Documento técnico de Oracle Junio de 2012

Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC: una solución optimizada de Oracle

Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC: una solución optimizada de Oracle

Introducción ....................................................................................... 1 Descripción general de la solución .................................................... 2

Componentes de la solución ......................................................... 3 Descripción general de conceptos y componentes de Oracle VM Server for SPARC ............................................................ 3

Acerca de Oracle VM Server for SPARC ....................................... 4 Combinación de Oracle Solaris Zones con Oracle VM Server for SPARC ......................................................................... 5 Clonación de dominios y zonas ..................................................... 6 Conceptos clave de despliegue ..................................................... 6

Planificación de pools de servidores virtuales .................................... 8 Planificación de alta disponibilidad (HA) ........................................ 8 Recomendaciones para el despliegue de pools de servidores de alta disponibilidad .................................................... 9 Capacidad, rendimiento y escalabilidad de pools .......................... 9 Recomendaciones para la planificación de capacidad, rendimiento y escalabilidad de pools de servidores ..................... 11

Configuración de red y mejores prácticas ........................................ 12 Configuración del almacenamiento y mejores prácticas .................. 13

Funciones de protección de datos de Sun ZFS Storage Appliance para Oracle VM Server for SPARC ............................. 14

Ejemplo de escenario de despliegue ............................................... 15 Configuraciones de VM recomendadas ....................................... 17 Configuración de almacenamiento recomendada ........................ 18 Descripción del software .............................................................. 19

Conclusión ...................................................................................... 19 Referencias ................................................................................. 20

Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC: una solución optimizada de Oracle

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Introducción

Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC afronta uno de los desafíos clave en el despliegue de una infraestructura de virtualización. Las organizaciones de TI a menudo emplean varias semanas para planificar, crear la arquitectura, solucionar los problemas y desplegar una solución de varios proveedores. Los equipos de despliegue deben montar e integrar toda una gama de componentes de hardware y software de distintos proveedores (por ejemplo, servidores, almacenamiento, redes, software de virtualización y sistemas operativos). El proceso no sólo requiere mucho tiempo, sino que también suele presentar errores, lo que dificulta la oportuna y provechosa rentabilidad de la inversión.

Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC presenta un enfoque mucho más sencillo que acelera el despliegue y reduce los riesgos. Es una solución de un solo proveedor para toda la pila de hardware y software, desde aplicaciones hasta discos, que se puede desplegar en horas, no semanas. Esta solución optimizada ha sido sometida a pruebas intensivas en Oracle, las cuales han tenido como resultado una configuración validada, preoptimizada y probada previamente que puede reducir significativamente el tiempo de pruebas y el tedioso esfuerzo de determinar una configuración estable.

En este documento se proporcionan consejos y mejores prácticas para optimizar las infraestructuras de virtualización a la hora de desplegar Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC. Trata del despliegue de los componentes de software, hardware, almacenamiento y red, y su finalidad es servir como guía práctica para ayudar a las organizaciones de TI a ponerse en marcha rápidamente y maximizar al mismo tiempo los beneficios de las tecnologías de virtualización de SPARC de Oracle, como Oracle VM Server for SPARC y Oracle Solaris Zones.

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Descripción general de la solución

Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC se ocupa de cada nivel de la pila de virtualización con componentes de hardware y software Oracle (Figura 1). La solución utiliza una amplia selección de componentes de hardware y software Oracle que incluye los siguientes:

• Oracle VM Server for SPARC, que permite el uso de dominios (anteriormente denominados dominios lógicos o LDoms) que se comportan como servidores SPARC virtuales totalmente aislados

• Oracle Solaris Zones, que ofrece entornos de máquina virtual (VM) específicos dentro de Oracle Solaris

• Servidores SPARC T4-2 de Oracle como plataforma de despliegue

• Conmutadores de red 10 GbE de Oracle como red troncal virtual

• Sun ZFS Storage Appliances de Oracle como medio de almacenamiento compartido para los entornos virtuales

• Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c como marco de gestión e interfaz para crear los entornos virtuales y hacer su seguimiento

Oracle ha realizado pruebas de validación de esta configuración y preparado esta documentación y otras para ilustrar las mejores prácticas y los procesos operativos recomendados. Como los clientes tienen garantizada una configuración bien probada, toda la infraestructura virtualizada se puede establecer en horas, sin tener que preocuparse de las versiones de firmware y software, ni de parches de compatibilidad entre los distintos componentes.

