processador, memória, disco e rede;

As médias de utilização dos recursos serão utilizadas para calcular a

capacidade que o servidor necessitará possuir para seu funcionamento sem

problemas, isto podendo determinar se o servidor por ser otimizado ou não.

Para fazer esse monitoramento no Windows, no qual será o caso

desse trabalho, podemos utilizar uma aplicação própria do sistema operacional

chamado de Monitor de Desempenho. Nele é possível coletar vários dados de

desempenho de diversos itens do S.O, bem como, processador, memória, disco.

Além disso, é possível selecionar a periodicidade que os dados serão coletados.

Além de todas essas informações coletadas no monitoramento, é

necessário pegar informações referentes ao espaço em disco usado pelos

54

servidores e sua taxa de crescimento deve-se levantar também as redes físicas

utilizadas pelos servidores que serão virtualizados.

Com todos os dados levantados em mãos e objetivos definidos, será

possível definir qual deve ser a capacidade do equipamento necessária para

suportar a virtualização, conseguindo também determinar quais os servidores que

seriam mais indicados para a virtualização.

7.5.3 Determinar servidores candidatos a se tornar uma VM

Os servidores que podem se tornar possíveis de virtualização, são

geralmente os que não utilizam seus recursos completamente, dentre eles os mais

prováveis para se encaixar nesse perfil são servidores de:

Arquivos;

Impressão;

Testes e Desenvolvimento;

Controladores de Domínio (AD e Ldap);

Dns

Também são passíveis de serem virtualizados, servidores que não

fazem uso intensivo de disco. Geralmente esses tipos de aplicações que geram uso

excessivo do disco ocasionam uma grande entrada e saída de informações que

acaba prejudicando a performance das demais máquinas do servidor. Existem

outros que devem ser mensurados, que são servidores de:

Correio Eletrônico com grande quantidade de usuários;

Aplicativos com maior desempenho gráfico;

Aplicativos que gerem instabilidade na máquina física.

7.5.4 Projetar um ambiente otimizado

Para projetar um ambiente otimizado, precisamos inicialmente saber

o propósito ou então a necessidade para daí definir o sistema de virtualização a ser

utilizado, na fase de projeto serão utilizados os dados levantados na monitoração

dos servidores e no levantamento das informações.

Se tiver um propósito de melhora no desempenho é necessário

priorizar a questão de processamento e memória. Por outro lado, se o propósito for

55

armazenamento de informações, deve-se encontrar uma saída que atende esse

requisito. Fazer a definição da taxa de crescimento do ambiente também é bastante

importante. Dessa maneira, fazendo a definição correta do ambiente evita-se que

seja necessário melhorar o hardware em um curto espaço de tempo, por padrão, é

adicionado ao poder de processamento e memoria 30% a mais para um projeto de

otimização, isso para garantir o crescimento da estrutura.

Conforme os testes que fizemos, deu para entender que o melhor

virtualizador e que obteve as melhores pontuações, foi o VMware Workstation, por

isso utilizaremos ele para criar o ambiente otimizado. Seu desempenho ficou

caracterizado nos testes e sua capacidade de gerenciamento de recursos é bem

superior aos outros sistemas e bastante flexível.

Para calcular a capacidade da máquina que será utilizada, é

necessário estimar suas quantidades de processador, memória, espaço em disco e

tráfego de rede. Também é necessário prever uma sobrecarga da máquina física

que estará rodando que vai girar em torno de 4% rodando o Windows 8 PRO mais o

VMware Player.

7.5.4.1 Processador

Para que seja determinada a exigência da nova máquina, será

preciso levar em conta a quantidade de processadores, velocidade e média de uso

do processador. Este cálculo conforme a Equação 1, serve para descobrir a

necessidade do servidor que será otimizado.

Equação 1 – Cálculo da necessidade de processamento (1)

( ) ( ) ( )

Sendo assim, uma máquina que possui um processador de 2300

Mhz e que possui uma média de utilização de 52% é possível determinar sua

necessidade de processamento, conforme a Tabela 14.

56

Tabela 14 – Exemplo cálculo de processamento necessário

Frequência processador

Número de processadores

Utilização (%) Necessidade

2300 Mhz 1 52 1196 Mhz


7.5.4.2 Memória

Para calcular o tanto de memória para os servidores que serão

otimizados é necessário levar em consideração alguns aspectos que podemos

considerar importante.

Para realizar o gerenciamento das máquinas virtuais é importante

que esteja instalado o sistema operacional e também o sistema de virtualização,

quem mais vai consumir memória nesse caso é o sistema operacional, no caso a

instalação do Windows 8 PRO, sem estar rodando nenhum programa consome 1

gigabyte de memória RAM. Cada máquina virtual rodando pelo VMware Player vai

consumir 75 megabytes de memória da máquina física para fazer o gerenciamento

mais a memória que será colocada a VM.

As VMs possuem uma característica de compartilhar a memória

entre elas, desde que as VMs rodando sejam parecidas, sendo assim na execução

de tarefas parecidas elas utilizam menos memória do que quando físicas.

