43
UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO Engenharia de Computação GUSTAVO MENDES MATHEUS ALEXANDRE LUCHINI BATONI NATANAEL GOMES EVANGELISTA VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E APLICAÇÕES - DESEMPENHO EM REDES WINDOWS Itatiba 2013

VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO Engenharia de Computação

GUSTAVO MENDES MATHEUS ALEXANDRE LUCHINI BATONI

NATANAEL GOMES EVANGELISTA

VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E APLICAÇÕES - DESEMPENHO EM REDES

WINDOWS

Itatiba 2013

Page 2: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

GUSTAVO MENDES – R.A. 002200800882 MATHEUS ALEXANDRE LUCHINI BATONI – R.A. 00220090004 2 NATANAEL GOMES EVANGELISTA – R.A. 002200800589

VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E APLICAÇÕES - DESEMPENHO EM REDES

WINDOWS

Monografia apresentada ao Curso de Engenharia de Computação da Universidade São Francisco, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Computação.

Orientador: Prof. Me Fabio Andrijauskas

Itatiba 2013

Page 3: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

AGRADECIMENTOS

Eu Gustavo, agradeço primeiramente a Deus pelo dom da vida e por me amparar

sempre que precisei. Agradeço a meus pais que me deram a educação necessária para que eu

fosse atrás dos meus sonhos sem medo e me deram apoio na vida e para meus estudos.

Agradeço a minha esposa Lídia que eu amo e que sempre esteve, e está do meu lado nas horas

fáceis e principalmente nas difíceis, sempre apoiando minhas decisões e me encorajando a

continuar lutando mesmo com todas as tribulações que a vida coloca em nosso caminho. Por

último, agradeço ao Professor Fábio Andrijauskas pela paciência e por nunca deixar de

acreditar no potencial deste TCC, sempre preocupado e interessado sobre a evolução do

trabalho que foi finalizado com muita garra e aprendizado onde o sentimento de agora é de

gratificação e dever cumprido.

Eu Natanael, agradeço primeiramente a Deus pelas bênçãos alcançadas e por ele estar

sempre presente em minha vida, aos meus pais pela educação que me deram e por sempre me

incentivarem e me apoiarem em todas as etapas dos meus estudos. Agradeço em especial a

minha esposa Elvani e a meu filho Gustavo por estarem ao meu lado em todos esses

momentos da minha vida acadêmica e mesmo nos momentos mais difíceis não terem me

deixado desistir, aos professores que fizeram parte de toda a minha vida escolar e em especial

aos que fizeram parte da minha história durante esses cinco anos de Graduação Universitária.

Ao Prof. Fabio Andrijauskas por ter nos orientado com eficiência no desenvolvimento deste

trabalho e aos colegas de Universidade com quem tive o prazer de compartilhar essa

importante etapa da minha vida.

Eu Matheus, agradeço primeiramente a minha família, sem a qual a vida não tem o

sentido necessário para se viver. Ao meu pai e amigo que sempre foi um ponto de calmaria em

um oceano turbulento, que sempre foi e sempre será um norte na minha vida, um exemplo a

ser seguido. A minha mãe e irmã pelos momentos de alegria que compartilhamos e pelas

dificuldades que passamos. Por ultimo e não menos importante, dedico esse TCC a você

Viviane, que me ensinou que a vida é feita de momentos e que me deu o melhor presente na

vida que alguém possa querer receber. Às minhas pequenas: Bia e Lili.

Page 4: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

“Tenha em mente que tudo que você aprende na escola é trabalho de muitas gerações. Receba essa herança, honre-a, acrescente a ela e, um dia, fielmente, deposite-a nas mãos de seus filhos”.

Albert Einstein

Page 5: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

RESUMO

Esse trabalho visa demonstrar que no que tange a maquinas clientes e servidores de um modo geral, que é possivel reaproveitar o potencial de processamento já instalado para a execução de novas tarefas e funcionalidades dentro de uma rede corporativa através da utilização da tecnologia de virtualização.

Palavras-chave: virtualização, servidores, rede, desempenho, computadores, ambiente virtual.

Page 6: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

ABSTRACT

This work demonstrates that when it comes to customer machines and servers in general , it is possible to reuse the processability already installed to perform new tasks and functions within a corporate network through the use of virtualization technology .

Key words: virtualization, servers, network, performance, computers, virtual environment.

Page 7: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIGURA 1 - DIAGRAMA DO AMBIENTE ........................................................................................ 18

FIGURA 2 - SISTEMA UTILIZADO PARA OS TESTES ....................................................................... 20

FIGURA 3 - PERFORMANCE DO VIRTUALBOX ............................................................................. 21

FIGURA 4 - PERFORMANCE DO VMWARE .................................................................................. 22

FIGURA 5 - TESTE DE PING DA REDE – DO CLIENTE PARA O SERVIDOR VMWARE ...................... 25

FIGURA 6 - TESTE DE PING DA REDE – DO CLIENTE PARA O SERVIDOR VIRTUALBOX ................. 25

FIGURA 7 - TESTE JMETER – VIRTUALBOX (10 THREADS) ......................................................... 27

FIGURA 8 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO SERVIDOR VIRTUALBOX (10 THREADS) ......... 28

FIGURA 9 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO CLIENTE (10 THREADS) ................................. 28

FIGURA 10 - TESTE JMETER – VIRTUALBOX (100 THREADS) ..................................................... 29

FIGURA 11 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO SERVIDOR VIRTUALBOX (100 THREADS) ..... 30

FIGURA 12 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO CLIENTE (100 THREADS) ............................. 30

FIGURA 13 - TESTE JMETER – VIRTUALBOX (500 THREADS) ..................................................... 31

FIGURA 14 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO SERVIDOR VIRTUALBOX (500 THREADS) ..... 32

FIGURA 15 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO CLIENTE (500 THREADS) ............................. 32

FIGURA 16 - TESTE JMETER – VMWARE (10 THREADS) ............................................................. 33

FIGURA 17 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO SERVIDOR VMWARE (10 THREADS) ............ 34

FIGURA 18 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO CLIENTE (10 THREADS) ............................... 34

FIGURA 19 - TESTE JMETER – VMWARE (100 THREADS) ........................................................... 35

FIGURA 20 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO SERVIDOR VMWARE (100 THREADS) .......... 36

FIGURA 21 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO CLIENTE (100 THREADS) ............................. 36

FIGURA 22 - TESTE JMETER – VMWARE (500 THREADS) ........................................................... 37

FIGURA 23 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO SERVIDOR VMWARE (500 THREADS) .......... 38

FIGURA 24 - UTILIZAÇÃO DA CPU E MEMÓRIA NO CLIENTE (500 THREADS) ............................. 38

FIGURA 25 – TESTE DE FTP, TEMPO DE TRANSFERÊNCIA DE ARQUIVO .......................................... 39

Page 8: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 9

1.1 Objetivo ......................................................................................................... 10

1.2 Metodologia ................................................................................................. 10

2 DESENVOLVIMENTO ................................................................................................ 10

2.1 Virtualização ................................................................................................. 11

2.2 Tipos de Virtualização e Virtualizadores ................................................... 12

2.3 Sistemas Operacionais ................................................................................ 13

2.4 Redes .............................................................................................................. 14

2.5 Virtualizadores: VirtualBox e VmWare ....................................................... 15

2.6 Servidores e Hardware ................................................................................ 16

3 TESTES .......................................................................................................................... 17

3.1 Ambiente ....................................................................................................... 18

3.2 Resultados ..................................................................................................... 19

4 CONCLUSÃO ............................................................................................................... 40

g) REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 42

Page 9: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

9

1 INTRODUÇÃO

A virtualização é uma tecnologia que vem crescendo e sendo muito utilizada tanto em

computadores domésticos como também em pequenas, médias e grandes empresas. Com as

novas tecnologias de software e hardware é possível criar um ambiente virtual de forma

segura, com redução de gasto com energia, adicionalmente a virtualização proporciona uma

disponibilidade dos nossos computadores conforme descrito por BARROS (2010).