Figura 1. Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC proporciona una pila completa de hardware y software que puede acelerar el despliegue y reducir el riesgo de errores.

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Componentes de la solución

La Tabla 1 incluye una lista de los componentes admitidos en esta solución optimizada, junto con los detalles de configuración relevantes.

TABLA 1. COMPONENTES DE ORACLE OPTIMIZED SOLUTION FOR ENTERPRISE CLOUD INFRASTRUCTURE EN SPARC

NIVEL DE LA PILA PRODUCTO ORACLE RECOMENDADO DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN

SISTEMA OPERATIVO Oracle Solaris Oracle Solaris 10, Oracle Solaris 11

VIRTUALIZACIÓN Oracle VM Server for SPARC Oracle VM Server for SPARC 2.1 se ejecuta en cada

servidor SPARC T4-2

GESTIÓN Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c se ejecuta

en un servidor SPARC T4-1

HARDWARE DE

SERVIDOR

Servidor SPARC T4-2 Hasta 10 servidores SPARC T4-2 por rack

RED Sun Network 10 GbE Switch 72p Dos conmutadores 10 GbE de 72 puertos en la parte

superior del rack como backplane de tejido de

interconexión

ALMACENAMIENTO Sun ZFS Storage Appliances

Sun ZFS Storage 7320 Appliance

Sun ZFS Storage 7420 Appliance

Disponible con distintas configuraciones para satisfacer

una gran variedad de necesidades de capacidad, precio

y rendimiento; los dispositivos utilizan NFS sobre

interfaces 10 GbE de alta velocidad en las zonas y

dominios de Oracle para acceder al almacenamiento

compartido

Descripción general de conceptos y componentes de Oracle VM Server for SPARC

Para comprender plenamente la lógica de las mejores prácticas descritas y sus implicaciones, es importante revisar algunos conceptos y componentes clave de Oracle VM Server for SPARC. Esta solución optimizada incluye Oracle VM Server for SPARC que se ejecuta en servidores SPARC T4 -2, con la gestión a cargo de Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c, también en un servidor SPARC T4-2.

Como muestra la Figura 2, Oracle VM Server for SPARC se instala directamente en el hardware de servidor SPARC T4 y permite que cada dominio ejecute el sistema operativo Oracle Solaris 10 u Oracle Solaris 11.

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Figura 2. Oracle VM Server for SPARC.

El entorno de gestión de los servidores virtualizados se basa en Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c, el producto abanderado de Oracle para la gestión de sistemas. La plataforma de gestión utiliza Oracle Database como repositorio de gestión, que puede estar instalado en el servidor de gestión o en un servidor independiente. Ofrece una consola única e integrada para probar, desplegar, establecer parches, operar, supervisar, diagnosticar y solucionar problemas en los complejos entornos de TI actuales, y proporciona una solución sencilla y escalable para ejecutar la pila Oracle, desde aplicaciones hasta el disco, en un entorno de nube. Oracle Enterprise Manager Ops Center permite que los administradores gestionen todo en el centro de datos, incluidos el hipervisor y los dominios lógicos, los sistemas operativos Oracle Solaris, Oracle Solaris Zones, el firmware, los niveles de aplicación y base de datos y la infraestructura de almacenamiento.

Acerca de Oracle VM Server for SPARC

Oracle VM Server for SPARC ofrece una infraestructura de virtualización empresarial preconfigurada, certificada y totalmente compatible con Oracle, que evita la complejidad del soporte cuando hay que tratar con varios proveedores. Permite crear dominios lógicos, cada uno de los cuales es una máquina virtual completa que ejecuta una instancia independiente del sistema operativo y contiene CPU, memoria, almacenamiento, red, consola y dispositivos criptográficos asignados o virtualizados. La tecnología de virtualización de Oracle VM Server for SPARC permite que los administradores asignen recursos del sistema en agrupaciones lógicas y que creen varios dominios diferenciados totalmente independientes, cada uno con su propia identidad, dentro de un único servidor físico. Cada dominio se puede iniciar, parar o reiniciar independientemente.