Para fazer o cálculo de memória necessária para cada máquina que

será otimizada, utiliza-se a Equação 2 logo abaixo:

Equação 2 – Cálculo da necessidade de memória (2)

( ) ( )

Sendo assim uma máquina com 2048 megabytes de memória e que

possui uma utilização média de 45%, é possível determinar sua quantidade de

memória necessária, conforme Tabela 15.

Tabela 15 – Exemplo cálculo de memória necessário

Quantidade de memória Utilização (%) Necessidade

2048 MB 45 93 MB


57

7.5.4.3 Disco

Para o ambiente otimizado é necessário avaliar alguns aspectos em

relação a quantidade de disco. É necessário reservar uma quantidade de espaço

para o S.O que será a máquina física mais uma pequena quantidade para o

virtualizador, mas os discos das máquinas virtuais não precisam necessariamente

estar alocados na máquina física, podem ser direcionados para uma Storage

conforme foi comentado no item 7.4.

O sistema operacional Windows 8 PRO necessita de

aproximadamente 18 gigabytes e o sistema de virtualização necessita de mais 200

megabytes.

Partindo desses valores é possível dimensionar o novo ambiente já

em mente dos valores que terão que ser considerados.

7.5.4.4 Rede

É necessário avaliar a utilização das placas de rede das máquinas

físicas para coletar informações que sejam necessárias para não sobrecarregar uma

conexão de rede e sofrer de percas de desempenho e lentidão.

Deve-se considerar a necessidade de uma placa adicional caso o

trafego seja mais alto, para não interferir essa questão no desempenho das

máquinas.

58

8 IMPLEMENTAÇÃO DO AMBIENTE OTIMIZADO

A implementação do ambiente de servidores compreenderá algumas

fases das quais serão descritas abaixo:

Preparação do equipamento: São feitos os ajustes adequados

para o servidor receber o virtualizador, updates que sejam

necessários e preparação dos discos caso seja necessário

fazer Raid;

Instalação do sistema: Refere-se a instalação do virtualizador

bem como realização dos ajustes necessários para que

funcione devidamente e seja possível criar as VMs;

Criação das VMs: Deve-se considerar todo processo de

avaliação feito anteriormente, devendo atender o seu objetivo

com segurança e desempenho compatíveis;

Customização: Onde é necessário instalar os softwares que

rodarão no servidor;

Entrega: Quando serão migradas as informações para as

VMs já configuradas e entrarão em funcionamento;

Documentação: Com o novo ambiente criado, documenta-lo

para que seja de fácil entendimento para alguém que depois

venha a utilizar essa estrutura.

8.1 APRESENTAÇÃO DO AMBIENTE

O ambiente de otimização escolhido para o trabalho foi o Hospital

Santa Casa de Cambé, por ser um ambiente que conta com máquinas físicas que

podem ser virtualizados para terem um melhor aproveitamento dos recursos

disponíveis e melhora no desempenho.

Conforme a Figura 12, podemos notar que o ambiente possui quatro

máquinas físicas que agem como servidores, com diferentes características cada

um. Fazem parte da mesma rede os computadores, servidores e dispositivos

conectados pela rede sem fio.

59

Figura 12 – Diagrama do ambiente a ser avaliado

O objetivo da otimização neste ambiente é ao menos diminuir o uso

de duas máquinas que seriam a de arquivos e chat, pois são as que possuem menor

utilização e seriam ideais para serem virtualizadas.

Fazendo-se uma avaliação da infraestrutura em questão, foi feito um

levantamento de equipamentos e softwares e também informações de desempenho

dos servidores. As características individuais das máquinas foram listadas na Tabela

16. Em relação à rede que estão conectados, ela tem capacidade de operação de

até 1 gigabit por segundo, porém alguns equipamentos operam a 100 megabits por

limitação de alguns equipamentos.

Tabela 16 – Características dos servidores

Servidor Processador Memória Disco

Arquivos AMD Sempron 2.81 Ghz 2 GB 500 GB

Banco de dados Intel CoreI7 2.8 Ghz 8 GB 60 GB SSD

Chat AMD Sempron 2.81 Ghz 2 GB 500 GB

Firewall AMD Sempron 1.32 Ghz 512 MB 40 GB


60

Os sistemas operacionais e softwares usados por cada servidor

estão listados na Tabela 17, bem como também suas funcionalidades no ambiente

do hospital.

Tabela 17 – Máquinas Físicas, softwares detalhados

Servidor Sistema Operacional Aplicações / Funcionalidades

Arquivos Windows XP SP3

- Armazenamento arquivos de rede - Backup - Servidor de impressão

Banco de dados Ubuntu Server - Banco de dados Mysql - Roda o sistema de Gestão Hospitalar

Chat Windows XP SP3 - Chat interno para conversação

Firewall pfSense 2.1

- Políticas de segurança - Proxy - Autenticação Access Points - Dns - DHCP


Os dois servidores candidatos à virtualização são os que estão

rodando o Windows XP, para fazer o monitoramento deles e coletar as informações

necessárias, vamos utilizar o Monitor de Desempenho, conforme Figura 13, que é

nativo da plataforma Windows. Como não ocorriam variações significativas durante

um período curto de tempo, essas informações foram coletadas durante o dia 09 de

dez de 2013, das 7 da manhã até às 4 da tarde, de trinta em trinta minutos

totalizando 19 coletas de informações.