Deste modo, existe um grande crescimento e abrangência desta tecnologia para novos

programas, para computadores clientes e servidores com todas as suas funções. A tecnologia

desenvolvida no final da década de 50 e começo da década de 60 no VM/370 da IBM

conforme BARROS (2010) tem hoje uma maior importância e valor para nossos ambientes. A

virtualização é uma tecnologia que já é consistente e difundida no mercado! Mas será que

existem somente benefícios? Qual a diferença entre um servidor virtual e um físico, qual a

limitação de ambas as tecnologias? A rede Windows com computadores clientes e servidores

virtuais tem o desempenho esperado para o ambiente empresarial?

A virtualização não está restrita somente a servidores e clientes, mas também nas

aplicações, permitindo que as mesmas sejam executadas como serviços de rede, tornando

atualizações e gerenciamento mais fáceis de serem administrados. Resta aos profissionais

analisarem qual tecnologia escolher e se a implementação trará os resultados esperados para a

sua aplicação. O objetivo a ser demonstrado neste trabalho, é o funcionamento da estrutura da

virtualização na teoria e na prática em um ambiente virtual implementado em redes utilizando

o Microsoft Windows, expondo assim, as vantagens e desvantagens desta tecnologia.

Page 10: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

10

1.1 Objetivo

Este trabalho tem por objetivo analisar o desempenho da virtualização de servidores,

máquinas clientes e aplicações em redes Microsoft Windows.

1.2 Metodologia

Com os aspectos teóricos já levantados, dois servidores virtualizados e um não

virtualizado foram configurados com os mesmos serviços. Os computadores que farão acesso

a esses serviços (clientes) irão possuir versões não virtualizadas. Testes de uso de processador,

memória, rede e resiliência serão efetuados com o objetivo de verificar qual é a melhor

solução entre dois virtualizadores, efetuando comparação de resultados em ambas as

máquinas virtuais. Primeiramente serão configurados nos servidores os serviços de FTP e um

site HTTP usando o Worpress, para efetuarmos testes de rede, será utilizado o software

JMETER e para os testes de FTP, transferência de arquivos verificando o tempo de

transferência. Para os testes de memória e processador iremos utilizar o software Geekbench

que efetuará testes com compactação de arquivos, resolução de criptografias e renderizações

de imagens para o testes de processador, e gravação de arquivos para teste de memória.

2 DESENVOLVIMENTO

O desenvolvimento tem como premissa o estudo e entendimento sobre os recursos que

serão utilizados para efetuar os testes, este levantamento e estudo possuem os assuntos sobre

virtualização, seus recursos e equivalências, sistemas operacionais, redes, hardwares e

servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem do ambiente e

testes.

A virtualização e virtualizadores serão o estudo para a escolha dos virtualizadores e

tipos de virtualização escolhidos para definir melhores práticas para a criação inicial do

ambiente, foram escolhidos os virtualizadores VmWare e VirtualBox que possuem históricos

bem fundamentados na tecnologia e em utilização.

Page 11: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

11

2.1 Virtualização

A virtualização atualmente vem se tornando cada dia mais comum em ambientes

domésticos e empresariais para atender as diversas necessidades existentes no mundo. Apesar

de não ser uma novidade, segundo Veres (2011), a ideia da virtualização nasceu com a

publicação de um artigo na Conferência Internacional de Processamento de Informação. Após

isso a IBM implementou este conceito em seus mainframes.

O objetivo era criar partições lógicas desses mainframes em máquinas virtuais

separadas que permitiriam a execução de várias tarefas ao mesmo tempo, essa necessidade se

dava pelo alto custo do hardware, tentando fazer com que fosse aproveitado todo o recurso de

cada hardware para não terem que possuir vários deles para efetuarem o processamento,

fazendo este processo através do mesmo processador chegando o mais próximo possível dos

100% de utilização deste processador, aproveitando ao máximo o seu desempenho.

(TANENBAUM, 2009)

O uso da virtualização pode ser empregado diretamente no hardware ou pode ser

aplicado em cima de um sistema operacional - SO já existente. Pode-se criar ambientes de

rede com máquinas virtuais ou utilizarmos com utilidades de compatibilidades entre os

sistemas operacionais para testes em um mesmo hardware não precisando mudar de hardware

para testar compatibilidades de sistemas desenvolvidos ou softwares em dois ou mais S.Os.

Segundo Tanenbaum (2007), o conceito de virtualização se da pela possibilidade de

estender ou comutar um recurso, ou uma interface existente, por outro a fim de obter

comportamento semelhante. Tanenbaum (2007) afirma que a partir de um hardware físico,

podemos emular diversos hardwares virtuais, as chamadas máquinas virtuais.

A virtualização está sendo muito utilizada e a mistura dos processos de configuração

das VM’s (Virtual Machines) gera melhor gerenciamento dos computadores que passam a ser

controlados de um só lugar, afirma Alecrim (2012). Esses conceitos ajudam a extrair o

máximo do poder de processamento dos nossos servidores, obtendo assim, economia de

energia e uma forma mais simplificada de ter segurança e contingências a possíveis falhas.

Certamente a forma simples de recuperar ou mudar uma máquina virtual (VM) de um

hardware para outro é um recurso que traz interesses e facilidades para as empresas e uso

doméstico (TANEMBAUM, 2009).

Page 12: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

12

Segundo Veres(2011), a virtualização pode ser realizada de diferentes maneiras. Na

prática, em arquiteturas X86, as opções de virtualização alteram o nível de privilégios default.

2.2 Tipos de Virtualização e Virtualizadores

São utilizados três tipos de virtualização no cenário mundial, segundo MANFRIN,

cada um com características específicas e que apresentam mecanismos consistentes na busca

do melhor ambiente virtual. São eles:

A virtualização parcial é fundamentada em espaços de endereçamento em que a

máquina virtual simula várias instâncias de um grande ambiente de hardware subjacente, a

virtualização parcial foi um marco histórico importante no caminho para a virtualização

completa.

A virtualização completa segundo o site MANFRIN realiza a completa abstração do

sistema físico, criando um sistema físico virtual completo, sobre qual o sistema operacional

convidado é executado. Segundo Veres (2011), este tipo de virtualização facilita a migração

de máquinas virtuais entre servidores físicos, pois, existe total independência das aplicações e

dos recursos físicos do servidor.

A paravirtualização é uma alternativa de virtualização que facilita a implementação de

softwares necessários. Segundo LOTTI e PRADO, são excluídas todas as instruções que

poderiam fazer alterações no meio físico e que poderiam comprometer a integridade das

VM’s.

