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Análisis independiente de tendencias tecnológicas para profesionales de TIC
Data Centers La presión por reducción de costos y optimización de recursos
2010
Indice Introducción Presión sobre los data centers Costo en América Latina Virtualización y cloud computing TIC verde Riesgos Múltiples elecciones Consideraciones finales
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Análisis independiente de tendencias tecnológicas para profesionales de TIC
Introducción En todo el mundo, en el escenario actual, la presión para reducir costos y optimizar recursos se viene tornando cada vez más presente en la agenda de las empresas de todos los segmentos. En tiempos de crisis, los CIOs (Chief Information Officers) han buscado salidas para racionalizar el empleo de capital en TIC (Tecnologías de Información y Comunicación), necesitando, muchas veces, limitar las inversiones en innovación, y enfocar así su atención sólo en mantener el negocio en forma operativa.
Data Centers
La presión por reducción de costos y optimización de recursos
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Presión sobre los data centers • Baja flexibilidad: el nivel de productividad de los data centers podría ser superior si los administradores pudieran compartir en diversos hardwares el procesamiento de diferentes aplicaciones: las máquinas de la nómina de pagos (vea el servidor A de la figura 1 abajo) podrían, por ejemplo, procesar sistemas de provisión en el período en que no tienen demanda. Aunque las tecnologías que permiten esa flexibilidad están disponibles, su nivel de implementación todavía no es significativo y los procesos de manejo de TI muchas veces no están preparados para ese salto tecnológico.
Un ambiente o área de negocio que opere a una tasa promedio de 90% de ociosidad sería condenado, en cualquier análisis de productividad, a una profunda reestructuración o a su extinción. Números de mercado proyectados por diversas firmas de investigación demuestran que los niveles promedio de ociosidad de los data centers están alrededor de los 80 a 90%, índices que pueden ser atribuidos a dos características básicas: • Planeamiento para el pico de producción: El hardwares es dimensionado como para soportar el pico de actividad de un determinado sistema, sin importar si es alcanzado una vez a la semana o al mes. Como ejemplo, podemos citar sistemas de nómina de pagos, que demandarían procesamiento durante pocos días del mes.
La figura 1 de abajo ejemplifica un ambiente típico del caso descripto arriba, en el cual la tasa de utilización promedio es de apenas el 15%. Como consecuencia, los cuatro servidores de la figura tienen mucho espacio ocioso (85%) en el uso de su capacidad de procesamiento.
Figura 1 Ejemplo de tasa de uso de servidores físicos en un data center durante un mes
23%
14%
13%
Utilización promedio
15%
11%
85%
46%
Semana 1 34%
25% 10% 2% 1% 2%
Servidor A
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5%
Servidor B
Semana 3 Semana 4
21%
17%
9%
10%
2% 1% 1%
3%
Servidor C
Servidor D
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13%
9%
Semana 2
5%
Promedio del data center
Fuente: Logicalis
“Firmas de investigación demuestran que los niveles promedio de ociosidad de los data centers están alrededor del 80 a 90%" A pesar de la existencia de espacios ociosos que podrían ser ocupados por nuevos workloads, el número de nuevas implementaciones sigue creciendo, permitiendo atender la demanda por más procesamiento y capacidad de almacenamiento. En 2008, el parque mundial de servidores llegó a 35 millones de máquinas, y siguiendo a IDC®, experimentará un crecimiento de aproximadamente 40 millones de unidades dentro de los próximos cinco años. Para tener una idea del crecimiento del tráfico de datos en Internet, podemos ver abajo la proyección realizada por la empresa británica de investigación Analysys Mason®. El gráfico muestra proyecciones de crecimiento de tráfico hasta 2011, por tipo de aplicación. La gran mayoría de esas aplicaciones demanda una capacidad de procesamiento en ambientes de data centers.