Figura 13 – Tela do Performance Monitor

Fonte: Printscreen da tela da aplicação

A partir desta monitoração realizada foi possível coletar os dados de

61

utilização de recursos, conforme pode ser visto na Tabela 18, os dados das duas

máquinas que serão virtualizados. Para chegar a esses dados, foi feito uma média

geométrica entre todos os valores obtidos em todos os horários, essa tabela

completa com todos os dados coletados consta no Anexo E.

Tabela 18 – Dados do monitoramento dos servidores

Servidor

Recursos Utilizados

Processador Memória Paginação de Disco

% Ghz % Mb % Mb

Arquivos 98,03 2744 60 1099 21 634

Chat 25,96 727 54 993 21 647

Total 50,45 1413 57 1045 21 641


Após o levantamento dos dados da infraestrutura, é possível verificar

que o servidor de arquivos está utilizando seu processador quase que em sua

totalidade, o motivo desse uso intenso é que ele é responsável por realizar os

backups e o monitor de backups do Sistema Hospitalar fica rodando nesta máquina

e ele é responsável por todo esse consumo. Já o servidor de Chat está com seus

recursos sendo inutilizados, tendo uma sobra em todos os quesitos, nesse caso o

aproveitamento será muito maior.

E fazendo verificações nos backups mais antigos é possível notar

que o crescimento dos dados ao ano fica em torno de 6%.

Com esses resultados obtidos, fica claro que esses dois servidores

podem ser candidatos claros a virtualização, no ambiente foi optado não virtualizar o

banco de dados, pois pode gerar algum tipo de instabilidade do Sistema de Gestão

do Hospital e também foi optado por não virtualizar o firewall, devido ao trafego das

placas de rede ser meio elevado podendo comprometer o desempenho dos demais

servidores.

Após definido que realmente os dois servidores seriam virtualizados,

montou-se um diagrama de como ficariam os servidores depois de concluído a

mudança, conforme pode ser visto na Figura 14.

62

Figura 14 – Diagrama do ambiente pós-mudança

Para fazer a otimização do ambiente foi utilizado o Windows 8 PRO

como S.O hospedeiro juntamente com o VMware Workstation, pois foi o que obteve

melhor nota nos testes de desempenho realizados durante o decorrer do trabalho.

Para definir a capacidade da máquina que seria utilizada para a

otimização do ambiente, foram feitos os cálculos mostrados no item 7.5.4.2, 7.5.4.3

e 7.5.4.4. Sendo assim na Tabela 19, constam os cálculos referentes ao

processador.

Tabela 19 – Cálculo de necessidade de processamento

Servidor Velocidade em Mhz Quantidade núcleos Utilização % Necessidade em Mhz

Arquivos 2800 1 98 274400

Chat 2800 1 26 72800

Total - - - 347200


Para calcular a quantidade de memória necessária do equipamento

foram realizados os cálculos conforme mostrado no trabalho. Na Tabela 20, segue

os dados obtidos através do calculo.

Tabela 20 – Cálculo da necessidade de memória

Servidor Quantidade de memória Utilização % Necessidade em MB

Arquivos 2048 60 122880

Chat 2048 54 110592

Total - - 233472


63

E por último para calcular o espaço necessário em disco, são

consideradas as taxas de crescimento do disco, conforme pode ser visto na Tabela

21. Também foi considerado o espaço total utilizado no disco nesse caso. Para obter

o valor da necessidade de espaço, foi calculado referente aos próximos cinco anos,

qual seria o tamanho necessário para a VM.

Tabela 21 – Cálculo da necessidade de disco

Servidor Utilizado em GB Taxa de Crescimento anual % Necessidade em GB

Arquivos 40 6 59,64

Chat 17 6 23

Total - - 83


Já relacionado à rede não foram constatados picos de uso, sendo

assim o uso de rede das duas máquinas não vai comprometer o desempenho delas,

pois não passaram de 40% de uso.

Após o levantamento das necessidades das VMs, pode chegar a

seguinte conclusão em relação à máquina física:

Ficou estimado através dos cálculos que para as máquinas

virtuais será necessário 3,4 giga-hertz, porém temos que

calcular também mais 20%, obtido através de monitoramento,

para sustentar o sistema operacional hospedeiro e o

virtualizador, totalizando 4 gigahertz;

Nos cálculos também ficaram estimados uma necessidade de

2,2 gigabytes de memória para as máquinas virtuais, mas

nesse caso também temos que considerar uma quantia para

a máquina física de pelo menos 1 gigabyte que é a

necessidade do Windows 8 PRO, sendo assim é necessário

ter na máquina 3,5 gigabytes de memória;

Em relação ao uso de disco ficaram estimados através dos

cálculos que seria necessário 83 gigabytes para as máquinas

virtuais, mas levando em consideração que o Windows 8 mais

o virtualizador necessitam de aproximadamente 18 gigabytes,

será necessário um disco de 101 gigabytes com previsão

para os próximos cinco anos em funcionamento;