Las características y ventajas fundamentales de Oracle VM Server for SPARC son las siguientes:

• Software de virtualización de hipervisor integrado incluido en Oracle Solaris 11

• Descarga gratuita y fácil instalación en hosts Oracle Solaris 10 SPARC

• Licencia gratuita

• Aislamiento y separación de imagen de sistema operativo de máquina virtual completa

• Soporte de calidad empresarial

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• Pruebas de despliegue en el mundo real

• Ideal para la consolidación de servidores SPARC antiguos con tecnologías y herramientas de migración P2V (de físico a virtual) que permiten la conversión de un sistema físico existente en un sistema virtual que se ejecute en un domino virtual; en los servidores antiguos que ejecuten Oracle Solaris 8 u Oracle Solaris 9, las herramientas P2V instalarán la imagen del sistema en una zona Oracle Solaris 8 u Oracle Solaris 9, respectivamente

• Interoperabilidad en la pila, incluso con el software opcional Oracle Solaris Cluster

Combinación de Oracle Solaris Zones con Oracle VM Server for SPARC

Oracle Solaris Zones proporciona una abstracción de sistema operativo virtual para habilitar servidores virtuales totalmente aislados dentro de una única instancia de sistema operativo. Las aplicaciones que se ejecutan en distintas zonas se protegen entre sí para proporcionar aislamiento frente a los fallos de software. Se pueden ejecutar versiones antiguas de Oracle Solaris 8 y 9 en las denominadas zonas de marca en versiones de Oracle Solaris 10, o bien ejecutar versiones antiguas de Solaris 10 en zonas compatibles de Oracle Solaris 11. Esto resulta especialmente útil al migrar aplicaciones desde un servidor antiguo al hardware más reciente. Oracle Solaris 10 y Oracle Solaris 11 se pueden ejecutar “nativamente” dentro de dominios de Oracle VM Server for SPARC sin necesidad de zonas de compatibilidad. Se recomienda actualizar las máquinas antiguas a las versiones más recientes de Oracle Solaris 10 antes de virtualizarlas para aprovechar plenamente las funciones que proporcionan las tecnologías de Oracle VM Server for SPARC, por ejemplo, la migración en directo. En la Figura 3 se muestran las opciones de virtualización de los servidores SPARC T4 con sistema operativo Oracle Solaris.

Figura 3. Oracle VM Server for SPARC y Oracle Solaris Zones.

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Clonación de dominios y zonas

Oracle VM Server for SPARC ofrece la capacidad de proporcionar rápidamente y desplegar con facilidad un dominio lógico preconstruido, preconfigurado, preoptimizado y con parches previos como máquina virtual de invitado. La VM de invitado puede contener cualquier aplicación, incluso una solución completa de software Oracle, junto con el sistema operativo y la infraestructura de software relacionada. La VM de invitado se puede guardar como una “imagen de oro” y hacerla accesible con la función de clonación disponible en Sun ZFS Storage Appliance, lo que ahorra tiempo y esfuerzo a los administradores a la hora de intentar duplicar un entorno existente, como en las fases intermedias entre el desarrollo, la comprobación y la producción. Los dominios o VM de invitado clonados se despliegan con las mismas versiones de software de sistema operativo, niveles de parches y aplicaciones instaladas.

Una vez desplegados estos dominios clonados, las aplicaciones instaladas se pueden personalizar totalmente tras la instalación, por ejemplo, al configurar la identidad e información de red. Tales dominios clonados pueden servir como estándar de despliegue empresarial del administrador para minimizar los riesgos y variaciones en el despliegue de varias instancias.

Oracle Solaris Zones también se puede clonar fácil y eficazmente desde Oracle Enterprise Manager Ops Center.

Conceptos clave de despliegue

Desde la perspectiva del despliegue, se pueden agrupar varios dominios de Oracle VM Server for SPARC u Oracle Solaris Zones en pools de servidores de dominios virtuales o pools de servidores de zonas, tal como muestra la Figura 4. Cada VM de un pool determinado tiene acceso a la misma red y almacenamiento compartidos, que se puede tratar de almacenamiento NFS, iSCSI, o SAN (Fibre Channel). Esto promociona la disponibilidad ya que permite que las VM asociadas a un pool determinado inicien y ejecuten cualquier servidor físico dentro del pool. La elección del servidor que se va a utilizar dentro del pool se decide mediante uno de los múltiples planes de despliegue que establece el usuario. Habitualmente, se trata del servidor que tiene más recursos disponibles o de un servidor que coincide estrechamente con los requisitos de recursos de la VM. Dado el acceso uniforme al almacenamiento compartido montado desde Sun ZFS Storage Appliance, también se podrá migrar en directo con seguridad o iniciar o reiniciar automáticamente las VM en cualquier servidor de su respectivo pool. Las zonas se migran en frío. En esta solución optimizada, Sun ZFS Storage Appliance ofrece una interfaz simple de 10 Gb de alta velocidad para que los servidores SPARC T4-2 compartan el almacenamiento a través de NFS o iSCSI y para habilitar las migraciones de dominios a alta velocidad.