Conforme Veres (2011), existem várias empresas que fornecem os virtualizadores,

entre as mais importantes estão, VMware, Microsoft e Citrix. Ainda segundo Veres (2011),

todas essas empresas gerenciam máquinas virtuais e hoje a VMware possui o maior mercado

de virtualização do mundo, possui um preço mais elevado e é uma das pioneiras nas soluções

em virtualização do mercado mundial. Porém, para que a virtualização ocorra é preciso que o

sistema operacional esteja preparado para esse tipo de tecnologia.

Page 13: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

13

2.3 Sistemas Operacionais

A primeira geração de computadores não trabalhava com o conceito de sistemas

operacionais propriamente ditos, tendo em vista que essas operações eram setadas através de

hardware. Assim era comum que um mesmo grupo projetasse, construísse, programasse e

utilizasse esses computadores. (TANEMBAUM, 2009)

Pela característica citada, percebe-se que a utilização de computadores nos modelos da

época seria algo muito restrito e não permitiria que essas máquinas fossem utilizadas em larga

escala. Partindo dessa premissa, a ideia de sistema operacional programável começou a ser

desenvolvida, de forma que o computador pudesse ser programado logicamente ao invés de

fisicamente.

Para Laureano (2006 p. 35), o sistema speracional é um conjunto de programas que

permitem a criação e manutenção de arquivos, execução de programas e utilização de

periféricos tais como: teclado, vídeo, unidades de disquete, impressora. O sistema operacional

serve também de intermediador entre os aplicativos e o computador, pois é ele que coloca os

programas na memória para que sejam executados.

Ainda segundo Tanenbaum (2009), a interface entre o Sistema Operacional e os

programas do usuário é definida pelos conjuntos de instruções estendidas, oferecidas pelo

sistema. Tais instruções são conhecidas como chamadas de sistemas (System-calls) que criam,

apagam e usam diversos objetos gerenciados pelo sistema operacional[...].

O uso de redes em geral, ocorre por meio de programas especiais, como navegadores

da Web, FTP ou telnet. No futuro, o uso de redes provavelmente será a base para todos os

sistemas operacionais. Um computador isolado sem uma conexão de rede será tão raro quanto

um telefone sem uma conexão com a rede de telefonia. (TANEMBAUM, 2009)

Portanto, assim como sistemas operacionais preparados para a virtualização, as redes

também vêm sendo virtualizadas e para isso elas devem trabalhar em harmonia com os

diversos tipos de sistemas operacionais existentes visando oferecer um ambiente seguro e

livre de falhas para todos os usuários.

Page 14: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

14

2.4 Redes

O surgimento de uma nova tecnologia está quase sempre associado ao atendimento de

uma necessidade corrente à época na qual foi desenvolvida e com o desenvolvimento das

redes de computadores não foi diferente. Segundo Torres (2001, p.5), “As redes de

computadores surgiram da necessidade de troca de informações, onde é possível ter acesso a

um dado que está fisicamente localizado distante de você [...]”.

Hoje em dia é difícil imaginar o mundo sem a possibilidade da troca de informações

de forma rápida e distribuída. O volume de informações que geramos ao longo dos anos vem

crescendo exponencialmente e com ele a necessidade de poder transmitir esses dados de

forma cada vez mais confiável e eficaz.

O aprimoramento de técnicas de manipulação de dados, tais como compactação e

indexação de conteúdo e principalmente o desenvolvimento de novas tecnologias tais como

novos dispositivos de armazenamento de dados com taxas de leitura e gravação cada vez

maiores e a capacidade de transmissão de informações a velocidades cada vez mais rápidas,

têm sido os principais responsáveis por atender as demandas crescentes de comunicação de

dados da atualidade.

Com a queda do custo de implementação de redes, é praticamente impossível pensar

em um ambiente de trabalho em que micros existentes não estejam interligados, por menor

que seja este ambiente (TORRES, G. 2001, p.5). Conforme aumenta a complexidade das

interligações dos ambientes em redes, especificamente em redes privadas, mais evidentes

ficam alguns tipos de problemas tais como: Fazer a correta comunicação entre diferentes tipos

de dispositivos, a manutenção de cada vez mais switches, roteadores, hubs e cabeamento;

problemas de ordem de desempenho como lentidão no acesso a dados, ociosidade e gargalos

de trafego de dados.

Com esta solução espera-se uma significativa redução dos custos de instalação,

manutenção, economia de energia, simplicidade de projeto e acima de tudo demonstrar o

ganho de desempenho em uma rede virtualizada em um servidor único, eliminando os meios

físicos de comunicação entre Maquina virtual e servidor, deixando a rede física liberada

apenas para a interação com o usuário. Neste contexto, também pretendemos mostrar que é

possível utilizar melhor todo poder de processamento de um servidor de forma a minimizar a

ociosidade do sistema.

Redes permitiam a comunicação entre diversos computadores, e, com o crescimento

destas, surgiu a ideia de dedicar alguns computadores para prestar algum serviço à rede,

Page 15: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

15

enquanto outros se utilizariam destes serviços. Os servidores ficariam responsáveis pela

primeira função.

2.5 Virtualizadores: VirtualBox e VmWare

Para entender perfeitamente o conceito da tecnologia, deve-se traçar um paralelo entre

o que é real e o que é virtual. Seguindo essa linha de raciocínio, algo real teria características

físicas, concretas; já o virtual está associado àquilo que é simulado, abstrato. Dessa forma a

virtualização pode ser definida como a criação de um ambiente virtual que simula um

ambiente real, propiciando a utilização de diversos sistemas e aplicativos sem a necessidade

de acesso físico à máquina na qual estão hospedados.

O vitualizador é um programa que permite emular instruções de uma determinada

plataforma e conforme Silva (2007) o VMware é o software virtualizador mais difundido

atualmente. Foi lançado em 1999 e foi a primeira solução de virtualização do mercado para

computadores com arquitetura X86, este virtualizador suporta vários tipos de sistemas

operacionais sobre um hardware. Essa solução é de propriedade da empresa VMware Inc.,

subsidiária da EMC Corporation e fica localizada em Palo Alto, Califórnia, Estados Unidos. A

VMware possui vários tipos de produtos de virtualização com versões pagas e gratuitas.

O WMWare Player é a versão doméstica e gratuita do popular virtualizador VMware,

que possui forte presença em servidores no mundo corporativo e foi realmente o responsável

por popularizar a tecnologia de virtualização; isso entre empresas de médio ou pequeno porte

e usuários domésticos.

Silva (2007) diz ainda sobre o VirtualBox, que este é um virtualizador desenvolvido

pela empresa Innotek GmbH, em 2008. Posteriormente a empresa foi que foi adquirida pela

SUN Microsytems e posteriormente pela Oracle, conforme SIMIONI (2009),

O VirtualBox tem um desenho extremamente modular com interfaces de programação

interna bem definidas e um desenho cliente/servidor. Isso torna fácil o controle de várias

interfaces de uma só vez. Por exemplo: você pode iniciar uma máquina virtual em uma

máquina típica virtual de interface gráfica e, em seguida, controlar essa máquina a partir da

uma linha de comando, ou possivelmente remotamente. O VirtualBox também vem com um

kit completo desenvolvimento de software.