64

Foi constatado que o uso de rede dos equipamentos na

média geral não passou de 4% do total de 100 megabits por

segundo, sendo assim não terão nenhum problema de

estarem compartilhando a mesma placa de rede na nova

máquina virtualizada;

Após a avaliação realizada é possível estimar um equipamento com

as seguintes configurações:

Processador de dois núcleos com capacidade de 3 Ghz ou

superior;

3,5 gigabytes de memória ou superior;

um disco de 100 gigabytes ou superior;

uma placa de rede de 100 mbps ou superior;

Sendo assim, foi utilizado um equipamento com a seguinte

configuração.

Processador Intel i5 de 3.4 Ghz;

8 gigabytes de memória ram;

1 disco de 500 gigabytes;

1 placa de rede ethernet Realtek;

Nesse projeto, as modificações feitas foram pensadas para tornar o

ambiente mais produtivo e sem desperdício de recursos, sendo possível unir um

equipamento melhor e juntamente com a virtualização ter um aproveitamento maior.

8.2 RESULTADO

No final do projeto foi possível notar que as máquinas tiveram seu

desempenho e estabilidade melhorados, pois está sendo utilizado um equipamento

novo. Existe a possibilidade de expansão no equipamento que foi utilizado, podendo

ser adicionada mais memória e disco se por algum motivo houver necessidade.

Como podemos observar, através da utilização de um processador

melhor e distribuição correta das configurações, as máquinas estão com

desempenho melhor com relação ao processamento, fato que pode ser observado

na Tabela 22. O uso de memória se tornou mais efetivo, pois antes da mudança as

máquinas estavam com sobra superior a 40% de memória livre, e após a

virtualização esses valores foram corrigidos para não ter sobra maior de 25%, pois

65

mais tarde pode ser utilizado em alguma outra máquina virtual que possa ser

adicionada a esta máquina física. Todos os valores obtidos pelos testes após a

mudança estão em Anexos F.

Tabela 22 – Desempenho dos servidores pós mudança

Servidor

Recursos Utilizados

Processador Memória Paginação de Disco

% Ghz % Mb % Mb

Arquivos 79,15 2690,9 79,6 1099,6 20,5 634,5

Chat 19,58 665,6 77 993,74 21 647,2

Média 39,3 1338,3 78,3 1045,3 20,7 641,1


Pode ser analisado que os resultados obtidos foram satisfatórios na

otimização do ambiente, pois além da substituição da máquina usada anteriormente

por outra melhor, foi implantada a virtualização de maneira que a empresa será

beneficiada em um breve espaço de tempo.

Diante desse fato, os hardwares substituídos pelo novo equipamento

terão um aproveitamento melhor, pois será feita a substituição de máquinas com

menor desempenho utilizadas no ambiente do Hospital.

66

CONCLUSÃO

Este trabalho teve como objetivo geral fazer a análise do

desempenho de diversas máquinas virtuais utilizando sistemas de virtualização de

tipo II, para realização destas análises, foram realizados testes de benchmarks, que

são softwares que conseguem informações de desempenho da máquina em questão

e conseguem retornar esses valores em forma de pontuação ou dados para que

possam ser analisados e comparados. Também foi proposta a otimização do

ambiente do Hospital Santa Casa de Cambé, virtualizando duas máquinas físicas

que foram propostas.

No inicio do projeto foi feito um levantamento sobre servidores e

máquinas virtuais, também descritas as principais vantagens, desvantagens e

aplicações dessas máquinas. Foram estudados alguns tipos de Virtual Machine

Monitor que são responsáveis pelo funcionamento das máquinas virtuais, e alguns

tipos de benchmarks com a capacidade de avaliar essas máquinas virtuais buscando

informações que poderiam ser analisadas, pois com essas informações em mãos, foi

possível analisar os resultados e descobrir qual das VMMs possuía melhor

performance e qual seria implementada no ambiente posteriormente.

Após avaliação das VMs, foi iminente notar que o VMware obteve a

maior taxa de aproveitamento em praticamente todos os testes, porém através

dessas avaliações foi possível notar que os cinco benchmarks testados ficaram

próximos nas avaliações exceto no benchmark PCMark 04 e no TestLab 2008, pois

nele o VMware foi superior com uma diferença de pontos notável.

Através dos testes pode-se comprovar o nível de desempenho das

VMs como um todo, pois elas foram configuradas e instaladas da mesma maneira

em todos virtualizadores, utilizando o mesmo hardware físico e mantendo o mesmo

critério para todas as máquinas.

Todos os testes de benchmark duraram em média 5 minutos para

realização, exceto o Sandra 2012 que cada execução sua durou em média 15

minutos.

Todos os testes citados nesta pesquisa foram realizados em

máquinas comuns e são similares ao ambiente do Hospital Santa Casa de Cambé.