Nuevas tendencias de mercado, como cloud computing (computación en nube), SaaS (Software as a Service), virtualización de desktops, sites para disaster recovery, convergencia de comunicaciones, social computing software, entre otras, tienden a demandar más procesamiento y almacenamiento, lo que obliga a la implementación de nuevas soluciones que permitan aumentar la productividad y soportar la creciente demanda. Por lo tanto, si las empresas amplían sus infraestructuras en la misma medida en que aumenta el volumen de datos que procesan, las inversiones para el mantenimiento de esos parques serán excesivamente elevadas y habrá poco excedente –o casi nada– para la innovación. Como resultado de esa situación, se tiende a la pérdida de competitividad y la imposibilidad de mantener los negocios en niveles sustentables. Por otra parte, mayores parques tecnológicos significan mayor complejidad de gerenciamiento y, consecuentemente, mayor necesidad de recursos.
Figura 2 Crecimiento global de tráfico Internet Fuentes: Analysys Mason® y Cisco®
Tráfico Internet ( peta bytes por mes )
5.000 4.000 3.000 2.000 1.000
2007
2006 Web, email y datos
P2P
Juegos on-line
2008
2009
Comunicaciones de video
VoIP
Data Centers
2010e
Videos de Internet para la PC
2011e Videos de Internet para la TV
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Costo en América Latina Gran parte de lo que se publica en el mundo sobre data centers está enfocado hacia el creciente aumento de costos operacionales y de energía eléctrica, basado en mercados más maduros (EUA, Europa y Asia), permitiendo justificar la adopción de modelos más optimizados. Cuando analizamos el escenario latinoamericano, podemos obtener una visión aún más concluyente.
Podemos concluir que el escenario de costos en América Latina justifica la adopción de nuevas estrategias para la optimización de los data centers. El peso del costo energético exige metas más agresivas, que ocurrirán a medida que las áreas de TIC tomen mayor responsabilidad por los costos de energía eléctrica.
"El escenario de costos en América Latina justifica la adopción de nuevas estrategias para la optimización de los data centers".
Así como en el resto del mundo, entre 2000 y 2002, América Latina vivió una onda de construcción de data centers basados en modelos que no soportan arquitecturas de alta densidad de procesamiento, lo que también sugiere la necesidad de construcción de nuevos espacios físicos para las nuevas arquitecturas.
Figura 3 Comparación del escenario global con América Latina
Análisis Costos
Energía
Escenario Global
América Latina
Estudios indican que por cada dólar invertido en data centers, 70 centavos se destinan a la administración y a los costos operacionales del ambiente; t Nivel de virtualización promedio por lo menos tres veces mayor que en América Latina, según uno de los mayores proveedores mundiales t Altísima automatización t Arquitecturas más estandarizadas
Costo indicativo del Kw/h en EUA: U$S 0,07
A pesar de los costos de mano de obra más bajos, algunas características de los data centers nacionales causan impactos significativos en los costos operacionales: t Baja virtualización t Falta de inversión en automatización t Arquitecturas de fabricantes diversos
Costo indicativo: Argentina U$S 0,014, Brasil U$S 0,16, Chile U$S 0,15, Perú U$S 0,08
Fuentes: Aneel, ENRE, US Department of Energy, OSINERGMIN, Chilectra.
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Virtualización y cloud computing Virtualización y cloud computing han sido las palabras del momento en el mercado de data centers. Aunque encierren conceptos y aplicaciones diferentes en el mercado, ambas –la primera como tecnología y la segunda como modelo de negocio– prometen tratar el problema de baja productividad y atender la creciente demanda de infraestructura.
"Ambas prometen tratar el problema de baja productividad y atender a la demanda creciente de infraestructura".
El concepto de cloud computing promete materializar la visión de transformar toda la infraestructura de TIC en servicios. El modelo tiene el potencial de transformar la industria, creando nuevos paradigmas tales como:
La virtualización ya es un concepto con varios casos de implementación y, en mayor o menor medida, gran parte de las empresas ya utiliza algún tipo de servicio virtualizado en sus data centers.
• La disponibilidad (o ilusión) de recursos infinitos, eliminando la necesidad de planeamiento a largo plazo.
En América Latina, según estimación del sector, el nivel de virtualización aún es bajo comparado con los mercados más maduros: hoy, menos del 10% del parque regional de servidores es virtualizado, lo que indica una fuerte tendencia de nuevas implementaciones.
