Computação em nuvem para a empresa, Parte 3: Usando o WebSphere CloudBurst para criar nuvens particulares

A Parte 1 desta série de artigos tratou da computação em nuvem de modo geral, incluindo camadas e diferentes tipos de nuvens, juntamente com seus benefícios e desvantagens, e explicou por que esse movimento é importante para os desenvolvedores corporativos. A Parte 2 analisou a nuvem pública e como é possível usar o IBM® WebSphere® sMash e IBM DB2® Express-C para fornecer aplicativos da Web hospedados em uma infraestrutura de nuvem pública. Este artigo fornece uma introdução ao IBM WebSphere CloudBurst™ e IBM WebSphere Application Server Hypervisor Edition, e analisa como essas novas ofertas trazem as significativas vantagens da computação em nuvem particular para os ambientes corporativos do WebSphere. Este conteúdo é parte do IBM WebSphere Developer Technical Journal.

Dustin Amrhein, Staff Software Engineer, IBM

Dustin Amrhein entrou para a IBM como membro da equipe de desenvolvimento do WebSphere Application Server. Enquanto esteve nessa posição, Dustin trabalhou principalmente com infraestrutura e modelos de programação de serviços da Web. Além disso, Dustin trabalhou no desenvolvimento de uma estrutura de serviços RESTful para Java Runtime. Em sua função atual, Dustin é evangelista técnico de tecnologias emergentes no portfólio WebSphere da IBM.


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Ruth Willenborg, Senior Technical Staff Member, IBM

Ruth Willenborg é Membro Senior da Equipe Técnica do WebSphere Technology Institute da IBM, e trabalha em virtualização. Antes dessa designação, Ruth era gerente da equipe de WebSphere Performance responsável pela análise de desempenho, comparação de desempenho e desenvolvimento de ferramentas de desempenho do WebSphere Application Server. Ruth tem mais de 20 anos de experiência em desenvolvimento de software na IBM. Ela é coautora de Performance Analysis for Java Web Sites (Addison-Wesley, 2002).


nível de autor Contribuidor do
        developerWorks

24/Jun/2009

Introdução

Os custos de um datacenter incluem três componentes principais: hardware, custos físicos (como de energia e resfriamento) e gerenciamento administrativo. Entre os três, o componente de custo administrativo e de gerenciamento responde por uma parte significativa do custo geral e contínuo. Como tal, remover processos manuais, erros e repetições é um ótimo modo de reduzir e controlar custos de TI.

O novo IBM WebSphere CloudBurst Appliance, juntamente com o IBM WebSphere Application Server Hypervisor Edition, fornece funções de implementação e gerenciamento para implementar ambientes do WebSphere Application Server de modo rápido e repetível, reduzindo significativamente os requisitos administrativos e de gerenciamento tipicamente associados a essas atividades. Além disso, aproveitando os princípios da virtualização e computação em nuvem, o WebSphere CloudBurst permite usar de forma eficiente um conjunto de recursos compartilhados -- uma nuvem particular -- para reduzir os custos com infraestrutura.

Este artigo fornece uma introdução ao WebSphere CloudBurst e WebSphere Application Server Hypervisor Edition, e analisa como essas novas ofertas trazem as significativas vantagens da computação em nuvem particular para os ambientes corporativos do WebSphere.


Nuvens particulares

Como tratado em seções anteriores desta série de artigos, as soluções de computação em nuvem aparecem de múltiplas formas: públicas, híbridas e particulares. O tipo da nuvem, em geral, é definido em termos de onde os recursos físicos e os dados residem. Uma nuvem particular é aquela que existe dentro do firewall de uma empresa; todos os recursos e serviços de computação que compõem a nuvem são protegidos por firewall.

Embora uma nuvem particular não o isente da responsabilidade de obter e manter recursos de computação, há muitas razões pelas quais as empresas escolhem soluções de nuvens particulares em vez de públicas:

  • Segurança e regulamentos de conformidade: Talvez sejam necessários controle e supervisão mais rigorosos em relação a como e onde os dados são armazenados do que é normalmente fornecido em um serviço de nuvem pública.
  • Recursos que não são encontrados em uma nuvem pública: Pode ser necessária uma tecnologia de fornecedor bem específica ou garantias de disponibilidade que não são encontradas no uso de nuvens públicas.
  • Nuvem particular como propriedade financeira: Se você tem investimentos maciços em datacenters existentes, talvez prefira otimizar o uso desses recursos em vez de pagar serviços de nuvem pública. Até muitas empresas sem esses investimentos de custo muitas vezes vêem vantagens de preço em soluções internas, visto que a flexibilidade de soluções externas poderia vir como prêmio (mais ou menos como o aluguel de um carro por um ano versus a compra de um).