Analisando os resultados obtidos, podemos supor que em um ambiente de

servidores com alta taxa de processamento, os virtualizadores terão desempenho

67

similar ou até muito superiores, porém esses testes podem ficar para um futuro

trabalho de especialização, pois para se obter essas informações exatas seriam

necessários equipamentos de grande porte e utilizar sistemas de virtualização mais

otimizados.

Em relação à otimização dos servidores, foi criado algumas etapas

que seriam necessárias antes de fazer uma mudança no ambiente de produção e

virtualizar as máquinas. Depois de verificadas as etapas de levantamento de

informações sobre as máquinas e cálculo de necessidades de hardware, foi

otimizado o ambiente do Hospital Santa Casa de Cambé utilizando a ferramenta

VMware Workstation, pois foi a que melhor atendeu os objetivos de desempenho

propostos, atingindo o objetivo que seria saber qual dos virtualizadores teria o

melhor desempenho nesse ambiente.

68

REFERÊNCIAS

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Editora Saraiva. 2013. 160p.

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Governança de TI - Da Estratégia à Gestão de Processos e Serviços. 2 ed. Rio

de Janeiro: Brasport, 2009. 640p.

HENNESSY, John L.; PATTERSON, David A. Arquitetura de Computadores: uma

abordagem quantitativa. 3. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003.

LAUREANO, M. Máquinas Virtuais e emuladores: Conceitos, Técnicas e

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MAZIERO, A. Carlos. Sistemas Operacionais: Conceitos e mecanismos. (e-Book).

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MONTEIRO, Miriam de Souza. ROMITO, Paulo Roberto. Ti Verde – Implementação

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http://www.vmware.com/br/virtualization/virtualization-basics/how-virtualization-works.html

http://www.vmware.com/br/virtualization/virtualization-basics/how-virtualization-works.html

