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Independent business analysis of technology trends for ICT decision makers
Data Centers
A pressão por redução de custos e otimização de recursos
Setembro, 2009
Sumário Introdução Pressão nos data centers Custo Brasil Virtualização e cloud computing TIC verde Riscos Múltiplas escolhas Considerações finais
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Introdução No cenário atual, a pressão para reduzir custos e otimizar recursos tem-se tornado cada vez mais presente na agenda de empresas de todos os segmentos, em todo o mundo. Em tempos de crise, CIOs (Chief Information Officers) têm buscado saídas para racionalizar o emprego de capital em TIC (Tecnologia da Informação e Comunicação), precisando, muitas vezes, cortar investimentos em inovação e focar suas atenções apenas em manter o negócio em operação.
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A pressão por redução de custos e otimização de recursos
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Pressão nos data centers • Baixa flexibilidade: o nível de produtividade dos data centers poderia ser superior se administradores pudessem compartilhar em diversos hardwares o processamento de diferentes aplicações: as máquinas da folha de pagamento (veja o servidor A da figura 1 abaixo) poderiam, por exemplo, processar sistemas de suprimentos no período em que não têm demanda. Embora as tecnologias que permitem essa flexibilidade estejam disponíveis, seu nível de implementação ainda não é significativo e os processos de governança de TI muitas vezes não estão preparados para esse salto tecnológico.
Um ambiente ou área de negócio que opere a uma taxa média de 90% de ociosidade seria condenado, em qualquer análise de produtividade, a uma profunda reestruturação ou mesmo a sua extinção. Números de mercado projetados por diversos institutos de pesquisa mostram que os níveis médios de ociosidade dos data centers estão em torno de 80% a 90%, índices esses que podem ser atribuídos a duas características básicas: • Planejamento para o pico de produção: hardwares são dimensionados para suportar o pico de atividade de um determinado sistema, não importando se o pico é atingido uma vez na semana ou uma vez ao mês. Como exemplo, podemos citar sistemas de folha de pagamento, que demandam processamento durante poucos dias do mês.
A figura 1 abaixo exemplifica um ambiente típico do caso descrito acima, no qual a taxa de utilização média é de apenas 15%. Como consequência, os quatro servidores da figura têm muito espaço ocioso (85%) no uso da sua capacidade de processamento.
Figura 1 Exemplo de taxa de uso de servidores físicos em um data center durante um mês
23%
14%
13%
utilização média
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%
Média do data center
Fonte: PromonLogicalis
“Institutos de pesquisa mostram que os níveis médios de ociosidade dos data centers estão em torno de 80% a 90%."
Novas tendências de mercado, como cloud computing (computação em nuvem), SaaS (Software as a Service), virtualização de desktops, sites para disaster recovery, convergência de comunicações, social computing software, entre outras, tendem a demandar mais processamento e armazenamento, o que força a implementação de novas soluções que visem aumentar a produtividade e suportar a crescente demanda.
Apesar da existência de espaços ociosos que poderiam ser ocupados por novos workloads, o número de novas implementações segue crescendo, visando atender a demanda por mais processamento e capacidade de armazenamento.
Portanto, se as empresas ampliarem suas infraestruturas na mesma medida em que o volume de dados que processam aumenta, os investimentos para a manutenção desses parques serão excessivamente elevados e sobrará muito pouco – ou quase nada – para a inovação.
Em 2008, o parque mundial de servidores atingiu 35 milhões de máquinas, e segundo o IDC®, deve experimentar um crescimento em aproximadamente 40 milhões de unidades dentro dos próximos cinco anos. Para se ter uma idéia do crescimento do tráfego de dados na internet, podemos ver a projeção abaixo realizada pela empresa britânica de pesquisa Analysis Mason®. O gráfico mostra projeções de crescimento de tráfego até 2011, por tipo de aplicação. A grande maioria dessas aplicações demanda capacidade de processamento em ambientes de data centers.
Como resultado dessa situação, tem-se a perda de competitividade e a impossibilidade de manter os negócios em patamares sustentáveis. Além disso, parques tecnológicos maiores significam maior complexidade de gerenciamento e, consequentemente, maior necessidade de recursos.
Figura 2 Crescimento global de tráfego internet
Tráfego internet (peta bytes por mês)
Fontes: Analysys Mason® e Cisco®
5.000 4.000 3.000 2.000 1.000
2007
2006 Web, e-mail e dados
P2P
Jogos on-line
2008
2009
Comunicações de vídeo
VoIP
Data Centers
2010e
Vídeos da internet para PC
2011e Vídeos da internet para TV
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Custo Brasil Grande parte do que se publica ao redor do mundo sobre data centers é focado no crescente aumento de custos operacionais e de energia elétrica, com base em mercados mais maduros (EUA, Europa e Ásia), visando justificar a adoção de modelos mais otimizados. Quando analisamos o cenário brasileiro, podemos obter uma visão ainda mais conclusiva.
