Система защиты и восстановления данных Владимирского государственного университета имени А. Г. и Н. Г. Столетовых

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и
Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) —  широкопрофильный классический
университет, реализующий многоуровневую подготовку (бакалавры, специалисты,
магистры) по 85 образовательным программам. Университет является основным
поставщиком специалистов для большинства сфер жизнедеятельности Владимирской
области, а также выполняет научные исследования по региональным и федеральным
программам и большое число прикладных исследований по заказам
предприятий.

Владимирский государственный университет — крупнейший государственный вуз в
регионе. На его балансе состоят более 2500 ПК и свыше 50 серверов. В
университете функционирует большое количество базовых и прикладных приложений и
сервисов, пользователями которых являются студенты, сотрудники
научно-исследовательских подразделений, административно-управленческий
персонал. Вуз динамично развивается, а значит, постоянно растут и его
потребности в сфере ИТ. Среди важных для университета задач — консолидация
ИТ-инфраструктуры, повышение ее надежности и эффективности использования
ресурсов, снижение затрат на обслуживание ИТ-активов.

Вначале в вузе был выполнен пилотный проект, который продолжался порядка
четырех месяцев. В тестовой среде была развернута платформа виртуализации от
Microsoft. В качестве эталонной модели была взята типовая архитектура Windows
Server Reference Architecture (WSSRA), фрагменты которой были адаптированы под
потребности вуза. После изучения, настройки и отработки основных возможностей,
было принято решение о внедрении виртуализации в ИТ-среде
университета.

Об университете

«Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и
Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) —  широкопрофильный классический
университет, реализующий многоуровневую подготовку (бакалавры, специалисты,
магистры) по 85 образовательным программам. Университет является основным
поставщиком специалистов для большинства сфер жизнедеятельности Владимирской
области, а также выполняет научные исследования по региональным и федеральным
программам и большое число прикладных исследований по заказам
предприятий.

Со времени своего создания
университет подготовил более 60 тысяч специалистов. ВлГУ сотрудничает с более
чем 40 университетами мира, на его базе функционирует более 30
учебно-образовательных центров. Сегодня на 10 факультетах университета
обучается более 25 тысяч студентов по различным формам обучения. Сотрудниками
вуза являются более тысячи человек.

Ситуация

Владимирский государственный университет — крупнейший государственный вуз в
регионе. На его балансе состоят более 2500 ПК и свыше 50 серверов. В
университете функционирует большое количество базовых и прикладных приложений и
сервисов, пользователями которых являются студенты, сотрудники
научно-исследовательских подразделений, административно-управленческий
персонал. Вуз динамично развивается, а значит, постоянно растут и его
потребности в сфере ИТ. Среди важных для университета задач — консолидация
ИТ-инфраструктуры, повышение ее надежности и эффективности использования
ресурсов, снижение затрат на обслуживание ИТ-активов.

В ноябре 2009 года стало очевидно, что средством для решения этих задач
являются технологии серверной виртуализации, которые позволяют существенно
сэкономить средства как на поддержание, так и на постепенное развертывание
сервисов, и предоставляют более  гибкие возможности для управления
ИТ-средой и ее дальнейшего масштабирования. На тот момент в вузе использовалось
свыше 30 серверов. Большинство из них были недостаточно надежными и
производительными, морально устаревшими. Поэтому необходимо было заменить как
аппаратную составляющую ЦОД, так и платформу управления.

В вузе рассматривали две платформы виртуализации: Microsoft Hyper-V и
VMware.
Преимуществами Hyper-V стали простота внедрения и эксплуатации (для
развертывания и поддержки VMware требовалось дополнительное обучение), как
следствие — более высокая скорость внедрения. Все критические приложения в
университете работали под операционными системами и сервисами Microsoft,
поэтому Hyper-V, оптимизированный для поддержки «родной» среды, был более
предпочтителен и надежен в том, что касается и развертывания виртуальных машин,
и миграции из физической среды в виртуальную, и поддержки стабильного
полноценного функционирования. Кроме того, Microsoft предлагал развитую систему
мониторинга инфраструктуры — пакет System Center. И если платформа VMware
управляла только виртуальной средой, то Microsoft System Center интегрировал в
единой консоли управление физическими и виртуальными серверами и клиентской
частью. Немаловажным стал и тот факт, что Microsoft предлагает вузам лицензии
по специальной программе Software Assurance Academic, позволяющей
оптимизировать затраты и распределить их на несколько лет. 