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Figura 4: Despliegue de VM con Oracle VM Server for SPARC.

Las VM se asocian a un servidor determinado del pool. El consumo de recursos de la VM, incluida la memoria y las CPU, se define al crear la VM.

La política de ubicación de pools determina el host de servidor preferido para las nuevas VM del pool virtual y cómo se realiza el equilibro de cargas del pool virtual. La política de ubicación se define al crear un pool virtual y se puede editar después en cualquier momento. Se recomiendan las mejores prácticas siguientes para la política de ubicación:

• Situar la VM en el servidor que tenga la carga relativa inferior, según el uso menor de memoria y CPU. El cálculo se basa en una combinación de la carga media durante una hora, un día y tres semanas.

• Situar la VM en el servidor que tenga la menor asignación de recursos de memoria y CPU de todos los invitados del host. La asignación de recursos es la suma del número de CPU virtuales y memoria virtual especificadas para cada invitado.

• Situar la VM en el servidor que consuma menos energía.

Como consecuencia de esta arquitectura, las VM se pueden iniciar, apagar, migrar o reiniciar sin que las bloquee el fallo de cualquier servidor concreto o el de varios servidores. Se puede iniciar una nueva VM siempre que existan recursos adecuados en el pool que admitan los requisitos para que todas las VM se ejecuten a la vez.

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Planificación de pools de servidores virtuales

Al planificar la infraestructura virtual, hay un gran número de consideraciones que plantearse y se debe tener en cuenta que el mismo tamaño no es adecuado para todas. En esta sección se presentan algunas consideraciones y directrices de ayuda para desarrollar un plan adecuado para los requisitos exclusivos de una organización.

Podría resultar de ayuda pensar en el pool de servidores como en un gran servidor con una cantidad agregada de CPU, memoria, almacenamiento y ancho de banda de red. Así, la planificación del despliegue de VM en un pool se parece mucho a la planificación de una consolidación de servidores. Supone decidir qué capacidad agregada es necesaria para admitir las cargas de trabajo normales y los picos, así como los tipos de cargas de trabajo que son adecuados para compartir recursos en el pool o servidor. Se deben considerar los perfiles de las cargas de trabajo además de su grado de predictibilidad.

Existen también algunas similitudes importantes entre la planificación de pools de servidores y la planificación de servidores físicos en lo que se refiere al tamaño de los servidores físicos respecto del tamaño general del pool. Por ejemplo, en algunos casos es mejor tener relativamente menos VM en un pool, pero más grandes. En otros casos, puede resultar una solución mejor tener un número mayor de VM relativamente pequeñas. Ambos despliegues podrían proporcionar las mismas CPU, memoria, almacenamiento y ancho de banda agregadas, pero las implicaciones del despliegue en un pool podrían ser distintas.

Con la versión actual de Oracle VM Server for SPARC, cada pool de servidores debe tener sus propios recursos de almacenamiento compartidos a los que puedan acceder las VM dentro del mismo pool. Un pool de servidores independiente debe tener su propio almacenamiento compartido independiente.

Planificación de alta disponibilidad (HA)

Oracle VM Server for SPARC presenta las funciones siguientes para proporcionar un tiempo de actividad máximo a las VM que se ejecutan en los pools de servidores:

• HA de VM de invitado: reinicio automático tras el fallo del servidor o VM. Precisa el software opcional Oracle Solaris Cluster.

• Migración en directo segura: traslado de dominios fuera de los servidores que van a ser sometidos a tareas de mantenimiento planificado. Las zonas se migran en frío.