"O cenário de custos no Brasil justifica a adoção de novas estratégias para a otimização de data centers".
Podemos concluir que o cenário de custos no Brasil justifica a adoção de novas estratégias para a otimização de data centers. O peso do custo energético exige metas mais agressivas, que irão ocorrer à medida que as áreas de TIC tomarem maior responsabilidade pelos custos da energia elétrica. Assim como no resto do mundo, entre 2000 e 2002, o Brasil viveu uma onda de construção de data centers baseados em modelos que não suportam arquiteturas de alta densidade de processamento, o que também sugere a necessidade de construção de novos espaços físicos que abriguem novas arquiteturas.
Figura 3 Comparação do cenário global com o brasileiro
Análise
Cenário global
Custos
Estudos indicam que, a cada dólar gasto em data center, 70 cents vão para a administração e custos operacionais do ambiente; • Nível de virtualização médio pelo menos três vezes maior que no Brasil, segundo um dos maiores fornecedores mundiais. • Altíssima automação • Arquiteturas mais padronizadas
Energia
Custo médio do Kw/h nos EUA: R$0,12
Brasil Apesar de custos de mão de obra mais baixos, algumas características dos data centers nacionais causam impactos significativos nos custos operacionais: • Baixa virtualização • Falta de investimento em automação • Arquiteturas de fabricantes diversos
Custo médio do Kw/h: R$0,27
Fontes: Aneel, US Department of Energy e PromonLogicalis
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Virtualização e cloud computing Virtualização e cloud computing têm sido as palavras do momento no mercado de data centers; embora encerrem conceitos e aplicações diferentes no mercado, ambas – a primeira como tecnologia e a segunda como modelo de negócio – prometem tratar o problema de baixa produtividade e atender a demanda crescente por infraestrutura.
"Ambas prometem tratar o problema de baixa produtividade e atender a demanda crescente por infraestrutura".
O conceito de cloud computing promete materializar a visão de transformar toda a infraestrutura de TIC em serviços. O modelo tem o potencial de transformar a indústria, criando novos paradigmas tais como:
A virtualização já é um conceito com vários casos de implementação e, em maior ou menor nível, grande parte das empresas já utiliza algum tipo de serviço virtualizado em seus data centers.
• A disponibilidade (ou ilusão) de recursos infinitos, eliminando a necessidade de planejamento a longo prazo.
No Brasil, segundo estimativa do setor, o nível de virtualização ainda é baixo quando comparado com mercados mais maduros: hoje, menos de 10% do parque brasileiro de servidores é virtualizado, o que indica uma forte tendência de novas implementações nos próximos anos.
• A eliminação do planejamento para o pico – novas companhias ou produtos poderão iniciar suas operações com infraestruturas mínimas e adicionar novos recursos de forma rápida, de acordo com suas necessidades. • A possibilidade de pagar por uso de processamento por um intervalo de tempo (horas ou dias) de acordo com necessidades específicas do negócio.
A figura 4 a seguir ilustra um projeto de otimização de data center via virtualização e consolidação de servidores da situação mostrada anteriormente. Os quatro servidores do exemplo apresentam-se com sistemas operacionais e aplicações distintas.
Para que esse modelo se concretize ainda serão necessários novos ciclos tecnológicos que possam remover obstáculos, como: disponibilidade, portabilidade de aplicações e escalabilidade de toda a infraestrutura.
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Figura 4 Exemplo de virtualização (e consolidação) de servidores
23%
14%
13%
11%
OS 1
OS 2 Aplicativo B
OS 3 Aplicativo C
OS 4 Aplicativo D
Aplicativo A
15%
utilização média
Aplicativo A Aplicativo B Aplicativo C Aplicativo D OS 1
OS 2
OS 3
OS 4
Infraestrutura virtual
60%
utilização média
Após virtualização e consolidação de servidores Fonte: PromonLogicalis
A virtualização pode trazer benefícios muito maiores do que a simples redução de custos pela diminuição da necessidade de compra de novos hardwares. Entre os benefícios adicionais, podemos citar a redução da complexidade e o aumento do compartilhamento dos recursos e do nível de disponibilidade dos sistemas. Novos recursos tecnológicos disponíveis oferecem a possibilidade de virtualização em qualquer tipo de ambiente, para sistemas críticos ou não críticos, oferecendo maior nível de confiabilidade contra falhas (resiliência). Além da virtualização de servidores, podem ser virtualizados desktops, redes e armazenamento.