As soluções de nuvem particular têm muitos dos mesmos benefícios de seus equivalentes públicos, como redução de custo, agilidade nos negócios e inovação aprimorada. A principal diferença é que se mantém total controle -- e responsabilidade -- sobre a nuvem.


Introduzindo o WebSphere CloudBurst

O WebSphere CloudBurst é um novo dispositivo da IBM que inclui recursos de hardware e software para criar e gerenciar nuvens particulares locais. O WebSphere CloudBurst fornece recursos para construir, implementar e manter configurações virtualizadas do WebSphere Application Server para qualquer implementação de um único servidor até implementações de cluster mais complexas.

Figura 1. WebSphere CloudBurst
Figure 1. WebSphere CloudBurst

Como mostrado na Figura 1, o WebSphere CloudBurst tem três partes fundamentais:

  • O dispositivo: O WebSphere CloudBurst Appliance em si inclui o hardware, o aplicativo de gerenciamento e um conjunto de imagens e padrões virtuais do WebSphere Application Server pré-instalados e pré-configurados. Todo acesso ao WebSphere CloudBurst se dá por meio de interfaces suportadas, usando a interface com o usuário da Web 2.0, a interface de linha de comando (CLI) completa ou APIs REST.
  • A nuvem: O WebSphere CloudBurst oferece suporte a um modelo do tipo "traga sua própria nuvem", no qual hypervisors, recursos de rede e armazenamento são fornecidos para serem utilizados pelo dispositivo. A nuvem é onde são executados os aplicativos implementados do WebSphere; eles não são executados no WebSphere CloudBurst Appliance.
  • Os sistemas virtuais. O WebSphere CloudBurst fornece uma ferramenta para customizar as imagens e padrões fornecidos pela IBM para criar um catálogo de autoatendimento dos seus aplicativos WebSphere e recursos para dispensar sistemas virtuais do WebSphere Application Server na nuvem particular. O WebSphere CloudBurst Appliance inclui recursos de colocação inteligentes que permitem que os padrões do WebSphere Application Server sejam implementados na nuvem de maneira a assegurar o uso eficiente de recursos da nuvem e características de alta disponibilidade. Depois de os padrões serem implementados, o WebSphere CloudBurst fornece recursos de gerenciamento e otimização, incluindo mecanismos para aplicar correções no ambiente.

O WebSphere CloudBurst Appliance atende aos crescentes custos de gerenciamento e administração de servidor e middleware de diversas formas. O WebSphere CloudBurst fornece ferramentas para construir implementações consistentes e repetíveis do WebSphere Application Server. Essas implementações são otimizadas para ambientes virtualizados, permitindo que você reduza os custos administrativos e aproveite os benefícios da consolidação do servidor provenientes desses ambientes. Além disso, o WebSphere CloudBurst aplica o conhecimento de melhor prática para modificar e ajustar as configurações que distribui.

O WebSphere CloudBurst também faz parte de vários cenários de integração que envolvem ferramentas de desenvolvimento e gestão de serviços das marcas Rational® e Tivoli® da IBM. Esses recursos de integração podem fornecer fluxos de trabalho integrados de ponta a ponta que melhoram significativa e adicionalmente a eficiência e agilidade de TI.


Por que um dispositivo?

Como dá para ver pelo nome, o WebSphere CloudBurst Appliance é um dispositivo. Entregar essa nova oferta na forma de dispositivo traz diversos benefícios:

  • Consumabilidade: O dispositivo proporciona bastante consumabilidade. Após conectar o dispositivo e aceitar as licenças iniciais, o console do WebSphere CloudBurst ficará disponível imediatamente. Não são necessárias etapas extras de instalação, e você pode começar imediatamente a construir suas nuvens particulares WebSphere.
  • Segurança: O WebSphere CloudBurst Appliance, como um IBM WebSphere DataPower® SOA Appliance, oferece uma estrutura resistente a adulteração. Além disso, o WebSphere CloudBurst aplica criptografia a certificados SSL, senhas, imagens virtuais, aplicativos e tudo o mais que está armazenado nele. Os usuários interagem com o WebSphere CloudBurst usando uma de três interfaces: uma interface com o usuário da Web 2.0, uma interface de linha de comando completa, ou APIs REST. Não há outros pontos de acesso (como um shell de linha de comando), diminuindo, assim, a área superficial disponível para ataques dolosos.
  • Desempenho: O WebSphere CloudBurst Appliance serve como armazenamento dedicado para as imagens e padrões virtuais enviados e customizados do WebSphere Application Server. O dispositivo inclui compactação avançada e técnicas de armazenamento que permitem que um número significativo dessas imagens virtuais seja armazenado pelo usuário. O dispositivo também fornece a energia de processamento necessária para gerenciar essas imagens virtuais e permitir que nuvens particulares WebSphere sejam criadas.