70

ANEXOS

71

ANEXO A – Dados coletados nos testes de benchmarks da Máquina 1

Performance Test – 1° teste



Cálculos matem. 980 Cálculos matem. 971 Cálculos matem. 978

HD 490 HD 477 HD 482

Memória 1081 Memória 1065 Memória 1079

CPU 2382 CPU 2332 CPU 2356






HD 488 HD 479 HD 483


CPU 2378 CPU 2330 CPU 2354






HD 489 HD 476 HD 481


CPU 2381 CPU 2331 CPU 2352






HD 493 HD 482 HD 482


CPU 2385 CPU 2335 CPU 2354


72





HD 492 HD 479 HD 479


CPU 2384 CPU 2330 CPU 2350






HD 493 HD 476 HD 480


CPU 2385 CPU 2326 CPU 2351






HD 493 HD 480 HD 479


CPU 2383 CPU 2331 CPU 2354






HD 495 HD 473 HD 481


CPU 2381 CPU 2329 CPU 2356


73





HD 494 HD 472 HD 482


CPU 2377 CPU 2328 CPU 2359






HD 497 HD 468 HD 478


CPU 2375 CPU 2331 CPU 2352






HD 496 HD 469 HD 479


CPU 2371 CPU 2330 CPU 2346






HD 499 HD 467 HD 483


CPU 2373 CPU 2327 CPU 2342


74

Crystal Mark – 1° teste




HD 49567 HD 49062 HD 49099


CPU 28987 CPU 28871 CPU 28904






HD 49551 HD 49057 HD 49097


CPU 28980 CPU 28867 CPU 28910






HD 49570 HD 49059 HD 49104


CPU 28990 CPU 28865 CPU 28915






HD 49560 HD 49050 HD 49092


CPU 28987 CPU 28872 CPU 28900


75





HD 49567 HD 49051 HD 49095


CPU 28992 CPU 28876 CPU 28905






HD 49572 HD 49060 HD 49092


CPU 28984 CPU 28870 CPU 28912






HD 49570 HD 49062 HD 49099


CPU 28992 CPU 28840 CPU 28932






HD 49578 HD 49048 HD 49108


CPU 28990 CPU 28852 CPU 28940


76





HD 49586 HD 49056 HD 49101


CPU 28981 CPU 28842 CPU 28934






HD 49580 HD 49044 HD 49095


CPU 28978 CPU 28832 CPU 28931






HD 49574 HD 49041 HD 49070


CPU 28986 CPU 28833 CPU 28918






HD 49562 HD 49034 HD 49062


CPU 28976 CPU 28830 CPU 28905


77

TestLab 2008 – 1° teste




HD 803 HD 752 HD 780


CPU 185 CPU 179 CPU 184






HD 802 HD 750 HD 782


CPU 189 CPU 182 CPU 182






HD 803 HD 754 HD 778


CPU 188 CPU 183 CPU 180






HD 805 HD 759 HD 775


CPU 194 CPU 178 CPU 179


78





HD 809 HD 755 HD 770


CPU 189 CPU 182 CPU 178






HD 800 HD 748 HD 765


CPU 194 CPU 179 CPU 174






HD 809 HD 758 HD 772


CPU 188 CPU 180 CPU 175






HD 819 HD 752 HD 762


CPU 192 CPU 172 CPU 169


79





HD 812 HD 759 HD 757


CPU 199 CPU 178 CPU 173






HD 821 HD 750 HD 755


CPU 195 CPU 168 CPU 168






HD 800 HD 744 HD 750


CPU 205 CPU 164 CPU 160






HD 812 HD 749 HD 749


CPU 200 CPU 172 CPU 167


80

Sandra 2005 – 1° teste




HD 1743 HD 1741 HD 1736


CPU 3999 CPU 3982 CPU 3990






HD 1746 HD 1742 HD 1740


CPU 4001 CPU 3979 CPU 3984






HD 1750 HD 1743 HD 1741


CPU 3997 CPU 3980 CPU 3986






HD 1742 HD 1751 HD 1731


CPU 4004 CPU 3992 CPU 3995


81





HD 1749 HD 1719 HD 1720


CPU 3994 CPU 3974 CPU 3991






HD 1756 HD 1731 HD 1728


CPU 3992 CPU 3988 CPU 3982






HD 1758 HD 1728 HD 1717


CPU 3990 CPU 3978 CPU 3972






HD 1752 HD 1725 HD 1726


CPU 3989 CPU 3972 CPU 3975


82





HD 1749 HD 1735 HD 1718


CPU 3992 CPU 4000 CPU 3962






HD 1755 HD 1739 HD 1721


CPU 3999 CPU 3998 CPU 3963






HD 1760 HD 1734 HD 1716


CPU 4008 CPU 3987 CPU 3957






HD 1751 HD 1739 HD 1710


CPU 3989 CPU 3988 CPU 3952


83

PCMark 04 – 1° teste




HD 1440 HD 1425 HD 1432


CPU 3229 CPU 2756 CPU 3102






HD 1443 HD 1422 HD 1430


CPU 3226 CPU 2757 CPU 3100






HD 1440 HD 1424 HD 1431


CPU 3230 CPU 2759 CPU 3198






HD 1451 HD 1420 HD 1432


CPU 3224 CPU 2750 CPU 3204


84





HD 1456 HD 1411 HD 1435


CPU 3211 CPU 2742 CPU 3208






HD 1462 HD 1415 HD 1437


CPU 3208 CPU 2737 CPU 3214






HD 1468 HD 1410 HD 1441


CPU 3200 CPU 2730 CPU 3204






HD 1474 HD 1411 HD 1437


CPU 3226 CPU 2726 CPU 3200


85





HD 1470 HD 1416 HD 1439


CPU 3220 CPU 2732 CPU 2994






HD 1468 HD 1419 HD 1435


CPU 3212 CPU 2735 CPU 2990






HD 1462 HD 1422 HD 1439


CPU 3207 CPU 2731 CPU 2987






HD 1467 HD 1420 HD 1435


CPU 3205 CPU 2737 CPU 2994


86

ANEXO B – Dados coletados nos testes de benchmarks da Máquina 2





HD 499 HD 486 HD 491