По этим причинам основной
платформой виртуализации в вузе была выбрана Hyper-V. Тем не менее, в
университете используется и система на основе VMware ESXi, лицензированная для
академического использования. Обе эти платформы внедрялись одновременно, что
позволило ИТ-специалистам сравнить на практике возможности этих
продуктов.

Решение

Вначале в вузе был выполнен пилотный проект, который продолжался порядка
четырех месяцев. В тестовой среде была развернута платформа виртуализации от
Microsoft. В качестве эталонной модели была взята типовая архитектура Windows
Server Reference Architecture (WSSRA), фрагменты которой были адаптированы под
потребности вуза. После изучения, настройки и отработки основных возможностей,
было принято решение о внедрении виртуализации в ИТ-среде университета.

Масштабный проект внедрения технологий виртуализации начался с закупки и
установки более мощного и современного серверного оборудования IBM и HP. На его
основе были сформированы два ЦОД, каждый из которых был ориентирован на решение
своих задач. Первый ЦОД рассчитан на поддержку делопроизводства и научной
деятельности. Он развернут на 18 лезвиях IBM BladeCenter и 10 серверах HP
Proliant, из которых около 20 физических серверов виртуализированы на базе
Hyper-V, в том числе восемь серверов IBM организованы в формате
отказоустойчивого кластера, что позволяет задействовать технологии CSV и Live
Migration. Во втором ЦОД есть два отдельных физических сервера, также под
управлением  Hyper-V, на которых запущены критические для организации
сервисы Active Directory с шестью контроллерами доменов.

Под виртуализацию приложений было отдано изначально 4 физических сервера,
сейчас их уже 12. Приложения переносились в виртуальную среду последовательно,
одно за другим — Lotus, Парус, библиотечная система, инфраструктура некоторых
научных проектов (интернет-сайты, серверы приложений), вузовский портал на
платформе Sharepoint, некоторые продукты семейства Forefront. Завершается
миграция почтовой системы Exchange. Миграция происходила настолько плавно, что
пользователи не ощущали никакого дискомфорта и лишь отмечали возросшую
производительность и большую стабильность работы приложений.

При внедрении виртуализации использовались средства P2V, а также продукты
System Center — Operations Manager, Configuration Manager, Virtual Machine
Manager, Data Protection Manager, что существенно сократило затраты на
миграцию. Позже, с выходом версии Hyper-V 2008 R2 SP1, появилась возможность
использовать динамическое распределение памяти, то есть еще больше повысить
эффективность оборудования.

Интеграция средствами Virtual Machine Manager (VMM) позволяет контролировать
происходящее на обеих платформах, Hyper-V и VMware. VMM использует
API-интерфейс консоли управления Virtual Infrastructure Manager от VMware и
благодаря этому получает доступ к информации о серверах VMware. Таким образом,
администратор получает единую картину обо всей виртуальной среде. Технология
Performance and Resource Optimization (PRO), входящая в VMM, активирует
механизмы наблюдения за виртуальными машинами, и в случае чрезмерной нагрузки
на физический сервер часть виртуальных машин автоматически переносятся на
другие серверы. Таким образом, повышается отказоустойчивость и
производительность ЦОД.

В дополнение к VMM, предназначенным для организации виртуальной инфраструктуры,
Configuration Manager (SCСМ) ориентирован на управление физическими ИТ-активами
— более 50 серверами и более 2500 ПК.  SCСМ отвечает за функционирование
аппаратной части, ПО, установку обновлений и т.п. Среди прочих задач, SCСМ
помог подготовить сеть к внедрению технологии защиты доступа Network Access
Protection.
Operations Manager (SCOM) позволяет контролировать основные характеристики
физических серверов, работающих под управлением как Windows, так и Linux. В
случае возникновения инцидентов с оборудованием или прикладными системами, SCOM
генерирует уведомления ИТ-администраторам. Через веб-консоль контроль может
осуществляться удаленно. Резервирование серверов, физических и виртуальных,
выполняется средствами Data Protection Manager (DPM).