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TIC verde: parte integrante dos novos data centers Complementando os benefícios da virtualização, inovações como computação de alta densidade (servidores blade, por exemplo), permitem ainda mais a otimização de espaço físico nos data centers.
seu consumo energético. Segundo estimativa da empresa britânica Analysys Mason®, o impacto nos custos operacionais pode chegar a 30% em alguns casos, como em co-location.
Entretanto, o funcionamento de máquinas de alta densidade em ambientes legados tem enorme impacto em consumo energético e climatização. Tal fato ilustra a complexidade crescente e a inter-relação cada vez maior do ambiente físico com a infraestrutura de TIC dos data centers.
A figura 5 a seguir mostra perdas de energia elétrica em um ambiente de data center. A melhor maneira de atacar esse problema de ineficiência energética é uma abordagem holística, considerando o data center como um todo, a começar pela medição do fluxo de consumo de energia.
Nesse contexto, crescem as iniciativas de TIC verde dentro dos projetos de data centers, uma vez que estes últimos são grandes consumidores de energia elétrica. A União Européia estima que no Reino Unido, por exemplo, os data centers respondam por 3% do consumo energético do país. Além da preocupação das empresas com iniciativas de sustentabilidade, há grandes incentivos para que os data centers reduzam
Entre as diversas idéias para aumentar a eficiência energética, podemos citar: • Manutenção constante dos equipamentos de alimentação e distribuição de energia. • Ações para a melhoria da eficiência do sistema de refrigeração. • Geração de energia no próprio local, como mostram alguns exemplos internacionais. • Troca eventual de hardware por modelos mais eficientes.
Figura 5 Perdas de energia elétrica em um data center
Refrigeração
Distribuição elétrica
Alimentação de energia
UPS (fornecimento ininterrupto de energia)
Data center
Consumo de energia (exceto processadores)
Ineficiência dos processadores (ex.:aquecimento)
Server hardware
Processadores
Subutilização de servidores
Server loads
Energia elétrica
Fonte: PromonLogicalis
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Riscos Em toda atualização de modelo tecnológico, a totalidade dos riscos deve ser considerada. Contudo, o cenário atual de baixa produtividade dos data centers e a crescente demanda por recursos indicam a real necessidade de implementações de novos modelos otimizados.
A análise de novas tendências e ciclos tecnológicos sugere um caminho claro em direção a um novo modelo de aprovisionamento, controle e gerência de data centers. E ficar fora desse movimento pode resultar em perda de vantagem competitiva e demora na implementação de novas estratégias de negócio.
Figura 6 Análise de riscos de prevenção vs recuperação em um data center
Exemplo
Recuperação
Projeto de otimização de data center com virtualização de servidores.
Custos de recuperação e suporte.
Identificar, analisar e resolver o problema.
Identificar, analisar e resolver o problema.
Custos de prevenção de problemas
Perda de produtividade
Perda de receitas
Tempo parado x nº de usuários afetados x Perda de produtividade x Custo médio por usuário
Tempo parado x % de negócios perdidos x Receita média por tempo parado
Custos de paralisação do data center e impactos na produtividade e receitas Fonte: PromonLogicalis
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Do ponto de vista da continuidade dos negócios, o modelo legado torna abusivos os custos para manter arquiteturas de alta disponibilidade e/ou sites de contingência. Novas tecnologias de otimização permitem a redução significativa do custo de infraestruturas de alta disponibilidade; nesse caso, é maior o risco de permanecer no modelo legado do que o risco de evoluir a infraestrutura do data center. Tendo em vista a grande dependência dos negócios em relação a tudo o que está instalado nos data centers, é primordial em projetos de evolução e virtualização a escolha correta de tecnologias e de um parceiro que possa garantir a qualidade na implementação e integração de todas as partes (servidores, rede e armazenamento, entre outros). Entre os principais problemas verificados em projetos podemos destacar: • Projetos incompletos: alguns projetos não são concluídos, em decorrência da análise insuficiente de todo o ambiente. A implemeação da virtualização, por exemplo, causa impacto na rede e no ambiente de armazenamento. Muitas vezes esses impactos não são analisados previamente, fazendo com que os projetos não sejam concluídos ou que somente sejam feitas implementações básicas.
"É maior o risco de permanecer no modelo legado do que o risco de evoluir a infraestrutura do data center".
• Baixa produtividade: em alguns casos, uma quantidade maior de servidores e serviços poderiam ser consolidados ou virtualizados; contudo, devido à falta de planejamento correto, o nível ideal de otimização não é alcançado. • Maior complexidade: o nível de complexidade da administração dos ambientes pode aumentar, caso sejam implementadas somente as características básicas. No caso de virtualização, por exemplo, uma implementação abrangente pode reduzir tarefas de administração, facilitar novas implementações, reduzir down time em janelas de mudança, etc.