Page 16: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

16

Segundo CARLOS (2010), o virtualizador possui uma versão Open Source, chamada

VirtualBox OSE (Open Soucer Edition) sob licença GPL. Essa solução é capaz de emular

discos rígidos a partir de um recipiente especial chamado Virtual Disk Imagem (VDI), mas

também é capaz de emular outros formatos, como o popular ISO.

2.6 Servidores e Hardware

Os servidores são classificados basicamente de duas maneiras: Servidores dedicados,

que segundo Torres (2001, p.12) “[...] São micros especializados em um só tipo de tarefa, não

sendo utilizado para outra finalidade [...]” e não dedicados, que segundo Torres (2001, p.12)

“[...] São servidores usados também como estações de trabalho ou então sendo usados como

servidores de mais de uma tarefa”. Ainda é possível abstrair o conceito de servidor para o

plano do software, no qual Segundo Kurose (2007, p.8) “Um programa cliente é um programa

que funciona em um sistema final, que solicita e recebe um serviço de um programa servidor

que funciona em outro sistema final”.

A solução propõe uma virtualização das funções de vários servidores dedicados como

forma de manter a qualidade do serviço prestado e ainda minimizar os impactos financeiros

gerados por servidores com alto custo de manutenção sendo subutilizados. Segundo a

Microsoft (2006), aperfeiçoar o uso dos ativos físicos está se tornando imperativo que os

centros de dados atingirem a sua capacidade de energia e espaço. A Microsoft reconhece que

o problema se intensifica para empresas cujos servidores rodam com utilização baixa. As

taxas de utilização do servidor de menos de 5 por cento não são incomuns, em muitos clientes

as taxas de uso pode ficar na faixa de 10 à 15 por cento.

Se considerarmos a baixa taxa de utilização dos servidores, especialmente nos

ambientes de redes privadas, percebemos que ainda há muito poder de processamento a ser

utilizado e dessa forma o projeto objetiva utilizar este recurso para a virtualização de

terminais, não só aproveitando poder de processamento inutilizado como também reduzindo

latências de rede, otimizando a implantação e a manutenção de um ambiente corporativo.

Como forma de redução de custos, pretendemos reduzir a necessidade de terminais

relativamente potentes para executar tarefas relativamente simples. Utilizando a virtualização,

é esperado que o processamento pesado seja realizado diretamente no servidor, permitindo

que sejam reduzidos em grande quantidade os custos de implantação do sistema. Também se

Page 17: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

17

almeja reduzir a quantidade de trafego nas redes físicas, na tentativa da eliminação de

gargalos e de forma a evitar problemas de ordem de hardware como travamento de roteadores

e afins.

É importante destacar que a solução almeja facilitar as rotinas de manutenção das

estações de trabalho dentro de um ambiente de rede coorporativo. A simplicidade de

descartarmos uma maquina virtual e carregarmos uma nova em seu lugar, facilita o processo

de manutenção do ambiente de rede de forma bastante significativa.

3 TESTES

Os testes comparativos de desempenho entre as duas máquinas virtuais foram

realizados utilizando o Windows Server 2008 R2 emulado através dos virtualizadores

VirtualBox e VMWare, ambos instalados na forma de virtualização completa sobre o sistema

operacional Windows 7 Professional Edition.

Conforme a figura 1, o intuito é seguir o plano de testes e mensurar os recursos de

hardware, gerando um comparativo conforme a diferença de desempenho entre máquinas

físicas e virtuais.

Foram realizados quatro tipos básicos de testes, sendo que alguns deles possuem

experimentos com parametos diferenciados para um melhor comparativo. O foco principal

dos testes procuram mensurar o desempenho de memória, processamento, rede e desempenho

comparado entre os dois virtualizadores escolhidos, o VirtualBox e o VMWare.

Após a realização dos testes, consta uma tabela geral comparativa de desempenho,

definida por grupo de testes para cada virtualizador, para uma melhor interpretação e

compreensão.

Page 18: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

18

Figura 1 - Diagrama do Ambiente

3.1 Ambiente

O ambiente foi montado com dois computadores físicos interligados através de

conexão direta de rede. Em uma máquina, denominada máquina 1 e assumindo a função de

servidor, foram instalados os virtualizadores VMware e VirtualBox contendo o Windows

Server 2008 R2 para a configuração dos serviços que serão utilizados nos teste.

A outra maquina consiste em um notebook tendo como base o Windows 8,

denominada máquina 2 e assumindo a função de cliente, o qual irá efetuar testes e requisições

ao servidor, sempre acompanhado de um softawre de teste de desempenho para que possamos

obter os resultados dos testes.

a) Máquina 1 (Servidor)

Servidor Notebook Infoway

Processador Core i5-2520M 2.5GHZ

Memória 4GB DDR3 1333 MHZ

Disco 500GB

S.O. Windows 7 Professional

Page 19: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

19

b) Máquina 2 (Cliente)

Cliente Ultrabook Samsung

Processador Core i7-3517u 1.9GHZ (turbo boost 2.4 GHZ)

Memória 4GB DDR3 1600 MHZ

Disco 500GB

S.O. Windows 8 Single Language

Os testes foram feitos com os virtualizadores VmWare Player 6.0 e VirtualBox 4.3

instalados no mesmo hardware para os testes de desempenho com os mesmos recursos.

A escolha dos virtualizadores foi efetuada após uma pesquisa, verificando a utilização

de virtualizadores no mercado. Segundo Brito (2013), o VmWare possui versões para

Windows e Linux, e no Mac a solução da VmWare chama-se Fusion. Ele ainda diz que o

VirtualBox tem suporte a uma variedade bem maior de plataformas, sendo eles Windows,

Mac, Linux e Solaris para plataformas 32 e 64 bits.

Conforme artigo de Hess (2010), VmWare e VirtualBox estão entre as 10 melhores

empresas de softwares de virtualização do mercado. Fazendo com que a escolha dos

virtualizadores fosse dessas duas empresas.

Após uma pesquisa intensa na internet, foi encontrado o software GeekBench 2.1.4

que segundo Nelson (2013), testa o desempenho inteiro, ponto flutuante do processador e

memória efetuando testes de leitura e gravação e fluxos de banda de memória sustentada.

O software foi executado em ambas as máquinas virtuais, para que o resultado possa

ser comparado entre as duas máquinas.

3.2 Resultados

3.2.1 Testes de Benchmarck (GeekBench)

Geekbench é um programa benchmark que fornece um conjunto abrangente de pontos

de referência para rápida e precisa medida de desempenho do processador e da memória. O

software foi projetado para funcionar tanto em processadores multi-core de 32-bits quant em

64-bits, permitindo que avaliar vários computadores que executam sistemas operacionais

Page 20: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

20

diferentes. O Sotware suporta testes em sistemais operacionais Linux, Windows, Mac OS e

Solaris.

Como todo teste de benchmark, após a conclusão, o software irá mostrar a pontuação

final atribuida ao conjunto processador-memória da maquina testada. Quanto maior for essa

pontuação, mais rápido é o conjunto (sistema/hardware).

Os testes de desempenho de memória e processador do servidor foram efetuados com

o GeekBenck instalado sob o sistema operacional Windows 2008 Server RC2 emulados em

um primeiro momento pelo VirtualBox e em seguida pelo VMWare. A configuração do

sistema no momento do teste se dá conforme a figura 2 abaixo.