Agora, vamos olhar com mais atenção as imagens e padrões virtuais do WebSphere Application Server que fazem parte do WebSphere CloudBurst.


Imagens e padrões virtuais pré-carregados

Imagens virtuais são elementares para a oferta do WebSphere CloudBurst. Em especial, o novo WebSphere Application Server Hypervisor Edition é o bloco de construção sobre o qual os padrões do WebSphere CloudBurst são construídos. O WebSphere Application Server Hypervisor Edition (Figura 2) é uma edição especial do WebSphere Application Server que é executado sobre um hypervisor e é otimizado para ambientes virtualizados. (O pacote é do WebSphere Application Server V6.1.0.x e do V7.0.0.x.) A primeira versão do WebSphere Application Server Hypervisor Edition consiste em binários e perfis do WebSphere Application Server, o IBM HTTP Server e um sistema operacional SLES Linux, todos pré-instalados e empacotados em um Open Virtualization Format (OVF).

Visto que a imagem virtual vem pré-instalada, configurada e ajustada, é possível obter um rápido retorno sobre investimento (ROI), porque é necessário instalar novamente o WebSphere Application Server.

Figura 2. WebSphere Application Server Hypervisor Edition
Figure 2. WebSphere Application Server Hypervisor Edition

O WebSphere Application Server Hypervisor Edition pode ser comprado separadamente do WebSphere CloudBurst, e planeja-se que ele esteja disponível inicialmente para VMware ESX e ESXi. Contudo, agrega-se mais valor quando o WebSphere Application Server Hypervisor Edition é usado dentro do WebSphere CloudBurst Appliance.

O WebSphere CloudBurst introduz a ideia de padrões que, nesse sentido, são topologias construídas a partir de componentes contidos no WebSphere Application Server Hypervisor Edition. Esses padrões são unidades implementáveis prontas para serem executadas em servidores VMware ESX ou ESXi. A Figura 3 é uma representação visual de um padrão do WebSphere CloudBurst representativo.

Figura 3. Padrões do WebSphere CloudBurst
Figure 3. WebSphere CloudBurst patterns

Os padrões enviados com o WebSphere CloudBurst são a conclusão de 10 anos de conhecimento de construção de ambientes WebSphere Application Server e de feedback de usuários e técnicos. Além de fornecer topologia implementável, o WebSphere CloudBurst também ajusta o ambiente do WebSphere Application Server com base em um padrão específico para assegurar que o ambiente contenha o conhecimento de melhor prática mais relevante e valioso.

Imagens e padrões customizáveis

Além dos recursos prontos fornecidos pelo WebSphere CloudBurst na forma de padrões, ele fornece também recursos de customização. É possível customizar as imagens virtuais e os padrões do WebSphere enviados com o dispositivo a fim de criar uma nuvem particular customizada e focada num propósito dentro da sua empresa.

Estender imagens virtuais

Cada uma das imagens do WebSphere Application Server Hypervisor Edition enviadas com o WebSphere CloudBurst pode ser customizada por meio do recurso de extensão: basta selecionar a imagem a estender, fazer a customização desejada e, depois, recapturar a imagem. A nova imagem será armazenada junto com as outras imagens no catálogo do WebSphere CloudBurst.

Um bom uso para estender uma imagem virtual seria para criar uma imagem que contenha software customizado. Por exemplo, você pode estender o WebSphere Application Server Hypervisor Edition, instalar o software de antivírus obrigatório da sua empresa e depois recapturar a imagem para ser armazenada no catálogo do WebSphere CloudBurst. A imagem resultante pode ser, então, usada para construir padrões a fim de garantir que todos os sistemas virtuais implementados incluam o software obrigatório.