• Equilibrio automático de cargas de pool: la política de equilibrio automático de cargas se puede utilizar para programar el equilibrio de cargas dentro de un pool virtual. Se puede programar que el equilibrio automático se ejecute semanalmente, diariamente o a una hora determinada de un día de la semana, basándose en un programa predefinido o de forma manual. El equilibrio automático modifica la asignación de recursos definida por la política de ubicación. La carga se equilibra mediante la migración de un invitado a un host virtual distinto del mismo pool virtual. La política de equilibrio automático de cargas se establece para cada pool virtual.

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Recomendaciones para el despliegue de pools de servidores de alta disponibilidad

Para lograr una alta disponibilidad, se recomiendan los pasos siguientes:

• Implementar el software opcional Oracle Solaris Cluster, que proporciona protección frente a los fallos, gestión de dependencias de recursos y equilibrio de cargas de cluster para los dominios, a nivel de la aplicación o del invitado virtual. Cuando se configura el dominio como nodo de cluster estándar, Oracle Solaris Cluster proporciona conmutación por error y gestión de las aplicaciones que se ejecutan en el invitado virtual. Cuando el dominio se configura como recurso de conmutación por error, la conmutación se produce automáticamente si aparece algún fallo. También se puede cambiar de servidor a petición mediante migración en directo. Oracle Solaris Cluster también proporciona una protección de servicio total para las zonas a través de la supervisión específica de las aplicaciones, el reinicio basado en política y la conmutación por error dentro de los clusters virtuales de zona. También mejora la disponibilidad de los despliegues de zona a través del equilibrio de cargas y la prioridad.

• Planificar el uso de la función de migración en directo para migrar los dominios como soporte a eventos planificados, como las tareas de mantenimiento de servidores, para evitar cualquier intervención del servicio.

• Planificar un exceso de capacidad conjunta suficiente en el pool para dar soporte a todas las VM que se ejecuten con los niveles de servicio adecuados aunque uno o varios servidores del pool no estén funcionando.

Capacidad, rendimiento y escalabilidad de pools

Planificar la capacidad de un pool de servidores es similar a planificar la capacidad de un servidor físico. Sin embargo, a la hora de planificar la capacidad de un pool de servidores, también es importante tener en cuenta estas otras consideraciones:

• Planificación de capacidad adicional para dar soporte a la HA de invitado/reinicio automático. Es conveniente que exista capacidad suficiente para dar soporte al alojamiento de VM adicionales en apenas unas máquinas para el caso de que falle un servidor (o varios) y que sus VM terminen reiniciándose en los servidores correctos restantes, aunque sólo sea temporalmente.

• Planificación de capacidad adicional para dar soporte a la migración de VM durante eventos planificados. Al llevar a cabo tareas de mantenimiento en un servidor (o varios) del pool, la función de migración en directo permite que los administradores migren dominios a otro servidor del pool sin interrumpir el servicio. Para aprovechar esta capacidad, conviene que el exceso de capacidad conjunta del pool sea suficiente, de modo que un servidor se pueda dejar fuera de línea (tras la migración de sus dominios) sin producir un impacto inadecuado en los niveles de servicio.

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Determinación del número de servidores o VM convenientes para un pool

El número de servidores o VM ideal para un pool depende de muchos factores que pueden variar enormemente entre centros de datos y despliegues. No hay una respuesta adecuada a esta cuestión, aunque existen varios factores que conviene tener en cuenta a la hora de tomar tales decisiones. A continuación se describen algunas consideraciones.

Topologías de almacenamiento, rendimiento e implementación

Los pools de servidores virtuales Oracle precisan que todos los servidores de un pool tengan acceso compartido al mismo almacenamiento, de modo que las VM se puedan mover fácilmente de un sitio a otro. Esto significa que los pools de servidores deben utilizar un almacenamiento compartido de tipo NFS, iSCSI o SAN (FC). En Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC, para proporcionar este almacenamiento compartido se puede utilizar Sun ZFS Storage Appliances. Tanto la estructura física de los dispositivos de almacenamiento como la escalabilidad de los sistemas de archivos utilizados determinarán cuántos servidores conviene incluir en un pool de almacenamiento compartido concreto sin afectar negativamente al rendimiento de E/S.

A la hora de evaluar el número de servidores que puede compartir una topología de almacenamiento concreta, se deben tener en cuenta las cuestiones siguientes:

• ¿Cuántas E/S generará cada servidor? ¿Se pueden acomodar las necesidades de rendimiento y latencia a través de los puertos NIC o HBA designados?