Figura 2 - Sistema utilizado para os testes

Após efetuados os testes, obtivemos a pontuação final que consiste numa média

Após efetuados os testes, obtivemos a pontuação final que consiste numa média

aritimética simples obtida através dos resultados dos diversos testes individuais efetuados

pelo software. No resultado exibido pelas figuras 3 e 4, foram demonstrados o desempenho de

memória e processador efetuando vários cálculos de criptografia, renderizações e cópia de

instruções e dados.

Page 21: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

21

Figura 3 - Performance do VirtualBox

Page 22: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

22

Figura 4 - Performance do VMWare

Page 23: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

23

Para um melhor entendimento dos resultados obtidos, faz-se necessário exemplificar a

metodologia de teste das principais amostras de testes realizadas.

a) Teste de performance com números inteiros (Integer Performance Test)

Testes com números inteiros medem o desempenho através da realização de uma

variedade de tarefas de processamento intensivo que fazem uso pesado de operações com

números inteiros. Nenhum dos testes devem executar qualquer operação de entrada ou saída

(E/S) a fim de isolar o trabalho feito apenas para o processador e subsistema de memória.

No GeeckBench, são executados os seguintes testes:

• Blowfish: Codifica e decodifica a memória usando o algoritmo Blowfish.

• bzip2 Compress e bzip2 Decompress: Compactam e descompactam um arquivo de

texto na memória usando libbzip2 (biblioteca ou conjunto de instruções de

compressão/descompressão de arquivos de texto).

• Imagem Compress e Imagem Decompress: Compactam e descompactam uma

imagem na memória usando libjpeg (análogo ao libbzip2, porém utilizando imagens).

• Lua: Executa um script escrito na linguagem de programação Lua. O script Lua é uma

peneira número primo que encontra todos os números primos abaixo de 200.000.

b) Teste de performance com números de ponto flutuante (Floating Point

Performance Test)

Testes de ponto flutuante medem o desempenho de ponto flutuante através da realização

de uma variedade de tarefas de processamento intensivo que fazem uso pesado de operações

de ponto flutuante. Nenhum dos pontos de referência de ponto flutuante executam qualquer

operação de E/S, a fim de isolar o trabalho feito apenas para o processador e subsistema de

memória.

No GeeckBench, são executados os seguintes testes:

• Mandelbrot : Retorna torna o conjunto de Mandelbrot.

Page 24: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

24

• Dot produtos: Calcula o produto escalar de dois vetores.

• Decomposição LU: calcula a decomposição LU de uma matriz de 128x128.

• Primality test: Executa as primeiras iterações do teste de Lucas-Lehmer em um

número de Mersenne em particular para determinar se é ou não é primo.

• Afie e desfoque da imagem: Aplica um filtro de convolução a uma imagem na

memória. Estes filtros são semelhantes aos encontrados em filtros editores gráficos

como o Adobe Photoshop.

c) Teste de desempenho de memória (Memory Test)

Testes de memória medem não apenas o desempenho do hardware de memória

subjacente, mas também o desempenho das funções fornecidas pelo sistema operacional

usado para manipular memória.

No GeeckBench, são executados os seguintes testes:

• Leitura de valores seqüenciais da memória para os registradores.

• Escrita de valores seqüenciais dos registradores para a memória.

• Stdlib Aloccate: Aloca e desaloca blocos de memória de tamanhos variados ,

utilizando as funções da biblioteca padrão C .

• Stdlib Write : Escreve um valor constante para um bloco de memória usando as

funções da biblioteca padrão C .

• Stdlib Copy: Copia os valores de um bloco de memória para outro usando as funções

da biblioteca padrão C .

d) Teste de Fluxo (Stream Test)

Teste de fluxo medem o desempenho de operações com ponto flutuante e largura de

banda de memória sustentada. O Geekbench usa benchmarks com base nos benchmarks

STREAM desenvolvidos John D. McCalpin . Nenhum dos pontos de referência de fluxo

executar qualquer operação de E/S , a fim de isolar o trabalho feito apenas para o processador

e subsistema de memória.

No GeeckBench, são executados os seguintes testes:

Page 25: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

25

• Stream Copy: Calcula a (i ) = b (i), onde a e ab são matrizes.

• Stream Scale: calcula um fluxo de ( i ) = q * b ( i ) , em que a e b são as matrizes , e q

é uma constante .

• Stream Add: Calcula um fluxo (I) = B ( i ) + C (i ) , em que a, b , e c são matrizes .

• Stream Triad: Calcula um ( i ) = B ( i ) + q * c ( i ) , em que a, b , e c são matrizes , e

q é uma constante .

3.2.2 Testes de desempenho (Jmeter)

O JMeter é uma ferramenta utilizada para testes de carga em serviços oferecidos por sistemas computacionais. Para a realização de testes, a ferramenta disponibiliza diversos tipos de requisições, além de controladores lógicos como loops e controles condicionais para serem utilizados na construção de planos de teste, que correspondem aos testes funcionais.

O JMeter disponibiliza também um controle de threads, chamado Thread Group, no qual é possível configurar o número de threads, a quantidade de vezes que cada thread será executada e o intervalo entre cada execução, que ajuda a realizar os testes de stress.

Preliminarmente conforme abaixo demonstrado pelas figuras figura 5 e 6, foram efetuados pré-testes de latência de rede para verificar se conexão sofria oscilações que pudessem prejudicar os testes com o Jmeter. Os testes resultaram em uma latência tão baixa que pode ser neglicenciada no nivel de testes que executamos.

i) VMWare

Figura 5 - Teste de Ping da Rede – Do cliente para o servidor VMWare

ii) VirtualBox

Figura 6 - Teste de Ping da Rede – Do cliente para o servidor VirtualBox

Page 26: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

26

Nos testes de stress de rede, utilizamos como metodologia o a requisição pelo cliente do serviços Wordpress instalado no servidor. A requisição consistia em uma tentativa de acesso ao site, via protocolo http.

Utilizando o software Jmeter, foi possivel efetuar configurações de tal maneira, que foi possivel controlar a quantidade de acessos(requisições) feitas ao servidor em um determinado espaço de tempo. Esse controle nos permitiu encontrar o valor máximo de requisições que o servidor conseguiria responder sem que houvesse interrupção fatal no sistema.

Dispondo do número máximo de requisições plausivel, passamos a definir qual seria o número mínimo de requisições aceitaveis para que tivessemos um valor praticamente nulo de carga de trabalho no servidor.

O resultado do teste efetuado com o Jmeter é um gráfico de tempo de resposta (em milisegundos) por tempo decorrido (em segundos) contendo as informações de Vazão, média e desvio.

A Vazão (representada em verde), ou throughput, é o valor que indica a quantidade de requisições por minuto atendidas pelo servidor; A média (representada em azul), refere-se a média do tempo de resposta para atendimento de cada amostras enviada e o desvio (em vermelhor) refere-se ao quanto a amostra enviada naquele momento se destou da média para aquele mesmo momento.

Em um sistema estável e sem indicios de problemas, é esperado que a vazão suba rapidamente nos primeiros segundos e se estabilize conforme o teste continua. Esse comportamento mostra que o servidor está sendo capaz de processar as requisições e tratá-las sem que hajam problemas

A média do tempo de resposta tende em um sistema estável a se estabiliziar, sempre aproximando tempo de resposta das requisições realizadas. Uma média muito destoante pode representar que existem requisições que não estão sendo tratadas ou estão sendo descartadas.