• La eliminación del planeamiento para el pico –nuevas compañías o productos podrán iniciar sus operaciones con infraestructuras mínimas y adicionar nuevos recursos de forma rápida, de acuerdo a sus necesidades. • La posibilidad de pagar por uso de procesamiento por un intervalo de tiempo (horas o días) de acuerdo a necesidades específicas del negocio.
La figura 4 que sigue ilustra un proyecto de optimización de data center vía virtualización y consolidación de servidores de la situación mostrada anteriormente. Los cuatros servidores del ejemplo se presentan con sistemas operacionales y aplicaciones distintas.
Para que ese modelo se haga concreto, todavía serán necesarios nuevos ciclos tecnológicos que puedan remover obstáculos, como: disponibilidad, portabilidad de aplicaciones y escalabilidad de toda la infraestructura.
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Figura 4 Ejemplo de virtualización (y consolidación) de servidores
23%
14%
13%
11%
OS 1
OS 2 Aplicativo B
OS 3 Aplicativo C
OS 4 Aplicativo D
Aplicativo A
15%
Utilización promedio
60%
Utilización promedio
Aplicativo A Aplicativo B Aplicativo C Aplicativo D OS 1
OS 2
OS 3
OS 4
Infraestructura virtual Luego de la virtualización y consolidación de servidores
Fuente: Logicalis
La virtualización puede traer beneficios mayores que la simple reducción de costos por la disminución de la necesidad de compra de nuevo hardware. Entre los beneficios adicionales, podemos citar la reducción de la complejidad y el aumento de los recursos compartidos y del nivel de disponibilidad de los sistemas. Nuevos recursos tecnológicos disponibles ofrecen la posibilidad de virtualización en cualquier tipo de ambiente, para sistemas críticos o no críticos, ofreciendo mayor nivel de confiabilidad contra fallas (resiliencia). Además de la virtualización de servidores, pueden ser virtualizados desktops, redes y almacenamiento.
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TIC verde: parte integrante de los nuevos data centers Complementando los beneficios de la virtualización, innovaciones como computación de alta densidad (servidores blade, por ejemplo), permiten aun más la optimización de espacio físico en los data centers.
estimación de la empresa británica Analysys Mason®, el impacto en los costos operacionales puede llegar al 30% en algunos casos, como el de co-location.
Sin embargo, el funcionamiento de máquinas de alta densidad en ambientes tradicionales tiene enorme impacto en el consumo energético y climatización. Tal hecho ilustra la complejidad creciente y la interrelación cada vez mayor del ambiente físico con la infraestructura de TIC de los data centers. En ese contexto, crecen las iniciativas de TIC verde dentro de los proyectos de data centers, dado que éstos son grandes consumidores de energía eléctrica: La Unión Europea estima que en el Reino Unido, por ejemplo, los data centers responden por el 3% del consumo energético del país. Además de la preocupación de las empresas con iniciativas de sustentabilidad, hay grandes incentivos para que los data centers reduzcan su consumo energético. Según
La figura 5 muestra pérdidas de energía eléctrica en un ambiente de data center. La mejor manera de atacar ese problema de ineficiencia energética es un abordaje holístico, considerando el data center como un todo, empezando por la medición de flujo de consumo de energía. Entre las diversas ideas para aumentar la eficiencia energética podemos citar: • Mantenimiento constante de los equipos de alimentación y distribución de energía. • Acciones para mejorar la eficiencia del sistema de refrigeración. • Generación de energía en el propio lugar, como muestran algunos ejemplos internacionales. • Cambio eventual de hardware por modelos más eficientes.
Figura 5 Pérdidas de energía eléctrica en un data center
Refrigeración
Distribución eléctrica
Alimentación de energía
UPS (Abastecimiento continuo de energía)
Data center
Consumo de energía (excepto procesadores)
Server hardware
Ineficiencia de los procesadores (ej; calentamiento)
Procesadores
Subutilización de servidores
Server loads
Energía eléctrica
Fuente: Logicalis
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Riesgos En toda actualización de modelo tecnológico, la totalidad de los riesgos debe ser considerada. Sin embargo, el escenario actual de baja productividad de los data centers y la creciente demanda de recursos indican la real necesidad de implementaciones de nuevos modelos optimizados.