Criar padrões

Similar a imagens virtuais, os padrões do WebSphere CloudBurst também podem ser customizados. É possível customizar os padrões enviados para acrescentar ou remover componentes WebSphere do padrão, ou para acrescentar pacotes de script ao padrão. Há seis componentes no WebSphere Application Server Hypervisor Edition que estão disponíveis para construção de padrão:

  • Gerenciador de implementação
  • Gerenciador de tarefa
  • Agente de administração
  • Nó customizado
  • Nó apenas do IBM HTTP Server
  • Nó independente

Esses componentes podem ser acrescentados, removidos ou ter seu número aumentado usando um construtor de configuração intuitivo que usa o recurso de arrastar e soltar. Ao criar um padrão, é possível bloquear propriedades associadas aos componentes no padrão. Por exemplo, se estiver criando um padrão para ser usado em testes, você pode querer se certificar de que todas as implementações de teste usem a mesma quantidade de memória virtual. A propriedade de tamanho da memória virtual de cada componente no padrão pode ser bloqueada no momento da criação. Desse modo, é possível assegurar uma implementação consistente e repetível para qualquer pessoa que usar o padrão.

Esta breve visão geral visa apresentar os recursos de customização do WebSphere CloudBurst. Uma série de artigos futuros irá analisar mais de perto os recursos de customização do WebSphere CloudBurst, e explicar como e quando usá-los.

Também é possível usar pacotes de scripts para customizar padrões. Os pacotes de scripts são binários zipados (.zip ou .tgz) que fornecem um script de execução e artefatos necessários. O pacote de scripts pode ser usado para instalar um aplicativo no padrão implementado, para ajustar a instância do WebSphere Application Server implementado ou para executar alguma outra ação desejada. Os usuários do WebSphere CloudBurst criam pacotes de scripts e os carregam no catálogo. Os pacotes de scripts podem ser incluídos nos padrões usando o mesmo construtor de configuração com arrastar e soltar.

Um conjunto de padrões customizados forma um catálogo de autoatendimento dos aplicativos WebSphere, pronto para implementação na nuvem particular. Contudo, antes que o WebSphere CloudBurst possa fazer a primeira implementação, seu administrador do sistema precisa definir uma nuvem. A seguir, veremos como construir uma nuvem.


Traga sua própria nuvem

Além da habilidade de criar configurações do WebSphere Application Server otimizadas para ambientes virtuais, o WebSphere CloudBurst ajuda a criar uma nuvem particular para executar os sistemas virtuais do WebSphere Application Server. Esses sistemas virtuais não são executados no dispositivo; em vez disso, o WebSphere CloudBurst oferece suporte a um modelo do tipo "traga sua própria nuvem" no qual é definida a nuvem particular para o dispositivo.

A nuvem particular, no que se refere ao WebSphere CloudBurst, consiste em três recursos: hypervisors, armazenamento e endereços IP (Figura 4):

Um hypervisor é um programa de virtualização de software que fornece uma camada de abstração entre os sistemas operacionais e os recursos físicos em uma máquina. Essa abstração permite que múltiplos sistemas operacionais e pilhas de aplicativos sejam executados em um único recurso físico, permitindo, assim, níveis mais altos de utilização de recursos. Por exemplo, aproveitando um hypervisor, três máquinas virtuais separadas -- uma com um sistema operacional e o gerenciador de implementação do WebSphere Application Server, e duas com um sistema operacional e nós customizados do WebSphere Application Server -- podem ser executadas no mesmo servidor físico.

Para configurar a nuvem, o administrador define o local e as credenciais de login para os hypervisors (inicialmente VMware ESX ou ESXi). Esses hypervisors irão hospedar os sistemas virtuais que são distribuídos pelo WebSphere CloudBurst Appliance. O WebSphere CloudBurst detecta automaticamente o armazenamento associado aos hypervisors, e gerencia a colocação dos sistemas virtuais do WebSphere Application Server no conjunto de hypervisors.

Outro componente da nuvem particular do WebSphere CloudBurst é um conjunto de endereços IP que estão disponíveis para serem utilizados pelas máquinas virtuais do WebSphere Application Server. O administrador define esse conjunto de endereços IP e, quando novas máquinas virtuais são criadas, o WebSphere CloudBurst cuida de atribuir a cada uma um valor exclusivo.

Seu administrador precisa apenas definir os hypervisors e endereços IP do WebSphere CloudBurst. Depois que esses recursos foram definidos, o WebSphere CloudBurst cria e gerencia uma nuvem particular de sistemas virtuais.