CPU 712 CPU 690 CPU 701






HD 503 HD 492 HD 501


CPU 714 CPU 694 CPU 704






HD 504 HD 490 HD 492


CPU 711 CPU 692 CPU 705






HD 500 HD 493 HD 495


CPU 706 CPU 700 CPU 709


87





HD 507 HD 490 HD 490


CPU 712 CPU 694 CPU 704






HD 509 HD 487 HD 492


CPU 718 CPU 699 CPU 701






HD 506 HD 485 HD 487


CPU 725 CPU 703 CPU 694






HD 504 HD 487 HD 483


CPU 720 CPU 699 CPU 690


88





HD 509 HD 483 HD 480


CPU 714 CPU 694 CPU 695






HD 509 HD 485 HD 489


CPU 724 CPU 698 CPU 700






HD 505 HD 489 HD 488


CPU 717 CPU 691 CPU 697






HD 513 HD 486 HD 494


CPU 720 CPU 684 CPU 704


89





HD 35702 HD 35710 HD 35715


CPU 12403 CPU 11554 CPU 11564






HD 35698 HD 35708 HD 35620


CPU 12405 CPU 11552 CPU 11338






HD 35691 HD 35709 HD 35680


CPU 12399 CPU 11550 CPU 12392






HD 35699 HD 35714 HD 35645


CPU 12395 CPU 11557 CPU 12397


90





HD 35709 HD 35715 HD 35650


CPU 12404 CPU 11562 CPU 12394






HD 35702 HD 35709 HD 35654


CPU 12409 CPU 11557 CPU 12399






HD 35697 HD 35712 HD 35650


CPU 12407 CPU 11550 CPU 12405






HD 35690 HD 35700 HD 35644


CPU 12399 CPU 11546 CPU 12397


91





HD 35694 HD 35705 HD 35650


CPU 12398 CPU 11550 CPU 12401






HD 35702 HD 35701 HD 35647


CPU 12404 CPU 11559 CPU 12394






HD 35694 HD 35704 HD 35651


CPU 12406 CPU 11568 CPU 12387






HD 35690 HD 35709 HD 35648


CPU 12401 CPU 11573 CPU 12389


92





HD 805 HD 728 HD 736


CPU 132 CPU 120 CPU 125






HD 799 HD 727 HD 747


CPU 133 CPU 122 CPU 126






HD 801 HD 726 HD 747


CPU 130 CPU 121 CPU 125






HD 803 HD 730 HD 750


CPU 129 CPU 119 CPU 124


93





HD 804 HD 721 HD 754


CPU 134 CPU 118 CPU 128






HD 798 HD 717 HD 749


CPU 137 CPU 116 CPU 121






HD 794 HD 724 HD 750


CPU 132 CPU 121 CPU 123






HD 793 HD 720 HD 747


CPU 136 CPU 117 CPU 122


94





HD 790 HD 724 HD 760


CPU 141 CPU 114 CPU 128






HD 784 HD 728 HD 758


CPU 144 CPU 119 CPU 131






HD 778 HD 719 HD 753


CPU 140 CPU 124 CPU 129






HD 770 HD 726 HD 762


CPU 146 CPU 120 CPU 124


95





HD 1360 HD 1294 HD 1321


CPU 3246 CPU 3001 CPU 3216






HD 1359 HD 1293 HD 1325


CPU 3248 CPU 3002 CPU 3214






HD 1361 HD 1289 HD 1323


CPU 3245 CPU 2999 CPU 3213






HD 1364 HD 1294 HD 1320


CPU 3250 CPU 3000 CPU 3210


96





HD 1360 HD 1290 HD 1326


CPU 3554 CPU 3007 CPU 3214






HD 1358 HD 1296 HD 1327


CPU 3249 CPU 3009 CPU 3210






HD 1354 HD 1290 HD 1329


CPU 3247 CPU 3006 CPU 3208






HD 1362 HD 1287 HD 1330


CPU 3246 CPU 3001 CPU 3207


97





HD 1369 HD 1285 HD 1324


CPU 3250 CPU 3002 CPU 3209






HD 1367 HD 1288 HD 1321


CPU 3249 CPU 2997 CPU 3214






HD 1362 HD 1291 HD 1318


CPU 3242 CPU 2994 CPU 3218






HD 1367 HD 1293 HD 1316


CPU 3245 CPU 2998 CPU 3221


98





HD 1275 HD 1168 HD 1231


CPU 2767 CPU 2601 CPU 2680






HD 1274 HD 1166 HD 1233


CPU 2768 CPU 2600 CPU 2679






HD 1271 HD 1169 HD 1230


CPU 2770 CPU 2601 CPU 2677






HD 1278 HD 1170 HD 1229


CPU 2771 CPU 2608 CPU 2678


99





HD 1275 HD 1175 HD 1227


CPU 2765 CPU 2604 CPU 2674






HD 1279 HD 1174 HD 1232


CPU 2768 CPU 2609 CPU 2681






HD 1273 HD 1176 HD 1235


CPU 2774 CPU 2608 CPU 2682






HD 1274 HD 1177 HD 1234


CPU 2779 CPU 2603 CPU 2684


100





HD 1270 HD 1170 HD 1226


CPU 2767 CPU 2599 CPU 2675






HD 1268 HD 1167 HD 1229


CPU 2769 CPU 2594 CPU 2672






HD 1275 HD 1165 HD 1227


CPU 2778 CPU 2597 CPU 2676






HD 1273 HD 1160 HD 1230


CPU 2763 CPU 2600 CPU 2680


101

ANEXO C – Valores coletados do servidor de Arquivos anterior à mudança

Servidor Arquivos

Recursos Utilizados

Processador Memória Cache disco Rede

% Ghz % Mb % Mb %

07:00 100% 2800 60,52% 1110 20,22% 624 0,05%

7:30:00 97% 2712 59,27% 1087 20,12% 621 0,07%

08:00 98% 2756 59,92% 1099 20,19% 623 2,00%

8:30:00 100% 2800 60,36% 1107 20,48% 632 4,00%

09:00 100% 2800 60,52% 1110 20,74% 640 7,00%

9:30:00 97% 2705 59,98% 1100 20,67% 638 6,00%