El análisis de nuevas tendencias y ciclos tecnológicos sugiere un camino claro en dirección a un nuevo modelo de abastecimiento, control y gerencia de data centers. Quedar afuera de ese movimiento puede resultar una pérdida de ventaja competitiva y demora en la implementación de nuevas estrategias de negocio.
Figura 6 Análisis de riesgos de prevención vs. recuperación en un data center
Ejemplo
Recuperación
Proyecto de optimización de data center con virtualización de servidores
Costos de recuperación y soporte
Identificar, analizar y solucionar el problema
Identificar, analizar y solucionar el problema
Costos de prevención de problemas
Pérdida de productividad
Pérdida de ingresos
Tiempo parado x Nº de usuarios afectados x Pérdida de productividad x Costo promedio del usuario
Tiempo parado x % de negocios perdidos x Ingresos promedio por tiempo parado
Costos de paralización del data center e impactos en la productividad e ingresos. Fuente: Logicalis
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Desde el punto de vista de la continuidad de los negocios, el modelo legacy torna abusivos los costos de mantener arquitecturas de alta disponibilidad y/o sitios de contingencia. Nuevas tecnologías de optimización permiten la reducción significativa del costo de infraestructuras de alta disponibilidad. En ese caso, es mayor el riesgo de permanecer con un modelo legacy que el riesgo de evolucionar la infraestructura del data center.
"Es mayor el riesgo de permanecer con un modelo legacy que el riesgo de evolucionar la infraestructura del data center".
Teniendo en cuenta la gran dependencia de los negocios en relación a todo lo que está instalado en los data centers, es primordial en proyectos de evolución y virtualización la elección correcta de tecnologías y de un socio que pueda garantizar la calidad en la implementación e integración de todas las partes (servidores, red y almacenamiento, entre otros). Entre los principales problemas verificados en proyectos podemos destacar:
• Baja productividad: en algunos casos, una cantidad mayor de servidores y servicios podrían ser consolidados o virtualizados; pero, debido a la falta de planeamiento correcto, el nivel ideal de optimización no es alcanzado.
• Proyectos incompletos: algunos proyectos no son concluidos, en virtud del análisis insuficiente de todo el ambiente. La implementación de la virtualización, por ejemplo, causa impacto en la red y en el ambiente de almacenamiento. Muchas
veces esos impactos no son analizados previamente, haciendo que los proyectos no sean concluidos o que sólo se realicen implementaciones básicas.
• Mayor complejidad: En caso que sean implementadas sólo las características básicas, el nivel de complejidad de la administración de los ambientes puede aumentar. En el caso de la virtualización, por ejemplo, una implementación amplia puede reducir tareas de administración, facilitar nuevas implementaciones, reducir down time en ventanas de cambios, etc.
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Múltiples elecciones para un data center eficiente parezca muy complejo, esto no debe ser una barrera para la evolución de esa infraestructura en las empresas.
Para poner en práctica los conceptos presentados, el mercado ofrece una amplia diversidad de soluciones –de los servidores a los sistemas de refrigerado, pasando por la arquitectura física del data center, los sistemas de almacenamiento y los softwares de gerenciamiento.
Según lo comentado anteriormente, la creciente dependencia de los negocios en cuanto a disponibilidad de los data centers muestra que los riesgos de quedarse “detenido en el tiempo” superan y mucho los riesgos de implementar un proceso estructurado de evolución tecnológica.
Las nuevas tecnologías no son el único punto a ser tenido en cuenta en el momento de proyectar un data center eficiente. Es necesario evaluar el parque instalado, los datos almacenados y procesados por ese parque, la visión de futuro y de negocios de la empresa. A partir de ahí, es posible trazar la solución más adecuada para cada tipo de necesidad. Por lo tanto, aunque el proceso de elección de soluciones
Para tomar la decisión más acertada, las corporaciones precisan definir una visión propia de sus necesidades en busca de un mejor resultado en los negocios.