Figura 4. Nuvem particular do WebSphere
Figure 4. The private WebSphere cloud

Do dispositivo para a nuvem

Implementando a nuvem

Depois que o administrador define a nuvem particular, é possível implementar padrões do WebSphere. O processo de implementação é simples, e nele basta fornecer as informações exclusivas de tempo de implementação (como uma senha de usuário específica). O WebSphere CloudBurst usa recursos inteligentes de colocação, bem como conhecimento dos requisitos de recurso do WebSphere Application Server para colocar sistemas virtuais nas máquinas físicas, conforme for necessário. Ele se comunica com os hypervisors para entender sua capacidade e também leva em conta preocupações com alta disponibilidade. Por exemplo, os nós customizados dentro do padrão de cluster do WebSphere Application Server serão colocados em múltiplas máquinas físicas, como mostrado na Figura 5, para evitar um cenário de um único ponto de falha se um servidor físico falhar.

O processo de implementação -- incluindo todo o sistema operacional, através da federação e inicialização do WebSphere Application Server, além da instalação de aplicativos de usuário -- é rápido; todos os aplicativos em cluster ficam prontos em minutos. Os usuários são avisados quando o aplicativo está pronto para uso. A partir do console do WebSphere CloudBurst, é fácil fazer login no sistema virtual usando SSH ou VNC, ou diretamente no console de administração do WebSphere Application Server.

Figura 5. Visualização do sistema virtual
Figure 5. Virtual system view

Gerenciando a nuvem

Os recursos do WebSphere CloudBurst não terminam, uma vez que os sistemas virtuais foram implementados à nuvem particular. O WebSphere CloudBurst possibilita que você monitore e gerencie as implementações do WebSphere Application Server.

Aplicando correções

O WebSphere CloudBurst fornece recursos de manutenção para atualizar imagens virtuais, padrões e implementações de sistemas virtuais. A técnica mais fácil é mover a nova versão do WebSphere Application Server Hypervisor Edition, uma imagem completa com todo o WebSphere Application Server e a manutenção do sistema operacional aplicada, e reimplementar padrões com a nova imagem. Esse processo é rápido e repetível.

Em alguns casos, porém, pode ser necessário aplicar correções diretamente nos sistemas virtuais já implementados na nuvem. Nesses casos, é possível usar o console do WebSphere CloudBurst para fazer upload de pacotes de serviços e iFixes diretamente para o catálogo. É possível selecionar sistemas virtuais, e o WebSphere CloudBurst cuida do processo de aplicação das correções, criando até um instantâneo do sistema virtual antes de a correção ser aplicada. A qualquer momento após a aplicação da correção, é possível fazer um retrocesso para o estado anterior do sistema virtual simplesmente clicando em um botão.

Monitorando o uso da nuvem

A computação em nuvem é comparável a estruturas de precificação de pagamento de acordo com o uso. Para obter isso, naturalmente, o uso de recursos da nuvem deve ser rastreado e relatado. O WebSphere CloudBurst fornece estatísticas sobre o uso da nuvem que dão suporte a reembolsos para a empresa. Para cada usuário dentro do WebSphere CloudBurst, os administradores podem recuperar informações sobre seu uso de máquina virtual e CPU, memória e taxa de utilização de IP. Todas essas informações podem ser vistas dentro do console do WebSphere CloudBurst (Figura 6) ou podem ser transferidas por download em uma planilha.

Figura 6. Relatórios de uso dos usuários
Figure 6. User usage reports

Além do uso de recursos pelo usuário, o WebSphere CloudBurst também fornece informações sobre o uso dos recursos da nuvem. As taxas de utilização da CPU física e virtual e do uso da memória, do IP e de armazenamento estão disponíveis no console do WebSphere CloudBurst.


Resumo

As nuvens particulares fornecem às empresas muitos dos mesmos benefícios de seus equivalentes público e, por causa da familiaridade com recursos existentes, as nuvens particulares podem até mesmo fornecer uma porta de entrada mais fácil para a computação em nuvem. O WebSphere CloudBurst Appliance é uma nova oferta revolucionária que torna realidade as nuvens particulares do WebSphere Application Server, fornecendo um modo de criar implementações virtualizadas e repetíveis que incluem de sistema operacional até scripts e aplicativos de usuário customizados. Essas implementações repetíveis podem ser facilmente movidas para uma nuvem privada com o clique em um botão. Dentro da nuvem, os sistemas virtuais do WebSphere Application Server podem ser utilizados como implementações padrão do WebSphere Application Server. O WebSphere CloudBurst completa o gerenciamento de ciclo de vida dos ambientes de nuvem do WebSphere, possibilitando que a manutenção seja realizada na forma de pacotes de serviços e iFixes. Todos esses recursos são fornecidos por meio da interface da Web 2.0, que é muito fácil de usar, bem como por meio de APIs REST documentados e de interface de linha de comando.

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