10:00 96% 2687 59,87% 1098 20,58% 635 8,00%

10:30:00 99% 2781 59,92% 1099 20,61% 636 10,00%

11:00 97% 2711 59,38% 1089 20,41% 630 9,00%

11:30:00 96% 2698 59,32% 1088 20,38% 629 7,00%

12:00 97% 2728 59,54% 1092 20,58% 635 3,00%

12:30:00 98% 2731 59,81% 1097 20,77% 641 1,00%

13:00 100% 2800 60,63% 1112 21,10% 651 2,00%

13:30:00 100% 2800 60,52% 1110 21,00% 648 4,00%

14:00 98% 2751 60,09% 1102 20,71% 639 6,00%

14:30:00 99% 2763 60,14% 1103 20,64% 637 8,00%

15:00 96% 2682 59,65% 1094 20,38% 629 7,00%

15:30:00 99% 2781 59,98% 1100 20,71% 639 9,00%

16:00 95% 2672 59,71% 1095 20,45% 631 10,00%

Média 98,03% 2744,80 59,95% 1099,6 20,56% 634,59 3,21%

102

ANEXO D – Valores coletados do servidor de Chat anterior à mudança

Servidor Chat

Recursos Utilizados


% Ghz % Mb % Mb %

07:00 22,93% 642 46% 850 20,22% 624 0,05%

7:30:00 23,50% 658 49% 899 20,25% 625 0,02%

08:00 25,82% 723 50% 924 20,41% 630 1,00%

8:30:00 26,07% 730 52% 951 20,67% 638 3,00%

09:00 26,25% 735 54% 983 20,90% 645 4,00%

9:30:00 26,11% 731 52% 958 20,71% 639 3,00%

10:00 26,61% 745 55% 1002 21,10% 651 7,00%

10:30:00 27,43% 768 59% 1087 21,78% 672 4,00%

11:00 26,64% 746 57% 1051 21,39% 660 5,00%

11:30:00 26,57% 744 57% 1047 21,42% 661 4,00%

12:00 24,32% 681 50% 909 20,45% 631 2,00%

12:30:00 23,29% 652 48% 882 20,35% 628 0,05%

13:00 23,96% 671 49% 890 20,41% 630 2,00%

13:30:00 26,25% 735 53% 971 20,84% 643 3,00%

14:00 27,43% 768 59% 1087 21,74% 671 7,00%

14:30:00 27,82% 779 61% 1120 22,03% 680 5,00%

15:00 27,71% 776 60% 1104 21,29% 657 4,00%

15:30:00 27,64% 774 61% 1112 21,45% 662 6,00%

16:00 27,93% 782 62% 1131 21,58% 666 4,00%

Média 25,96% 727,02 54,18% 993,74 20,99% 647,82 1,75%

103

ANEXO E – Valores coletados do servidor de Arquivos pós-mudança

Servidor Arquivos

Recursos Utilizados


% Ghz % Mb % Mb %

07:00 80% 2726 80,43% 1110 20,22% 624 0,04%

7:30:00 80% 2707 78,77% 1087 20,12% 621 0,08%

08:00 78% 2658 79,64% 1099 20,19% 623 1,00%

8:30:00 79% 2681 80,22% 1107 20,48% 632 3,50%

09:00 79% 2683 80,43% 1110 20,74% 640 9,00%

9:30:00 79% 2670 79,71% 1100 20,67% 638 7,00%

10:00 78% 2658 79,57% 1098 20,58% 635 6,00%

10:30:00 79% 2689 79,64% 1099 20,61% 636 9,00%

11:00 79% 2672 78,91% 1089 20,41% 630 8,00%

11:30:00 79% 2670 78,84% 1088 20,38% 629 9,00%

12:00 77% 2632 79,13% 1092 20,58% 635 5,00%

12:30:00 77% 2601 79,49% 1097 20,77% 641 0,50%

13:00 80% 2721 80,58% 1112 21,10% 651 1,00%

13:30:00 82% 2803 80,43% 1110 21,00% 648 5,00%

14:00 83% 2809 79,86% 1102 20,71% 639 7,00%

14:30:00 81% 2752 79,93% 1103 20,64% 637 10,00%

15:00 79% 2682 79,28% 1094 20,38% 629 9,00%

15:30:00 79% 2671 79,71% 1100 20,71% 639 7,00%

16:00 78% 2652 79,35% 1095 20,45% 631 9,00%

Média 79,15% 2690,94 79,68% 1099,6 20,56% 634,59 3,03%

104

ANEXO F – Valores coletados do servidor de Chat pós-mudança

Servidor Chat

Recursos Utilizados


% Ghz % Mb % Mb %

07:00 17,24% 586 66% 850 20,22% 624 0,03%

7:30:00 17,44% 593 70% 899 20,25% 625 0,01%

08:00 17,76% 604 72% 924 20,41% 630 2,00%

8:30:00 22,03% 749 74% 951 20,67% 638 1,50%

09:00 21,82% 742 76% 983 20,90% 645 6,00%

9:30:00 21,44% 729 74% 958 20,71% 639 7,00%

10:00 21,21% 721 78% 1002 21,10% 651 7,00%

10:30:00 20,53% 698 84% 1087 21,78% 672 5,00%

11:00 20,06% 682 81% 1051 21,39% 660 3,00%

11:30:00 20,79% 707 81% 1047 21,42% 661 3,50%

12:00 17,47% 594 70% 909 20,45% 631 1,00%

12:30:00 16,21% 551 68% 882 20,35% 628 0,03%

13:00 17,15% 583 69% 890 20,41% 630 1,00%

13:30:00 18,68% 635 75% 971 20,84% 643 4,00%

14:00 20,53% 698 84% 1087 21,74% 671 8,00%

14:30:00 20,65% 702 87% 1120 22,03% 680 4,00%

15:00 21,32% 725 86% 1104 21,29% 657 3,00%

15:30:00 20,62% 701 86% 1112 21,45% 662 7,00%

16:00 20,68% 703 88% 1131 21,58% 666 3,00%

Média 19,58% 665,61 77,03% 993,74 20,99% 647,82 1,53%

virtualizaÇÃo - avaliação de desempenho de máquinas virtuais utilizando benchmarks

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