O desvio tende a seguir a média e a vazão. Conforme a média se aproxima da vazão, o desvio tende a diminuir. Quanto menor o desvio mais “estavel” o sistema pode ser considerado.

Como forma de comparação, efetuamos testes com os valores médios, resultando nas seguintes configurações tanto para os testes realizados sobre o VirtualBox quanto para os testes realizados com o VMWare.

Configurações Testadas:

• 10 Threads efetuando requisições em intervalos de 1s ( sem carga)

• 500 Threads efetuando requisições em intervalos de 1s (carga média)

• 1000 Threads efetuando requisições em intervalos de 1s (carga máxima)

O teste foi realizado com o Jmeter instalado no computador cliente enviando uma quantidade de requisições simultâneas por segundo que é igual ao número de threads etabelecido para cada teste, solicitando acesso ao serviço Wordpress, via protocolo http instalado no servidor virtualizado.

Page 27: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

27

a) VirtualBox – Testes com 10 threads

A figura 7 abaixo representa o gráfico gerado pelo aplicativo Jmeter duante o teste

com 10 threads.

Figura 7 - Teste Jmeter – VirtualBox (10 threads)

Analisando o gráfico, é possivel inferir o seguinte:

• A vazão apresentada foi de 398,684 após 1 minuto de requsição. No início houve um

tempo de resposta rápido, se comparado com o restante do teste, porém esse fato pode

ser explicado pelo metodo de geração de threads no Jmeter que é progressivo.

• O tempo de resposta das requisições após sofrer um pico, tendeu a se estabilizar,

ligeiramente melhorando ao longo do tempo.

• A média está em tendênia de subida e acima do tempo de resposta das requisições. Tal

constatação indica que o servidor não está respondendo a todas as requisições, pois se

estivesse a média tenderia a ser mais baixa que o tempo de resposta mais demorado.

• O desvio está em tendência dequeda, o que significa que o sistema está ao longo do

tempo se estabilizando (a diferença entre o tempo de resposta atual e a média, está

diminuindo)

Conclusão: O servidor consegue para esses parâmetros, processar aproximadamente 66,3%

das requisições de acesso com um tempo de resposta rápido e com tendencia a melhorar

ligeiramente ao longo da repetição do processo.

Page 28: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

28

A figura 8 abaixo representa o processamento das requisições o servidor durante o

período de 1 minuto. Como é possivel observar, a utilização da CPU oscilou de 1 a 50%

durante todo o tempo de execução do teste. A memória fisica por sua vez foi utilizada bem

pouco, considerando que o windows 2008 utiliza 762 MB tão logo que inicializa.

Já a figura 9, representa o monitoramento do sistema pelo computador cliente no qual

a utilização de CPU, memória, disco ficaram praticamente estaveis, ao passo que houve

oscilação no trafego de rede, devido as solicitações ao servidor e as respostas. Pode-se

observar que a utilização da rede girou entre 24 e 712 kps, ou seja, a rede está sendo

subutilizada.

Figura 8 - Utilização da CPU e Memória no servidor

VirtualBox (10 threads)

Figura 9 - Utilização da CPU e

Memória no cliente (10 threads)

Como conclusão, é possivel perceber que o ambiente cliente-servidor está em uma

situação de estabilidade e que é possivel tirar um maior proveito da osciosidade do sistema.

Para tanto, efetuamos os testes com 500 threads.

b) VirtualBox – Testes com 100 threads

A figura 10 abaixo representa o gráfico gerado pelo aplicativo Jmeter durante o teste

com 100 threads.

Page 29: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

29

Figura 10 - Teste Jmeter – VirtualBox (100 threads)

Analisando o gráfico, é possível inferir o seguinte:

• A vazão apresentada foi de 564.007/min após 1 minuto de requisição. Não houve

tempo de resposta rápido para esse teste pois apresar de progressiva a inicialização das

threads, o volume inicializado por segundo é bem superior ao do teste com 10 threads

• O tempo de resposta das requisições foi aumentando gradativamente conforme as

threads eram criadas no cliente, o que significa que o servidor estava conseguindo

acompanhar o ritmo de crescimento até certo ponto.

• A média está em tendência de queda e em certo momento passou a ficar abaixo do

tempo de resposta das requisições. Tal constatação indica que o servidor está

estabilizando e começando a tratar todas as requisições com maior velocidade

• O desvio está em tendência de queda, o que significa que o sistema está ao longo do

tempo se estabilizando.

Conclusão: O servidor consegue para esses parâmetros, processar aproximadamente 10,7%

das requisições de acesso com um tempo de resposta bastante demorado (quase 30 segundos)

e com tendência se manter estável ao longo da repetição do processo.

A figura 11 abaixo representa o processamento das requisições o servidor durante o

período de 1 minuto. Como é possível observar, a utilização da CPU oscilou de 1 a 100%,

durante todo o tempo de execução do teste. Isso indica que houveram gargalos e o servidor

não foi capaz de processar boa parte das requisições. A memória fisica por sua vez foi

Page 30: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

30

utilizada bem pouco, considerando que o windows 2008 utiliza 762 MB tão logo que

inicializa.

Já a figura 12, representa o monitoramento do sistema pelo computador cliente no qual

a utilização de CPU, memória ficaram praticamente estáveis, ao passo que houve oscilação no

trafego de rede, devido as solicitações ao servidor e as respostas. Pode-se observar que a

utilização da rede girou entre 24 kbps a 1,2mbpss, ou seja, a rede está sendo subutilizada.

O disco no computador cliente neste caso, começou a ser onerado em função da

necessidade de leitura para geração das requisições.

Figura 11 - Utilização da CPU e Memória no servidor

VirtualBox (100 threads)

Figura 12 - Utilização da CPU e

Memória no cliente (100 threads)

c) VirtualBox – Testes com 500 threads

A figura 13 abaixo representa o gráfico gerado pelo aplicativo Jmeter durante o teste

com 500 threads.

Page 31: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

31

Figura 13 - Teste Jmeter – VirtualBox (500 threads)

Analisando o gráfico, é possivel inferir o seguinte:

• A vazão apresentada foi de 864.124/min após 1 minuto de requsição. Não houve

tempo de resposta rápido para esse teste pois apresar de progressiva a inicialização das

threads, o volume inicializado por segundo é bem superior ao do teste com 10 threads

• O tempo de resposta das requisições apesar de sofrer aumento considerável,

permaneceu praticamente estável durante todo o teste.

• A média está em tendênia de subida e acima do tempo de resposta das requisições. Tal

constatação indica que o servidor não está respondendo a todas as requisições, pois se

estivesse a média tenderia a ser mais baixa que o tempo de resposta mais demorado.

• O desvio está em tendência dequeda, o que significa que o sistema está ao longo do

tempo se estabilizando.

Conclusão: O servidor consegue para esses parâmetros, processar aproximadamente 2,8% das

requisições de acesso com um tempo de resposta bastante demorado (quase 30 segundos) e

com tendencia se manter estavel ao longo da repetição do processo.

A figura 14 abaixo representa o processamento das requisições o servidor durante o

período de 1 minuto. Como é possivel observar, a utilização da CPU oscilou de 1 a 100%,

durante todo o tempo de execução do teste. Isso indica que houveram gargalos e o servidor

Page 32: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

32

não foi capaz de processar boa parte das requisições. A memória fisica por sua vez foi

utilizada bem pouco, considerando que o windows 2008 utiliza 762 MB tão logo que

inicializa.