Figura 7 Múltiples elecciones y caminos en dirección a la optimización de un data center Data center legacy
Decisiones complejas / múltiples tecnologías
Gerenciamiento Seguridad Aplicaciones Servidores Almacenamiento Red Infraestructura básica
Modelo
xU FC
SAN
iSCSI
FCoE
Interface 1G
Blade
NAS
Virtualización
SAS
Vertical
1:3
Servicio
Insourcing 10G
Almacenamiento
Horizontal
Outsourcing
Eficiente
Evolución tecnológica
Data center del futuro
1:7 1:30
Agilidad y flexibilidad operacional
Escalable
Demanda de los negocios
Fuente: Logicalis
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Consideraciones finales La necesidad de las empresas de tener data centers eficientes es inminente –es sólo una cuestión de tiempo que cada una defina sus estrategias, objetivos y tecnologías– y la virtualización y el cloud computing despuntan en el mercado como tendencias que estarán presentes en buena parte de las estructuras corporativas, si no en todas. Sin embargo, como existen diversos caminos para llegar a una solución ideal, la pregunta es: ¿cómo hacer eso con la variedad de tecnologías, soluciones y proveedores disponibles y combinar las decisiones de adecuación del data center con el parque instalado? Para resolver ese dilema, es esencial que las compañías definan su propia visión estratégica de data center, independientemente de proveedores, buscando aportes especializados e imparciales.
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Advisor es una publicación de Logicalis®. Este documento contiene informaciones de titularidad o posesión de Logicalis®, de sus subsidiarias y asociadas, y son protegidas por la legislación vigente. Reproducción total o parcial de esta obra sólo con previa autorización de Logicalis®. Las informaciones contenidas en esta publicación son basadas en conceptos testeados y empleados en el desarrollo de proyectos específicos y están sujetas a alteraciones de acuerdo al escenario de mercado y los objetivos de cada proyecto.
LUIS MINORU Director de consultoría
MARCOS ABLAS Coordinador de Consultoría
DANIEL DOMINGUES Coordinador de Data Centers
Con más de 15 años de experiencia en TIC, actuó como Director Ejecutivo de Ipsos y Managing Director de Yankee Group en América Latina. MBA en conocimiento, Tecnología e Información por FIA (FEA/USP).
Con más de 10 años de experiencia en TIC, actuó en implementaciones de telefonía celular, centrales de conmutación e infraestructura de comunicaciones. MBA en Business Administration en la IESE, Barcelona (Universidad de Navarra, España).
Con más de 10 años de experiencia en TIC, actuó en proyectos internacionales de integración de sistemas y data centers y gerenció proyectos de operación remota de ambientes computacionales de grandes compañías americanas.
luis.minoru@br.promonlogicalis.com +55 (11) 3573-7335
marcos.ablas@br.promonlogicalis.com +55 (11) 3573-7391
daniel.domingues@br.promonlogicalis.com +55 (11) 3573-7107
IGNACIO PERRONE Gerente de Consultoría – Logicalis Southern Cone
Con más de 10 años de experiencia en consultoría y TIC, en su anterior posición lideró el equipo de telecomunicaciones de América Latina en Frost & Sullivan, habiendo trabajado también en The Yankee Group y Pyramid Research. Magister en Sociología Económica por la UNSaM y Licenciado en Sociología por la UBA. ignacio.perrone@la.logicalis.com +54 (11) 4344.0329
Para saber más sobre éste y otros asuntos y conocer lo que podemos hacer por su empresa, contáctenos: advisor@la.logicalis.com
Director Responsable Luis Minoru luis.minoru@br. promonlogicalis.com
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Logicalis Con más de veinte años de experiencia en tecnología, Logicalis trabaja de manera activa en el diseño y la implementación de soluciones de data center para sus clientes. Logicalis utiliza procedimientos que siguen las mejores prácticas y políticas para sus data centers, aplicando internamente las recomendaciones y soluciones que luego propone e implementa en los proyectos de sus clientes. La combinación de profesionales con elevado nivel de capacitación y certificación con un ecosistema de socios tecnológicos enfocados en data centers y Virtualización (Cisco, Commscope, Emerson, Hitachi, IBM, VMWare) le permite realizar el diseño de las soluciones más apropiadas para cada demanda.
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