Преимущества

«Виртуализация позволила
повысить общую надежность систем и сервисов, сэкономить за счет консолидации на
серверном оборудовании высокой производительности (в том числе с учетом
расходов на электроэнергию и кондиционирование), а также, благодаря сокращению
трудозатрат на администрирование и развитие. Поскольку мы используем
одновременно две платформы виртуализации, Hyper-V и VMware, мы имеем
возможность сравнивать их удобство, функциональность и эффективность. В нашем
случае Hyper-V выигрывает по целому ряду факторов, таких как централизация,
функциональность, совокупная стоимость владения. А продукты семейства System
Center делают построенную гетерогенную систему гибкой и управляемой, а также
позволяют осуществлять проактивный анализ возможности отказа с автоматической
реакцией на инцидент», — утверждает
директор Регионального центра новых информационных технологий ВлГУ Сергей
Рощин.

Высочайшая надежность решения обеспечивается за счет использования
отказоустойчивых конфигураций оборудования на физическом уровне и на уровне ОС.
Время отказа практически сведено к нулю. ИТ-инфраструктура ЦОД адаптируется под
растущие потребности вуза. При этом все данные надежно защищены от потери
благодаря динамическому архивированию. Фактически в ЦОД воплощена идея
предоставления ресурсов по требованию — ресурсы, такие как оперативная память
или процессор, наращиваются быстро и без проблем, а неиспользуемые виртуальные
машины могут быть убраны в архив.

Для сервисов инфраструктуры существенно снижена стоимость как оборудования, так
и владения – большинство сервисов консолидированы на небольшом количестве
современных физических машин с большим запасом по масштабированию и
надежности.

В университете создана и постоянно обновляется библиотека образов, позволяющая
даже технически не подготовленным пользователям быстро создавать виртуальные
машины с заданными характеристиками. Так, виртуальные машины для
административных подразделений и научных групп контролируются самими
сотрудниками и аспирантами кафедр через портал самообслуживания. Виртуальные
машины, используемые для обучения студентов, создаются преподавателями курсов
перед занятиями или студентами непосредственно на занятиях. Таким образом,
достигается возможность крайне гибкого и быстрого доступа студентов к
различному ПО для изучения, сдачи контрольных работ. Использование не
физической, а виртуальной среды защищает компьютеры в учебных классах от
случайного повреждения операционной системы. Кроме того, на одних и тех же ПК
без двойной загрузки и перенастройки можно использовать платформы Windows и
Linux, такое всесторонне обучение способствует подготовке высококлассных
специалистов.

Вместо 5-6 администраторов, теперь с управлением ИТ-инфраструктурой справляются
два человека. Многие задачи больше не требуют выезда в удаленные корпуса, а
решаются удаленно. Находясь дома или в командировке, через Интернет
администраторы могут войти на любой сервер, независимо от того включен он или
выключен, проверить его работу, удаленно установить ПО. Поскольку университет
расположен в нескольких корпусах и имеет два филиала в других городах, это
значительно сокращает сроки устранения неполадок. Раньше в ЦОД стояли 12
серверов, каждый из которых потреблял по 300-400 Вт. Сейчас ресурсы
консолидированы на четырех машинах, каждая из них потребляет в моменты пиковых
нагрузок по 200-300 Вт. Таким образом, с учетом технологий динамического
управления энергопотреблением серверов, сокращение затрат за счет
энергосбережения составляет минимум 4-5 раз.

По приблизительным оценкам, стоимость владения ЦОД снизилась более чем в 10 раз
за счет сокращения количества компонентов, которые могут отказать, а также за
счет  внедрения технологий отказоустойчивого кластера и миграции онлайн. С
момента внедрения виртуализации в конце 2009 года внеплановых простоев сервисов
не случалось.

Программное беспечение

• Windows Server 2008 R2 Enterprise Core, сервисы Windows Cluster Services,
  технологии Hyper-V R2, Cluster Shared Vo-lume (CSV), Live
  MigrationДополнительные сведения