Já a figura 15, representa o monitoramento do sistema pelo computador cliente no qual

a utilização de CPU, memória ficaram praticamente estaveis, ao passo que houve oscilação no

trafego de rede, devido as solicitações ao servidor e as respostas. Pode-se observar que a

utilização da rede girou entre 24 kbps a 1,2mbpss, ou seja, a rede está sendo subutilizada.

O disco no computador cliente neste caso, começou a ser onerado em função da

necessidade de leitura para geração das requisições.

Figura 14 - Utilização da CPU e Memória no servidor

VirtualBox (500 threads)

Figura 15 - Utilização da CPU e

Memória no cliente (500 threads)

d) VMWare – Testes com 10 threads

A figura 16 abaixo representa o gráfico gerado pelo aplicativo Jmeter duante o teste

com 10 threads.

Page 33: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

33

Figura 16 - Teste Jmeter – VMWare (10 threads)

Analisando o gráfico, é possivel inferir o seguinte:

• A vazão apresentada foi de 337,88/min após 1 minuto de requsição. O tempo de

resposta na inicialização foi bastante rápido e progressivamente foi subindo até chegar

a valores com tendencia a estabialização.

• A média está em tendênia de subida e acima do tempo de resposta das requisições. Tal

constatação indica que o servidor não está respondendo a todas as requisições, pois se

estivesse a média tenderia a ser mais baixa que o tempo de resposta mais demorado.

• O desvio está em tendência dequeda, o que significa que o sistema está ao longo do

tempo se estabilizando.

Conclusão: O servidor consegue para esses parâmetros, processar aproximadamente 56,3%

das requisições de acesso com um tempo de resposta bastante rápido (por volta de 1 segundo)

e com tendencia se manter estavel ao longo da repetição do processo.

A figura 17 abaixo representa o processamento das requisições o servidor durante o

período de 1 minuto. Como é possivel observar, a utilização da CPU oscilou de 1 a 40%,

durante todo o tempo de execução do teste, a oscilação é praticamente estável. Isso indica que

ainda existe capacidade de extração de um maior potencial de processamento.

A memória fisica por sua vez foi utilizada bem pouco, considerando que o windows

2008 utiliza 762 MB tão logo que inicializa (houve descarga de memoria durante o teste e o

gráfico mostra um utilizado abaixo dos 600 mb)

Page 34: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

34

Já a figura 18, representa o monitoramento do sistema pelo computador cliente no qual

a utilização de CPU, memória ficaram praticamente estaveis, ao passo que houve oscilação no

trafego de rede, devido as solicitações ao servidor e as respostas. Pode-se observar que a

utilização da rede girou entre 24 kbps a 1,2mbpss, ou seja, a rede está sendo subutilizada.

Figura 17 - Utilização da CPU e Memória no servidor

VMWare (10 threads)

Figura 18 - Utilização da CPU

e Memória no cliente (10 threads)

e) VMWare – Testes com 100 threads

A figura 19 abaixo representa o gráfico gerado pelo aplicativo Jmeter durante o teste

com 100 threads.

Page 35: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

35

Figura 19 - Teste Jmeter – VMWare (100 threads)

Analisando o gráfico, é possível inferir o seguinte:

• A vazão apresentada foi de 1.259,444 após 1 minuto de requisição. No início houve

um tempo de resposta rápido, se comparado com o restante do teste, porém esse fato

pode ser explicado pelo método de geração de threads no Jmeter que é progressivo.

• O tempo de resposta das requisições após sofrer um pico, tendeu a se estabilizar,

ligeiramente melhorando ao longo do tempo.

• A média está em tendência de estabilização e acima do tempo de resposta das

requisições. Tal constatação indica que o servidor não está respondendo a todas as

requisições, pois se estivesse a média tenderia a ser mais baixa que o tempo de

resposta mais demorado.

• O desvio está em tendência de queda, o que significa que o sistema está ao longo do

tempo se estabilizando (a diferença entre o tempo de resposta atual e a média, está

diminuindo)

Conclusão: O servidor consegue para esses parâmetros, processar aproximadamente 66,3%

das requisições de acesso com um tempo de resposta rápido e com tendência a melhorar

ligeiramente ao longo da repetição do processo.

A figura 20 abaixo representa o processamento das requisições o servidor durante o

período de 1 minuto. Como é possivel observar, a utilização da CPU oscilou de 1 a 100%

durante todo o tempo de execução do teste, porém o virtualizador fez melhor uso da CPU a

Page 36: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

36

qual passou mais tempo em uso máximo. A memória fisica por sua vez foi utilizada bem

pouco, considerando que o windows 2008 utiliza 762 MB tão logo que inicializa.

Já a figura 21, representa o monitoramento do sistema pelo computador cliente no qual

a utilização de CPU, memória, disco ficaram praticamente estáveis, ao passo que houve

oscilação no trafego de rede, devido as solicitações ao servidor e as respostas. Pode-se

observar que a utilização da rede girou entre 24kbps a 1,6 mpbs, ou seja, a rede está sendo

subutilizada.

Figura 20 - Utilização da CPU e Memória no servidor

VMWare (100 threads)

Figura 21 - Utilização da CPU e

Memória no cliente (100 threads)

f) VMWare – Testes com 500 threads

A figura 22 abaixo representa o gráfico gerado pelo aplicativo Jmeter duante o teste

com 500 threads.

Page 37: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

37

Figura 22 - Teste Jmeter – VMWare (500 threads)

Analisando o gráfico, é possivel inferir o seguinte:

• A vazão apresentada foi de 428,197 /min após 1 minuto de requsição. O tempo de

resposta na inicialização foi ligeiramente mais rapido e progressivamente foi subindo

sem tendência a estabilizar.

• A média está em tendênia de queda e abaixo do tempo de resposta das requisições. Tal

constatação indica que o servidor está respondendo a todas as requisições, porém que

existe algum gargalo em outro parte do sistema, uma vez que a vazão está bastante

aquem da capacidade total

• O desvio está em tendência dequeda, o que significa que o sistema está ao longo do

tempo se estabilizando.

Conclusão: O servidor consegue para esses parâmetros, processar aproximadamente 1,3% das

requisições de acesso com um tempo de resposta bastante devagar (70s) e com tendencia se

manter estavel ao longo da repetição do processo.

A figura 23 abaixo representa o processamento das requisições o servidor durante o

período de 1 minuto. Como é possivel observar, a utilização da CPU oscilou de 1 a 100%,

durante todo o tempo de execução do teste. Isso indica que houveram gargalos e uma boa

parte das requisições não foi processada.

Page 38: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

38

A memória fisica por sua vez foi utilizada bem pouco, considerando que o windows

2008 utiliza 762 MB tão logo que inicializa.

Já a figura 24, representa o monitoramento do sistema pelo computador cliente no qual

a utilização de CPU, memória ficaram praticamente estaveis, ao passo que houve oscilação no

trafego de rede, devido as solicitações ao servidor e as respostas. Pode-se observar que a

utilização da rede girou entre 24 kbps a 1,2mbpss, ou seja, a rede está sendo subutilizada.