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Múltiplas escolhas Para colocar em prática os conceitos apresentados, o mercado oferece uma miríade de soluções – dos servidores aos sistemas de refrigeração, passando pela arquitetura física do data center, dos sistemas de armazenamento e dos softwares de gerenciamento.
Portanto, ainda que o processo de escolha de soluções para um data center eficiente pareça muito complexo, isto não deve ser uma barreira para a evolução dessa infraestrutura nas empresas. Conforme comentado anteriormente, a crescente dependência dos negócios quanto à disponibilidade dos data centers mostra que os riscos de se ficar “parado no tempo” superam e muito os riscos de se implementar um processo estruturado de evolução tecnológica.
As novas tecnologias não são o único ponto a ser levado em conta na hora de projetar um data center eficiente. É preciso avaliar o parque instalado, os dados armazenados e processados por esse parque, a visão de futuro e de negócios da empresa. A partir daí, é possível traçar a solução mais adequada para cada tipo de necessidade.
Para tomar a decisão mais acertada, as corporações precisam definir uma visão própria das suas necessidades em busca de um melhor resultado nos negócios.
Figura 7 Múltiplas escolhas e caminhos em direção à otimização de um data center Data center legado
Decisões complexas / múltiplas tecnologias
Gerenciamento Segurança Aplicações Servidores Armazenamento Rede Infraestrutura básica
Modelo
xU FC
SAN
iSCSI
FCoE
Interface 1G
Blade
NAS
Virtualização
SAS
Vertical
1:3
Serviço
Insourcing 10G
Armazenamento
Horizontal
Outsourcing
Demanda dos negócios
Eficiente
Evolução tecnológica
Data center do futuro
1:7 1:30
Agilidade e flexibilidade operacional
Escalável
Fonte: PromonLogicalis
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Considerações finais A necessidade das empresas contarem com data centers eficientes é iminente – é apenas uma questão de tempo para que cada uma defina suas estratégias, escopo e tecnologias – e a virtualização e o cloud computing despontam no mercado como tendências que estarão presentes em boa parte das estruturas corporativas, se não em todas. Contudo, como existem diversos caminhos para se chegar a uma solução ideal, a questão que fica é: como fazer isso com a variedade de tecnologias, soluções e fornecedores disponíveis e combinar as decisões de adequação do data center com o parque instalado? Para resolver esse dilema, é essencial que as companhias definam sua própria visão estratégica de data center, independentemente de fornecedores, buscando contribuições especializadas e imparciais.
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Advisor é uma publicação da PromonLogicalis®. Este documento contém informações de titularidade ou posse da PromonLogicalis®, de suas controladas ou coligadas, e são protegidas pela legislação vigente. Reprodução total ou parcial desta obra apenas com prévia autorização da PromonLogicalis®. As informações contidas nesta publicação são baseadas em conceitos testados e empregados no desenvolvimento de projetos específicos e estão sujeitas a alterações de acordo com o cenário de mercado e os objetivos de cada projeto.
LUIS MINORU Diretor de Consultoria
MARCOS ABLAS Coordenador de Consultoria
DANIEL DOMINGUES Coordenador de Data Centers
Com mais de 15 anos de experiência em TIC, atuou como Diretor Executivo da Ipsos e Managing Director do Yankee Group na América Latina. MBA em Conhecimento, Tecnologia e Informação pela FIA (FEA/USP).
Com mais de 10 anos de experiência em TIC, atuou em implementações de telefonia celular, centrais de comutação e infraestrutura de comunicações. MBA em Business Administration pela IESE, Barcelona (Universidade de Navarra, Espanha).
Com mais de 10 anos de experiência em TIC, atuou em projetos internacionais de integração de sistemas e data centers e gerenciou projetos de operação remota de ambientes computacionais de grandes companhias americanas.
luis.minoru@br.promonlogicalis.com +55 (11) 3573.7335
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Diretor Responsável Luis Minoru
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A PromonLogicalis Com mais de trinta anos de experiência, a PromonLogicalis oferece serviços de consultoria que auxiliam grandes empresas na decisão da solução ideal para um data center eficiente. Nesse sentido, tem capacidade para estudar o legado, compreender sua visão de futuro e combinar esses fatores para desenhar em conjunto planos estratégicos de crescimento de suas infraestruturas de TIC. A PromonLogicalis trabalha com empresas referência em cada uma das disciplinas que envolvem a construção de um data center. Entre seus parceiros estão Cisco®, VMware®, NetApp®, Microsoft®, IBM®, Oracle®, Wyse®, McAfee®, Cirba®, Emerson® e Hochtief®. A abordagem de múltiplos fornecedores garante isenção na hora de apoiar as decisões de negócios. Dessa forma, os tópicos primordiais levados em consideração são as necessidades e a realidade de seus clientes.
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