Figura 23 - Utilização da CPU e Memória no servidor

VMWare (500 threads)

Figura 24 - Utilização da CPU e

Memória no cliente (500 threads)

3.2.3 Testes de desempenho (FTP)

O teste de FTP consiste na transferencia de um arquivo via protocolo FTP e a sua

consequente medição de utilização de rede e tempo necessário para completar a transferência.

Nos testes de rede via protocolo FTP, não foi utilizado nenhum software em

específico, somente foram efetuados testes de transferência de um arquivo de 2,97 GB (uma

imagem formato “iso” do proprio CD de instalação do windows 2008 server) para análise

Foram obtidos resultados em gráficos do gerenciador de conexão do servidor e foram

calculados os tempos totais de transferência do arquivo para cada virtualizador.

Page 39: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

39

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tempo (s)

Sem

Virtualização

Vmware

VirtualBox

Figura 25 – Teste de FTP, tempo de transferência de arquivo

Como parêmtro, efetuamos a transferência do arquivo do cliente para o servidor,

diretamente no windows 7, ou seja, sem utilizar nenhum software virtualizador. O resultado

foi de 1m59s.

Utilizando o virtualizador VMWare, obtivemos um resultado de 2m10s que é 9%

superior ao resultado obtido através do teste direto, sem uso de virtualizador. O resultado

apresentado é bastante satisfatório e representa a capacidade que o Vmware tem em manipular

as requsições de hardware no que tange a capacidade de gerenciamento do drive de rede

Utilizando o virtualizador VirtualBox, obtivemos um resultado de 7m37s que é 284%

maior que o resultado obtido através do teste direto, sem uso de virtualizador. O resultado

apresentado é bastante desanimador se comparado ao apresentado pelo Vmware e evidencia a

má administração dos recusos de rede pelo virtualizador em questão.

.

Page 40: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

40

4 CONCLUSÃO

Em primeiro lugar, faz-se necessário considerar os principais benefícios de servidores

virtualizados que são:

• A redução da quantidade de hardware necessário para a implantação de uma solução e consequentemente, o barateando do custo de implementação de um projeto

• O reduzido custo de manutenção em função da facilidade de substituir uma maquina virtual defeituosa se comparada com uma máquina física, além da quantidade de hardware reduzida, que resulta em uma maior disponibilidade do sistema

• O aproveitamento da ociosidade dos computadores que hoje gera tanto desperdício de recursos, principalmente nas grandes empresas

Tomando por base os testes efetuados, foi possível verificar que existe uma queda no

desempenho no que tange a utilização de servidores físicos dedicados em relação aos

servidores virtualizados. Porem é possível verificar, com base nos testes realizados, que a

queda de desempenho não é tão significativa a ponto de suprimir os ganhos em termos

financeiros que a solução virtualizada tem a oferecer as empresas de pequeno, médio e grande

porte.

Nos experimentos, foi constatado através do teste de FTP, que a performance do

virtualizador VMWare foi bastante superior ao VirtualBox, principalmente no que tange a

como o virtualizador manipula o drive virtual de rede. Foi possível obter ganhos bastante

expressivos na transferência de arquivos durante o teste com conexão direta entre cliente e

servidor.

Ainda, o teste de benchmark apontou resultados bastante superiores para operações

específicas com números inteiros e ponto flutuante, quando utilizado o VMWare e uma

pontuação geral de 2344 conta 2051 para processamento multi-core a favor do VMWare.

Em contra partida, o virtualizador VirtualBox apresentou resultados ligeiramente

melhores no que tange a gestão dos recursos da máquina servidor, tal como demonstrado

pelos testes com o Jmeter.

Considerando que a solução desejada é a virtualização de um ou mais servidores em

uma única máquina física, buscando atingir os ganhos financeiros por este trabalho

demonstrados em uma empresa de pequeno, médio ou grande porte, concluímos que o melhor

virtualizador para esse tipo de aplicação é a ferramenta VMWare. Devido ao seu notório

Page 41: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

41

desempenho nos testes de rede e consequentemente na manipulação de grandes volumes de

dados.

A melhor característica do VirtualBox é a melhor gestão dos recursos no servidor,

porém, para a aplicação desejada, esta característica somente faria uma grande diferença caso

o servidor tivesse que funcionar na maior parte do tempo com capacidade total utilizada, o

que para a aplicação desejada, muitas vezes não é o caso.

Page 42: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

42

g) REFERÊNCIAS

TORRES, Gabriel. Redes de Computadores: Curso Completo. 1. ed. Rio de Janeiro: Axcel Books do Brasil Editora, 2001.

KUROSE, James F., ROSS, Keith, W. Redes de computadores e a internet: Uma abordagem top-down. 3 ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2007.

VERAS, Manoel. Virtualização de Servidores. Rio de Janeiro, 2011. Disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/50570155/Virtualizacao-de-Servidores>. Acessado em 26 de Mai. de 2013.

TANENBAUM, A.S. Sistemas Operacionais Modernos. 1a edição. Prentice Hall do Brasil LTDA, Rio de Janeiro-RJ 1995.

TANENBAUM, A.S. ; VAN STEEN, M., Sistemas distribuídos: princípios e paradigmas, 2ª edição, tradução de Arlete Simille Marques, Prentice-Hall, São Paulo, 2007.

LOTTI L. P.; PRADO A. B. Sistemas Virtualizados – Uma visão geral. Disponível em: <http://www.ic.unicamp.br/~ducatte/mo401/1s2011/T2/Artigos/G09_012096_931544-t2.pdf> Acessado em: 12 Mai. 2013.

MANFRIN, Alexander; Aprendendo sobre os tipos de virtualização. Disponível em:

<http://www.vmworld.com.br/br/index.php/principal/50-virtualizacao/74-aprendendo-sobre-os-tipos-de-virtualizacao.html> Acessado em: 12 Mai. 2013.

TOM, Nelson; Virtualization Benchmark Test: Testing Method. Disponível em:

<http://macs.about.com/od/windowsonyourmac/ss/virtualization-benchmark-test_2.htm>

Acessado em: 19 Mai. 2013.

BRITO, Edvaldo; VMWare ou VirtualBox: qual o melhor programa para criar máquina virtual? Disponível em:

<http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2013/05/vmware-ou-virtualbox-qual-o-melhor-programa-para-criar-maquina-virtual.html> Acessado em: 19 Mai. 2013.

HESS, Henneth; Principais Empresas de Tecnologia de virtualização. Disponível em:

Page 43: VIRTUALIZAÇÃO DE SERVIDORES, MÁQUINAS CLIENTES E ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2452.pdf · servidores, que são os temas que de grande importância para a montagem

43

<http://www.serverwatch.com/trends/article.php/3877576/Top-10-Virtualization-Technology-Companies.htm> Acessado em: 19 Mai. 2013.

ALECRIM, Emerson; O que é virtualização e para que serve?. Disponível em:

< http://www.infowester.com/virtualizacao.php> Acessado em: 19 Mai. 2013.

SILVA, Rodrigo Ferreira; Virtualização de Sistemas Operacionais. Disponível em:

<http://www.lncc.br/~borges/doc/Virtualizacao%20de%20Sistemas%20Operacionais.TCC.pdf> Acessado em: 19 Mai. 2013

BARROS, Henrique Mesquita; Soluções gratuitas para virtualização de servidores em pequenas e médias empresas. Disponível em:

< http://fotos.fatectq.edu.br/a/6638.pdf> Acessado em 19 Mai. 2013