• ¿Cuántas E/S puede admitir el dispositivo o dispositivos de almacenamiento?

• ¿Cuáles son las necesidades de rutas de acceso múltiples de HA?

• ¿Hay algún requisito de aplicación de almacenamiento de acceso directo?

La respuesta a estas preguntas de almacenamiento dependerá ciertamente del entorno de E/S. ¿La aplicación tiene un uso intensivo de E/S? ¿Cuál es el tamaño medio de una solicitud de E/S?

Perfil de cargas de trabajo

¿Las cargas de trabajo son planas y estables o variables e irregulares? Se puede lograr una consolidación más estricta de las VM con una utilización relativamente inferior que ejecute cargas de trabajo planas y estables con muy pocos picos. Tales cargas de trabajo son muy predecibles, de modo que requieren poco exceso de capacidad o capacidad de aumento para acomodar los picos inesperados. A menudo así se consigue la consolidación de un número mayor de VM por servidor.

El siguiente mejor escenario es cuando se consolidan varias VM que podrían tener picos que fueran muy predecibles tanto en magnitud como en el momento en que se producen. Por ejemplo, algunas VM podrían contener aplicaciones con picos de actividad al final de la semana o del mes. Si tales VM se pueden consolidar con otras VM con picos de actividad justo en el momento opuesto (cargas de trabajo con picos a principio de la semana o mes) en potencia se podrían empaquetar bastante ajustadamente para maximizar el número de VM por servidor y por pool.

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El peor escenario se produce cuando las VM son muy variables tanto en sus cargas como en el momento de la actividad. En esta situación, es probable que sea necesaria una capacidad de aumento relativamente grande en los servidores. Así, se podrán acomodar menos VM por servidor y por pool.

Estrategia de soporte de nivel de servicio

En ocasiones, los objetivos de nivel de servicio establecen que hay suficiente capacidad de aumento planificada para dar soporte a los niveles de servicio normales aunque todas las VM tengan picos a la vez. Es la opción más conservadora, y también la más cara puesto que requiere hardware adicional que puede estar inactivo la mayoría del tiempo.

Otra alternativa es planificar teniendo en cuenta la carga media y aceptar cualquier acierto de rendimiento según la contención de recursos en el caso de que se produzcan muchos picos. Esto reduce ciertamente el gasto en hardware, aunque los niveles de servicio proporcionados podrían no ser aceptables si las cargas de trabajo son demasiado impredecibles o críticas para la misión. Como consecuencia, muchos centros de datos planifican su capacidad para que dé soporte a determinado porcentaje de la carga de picos agregada. Por ejemplo, una planificación de entre el 40 y el 60 por ciento de la media superior de picos. Normalmente es un buen punto intermedio entre la satisfacción de niveles de servicio y el uso razonable del hardware. Sin embargo, depende claramente de la importancia de los niveles de servicio para las cargas de trabajo específicas.

Pools de servidores dinámicos

Dado que los dominios se pueden mover por el pool, en función de los eventos de HA o la migración en directo, la planificación de la capacidad debe residir ciertamente a nivel del pool y no del servidor concreto. Por tanto, la mejor opción podría ser plantearse mantener dominios muy volátiles en su propio pool o restringirlos a un subconjunto del pool en el que se pueda mantener un exceso de capacidad importante para ocuparse de los picos impredecibles.

Por el contrario, las VM muy predecibles se deberían restringir a un pool independiente en el que se puedan planificar con gran firmeza los recursos para un uso elevado sin necesidad de mucho exceso de capacidad.

Recomendaciones para la planificación de capacidad, rendimiento y escalabilidad de pools de servidores

Se recomienda seguir las directrices que se indican a continuación a la hora de diseñar y calcular el tamaño del pool de servidores:

• Planificar un exceso de capacidad de recursos a nivel del pool para dar soporte a las funciones avanzadas, como la migración en directo de dominios y la HA de VM de invitado.

• Al determinar el número de servidores de un pool de servidores, se debe tener en cuenta las topologías de almacenamiento y sus características, al igual que los requisitos de red, las características de las cargas de trabajo y las necesidades de HA.

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• Planificar un exceso de capacidad ajustado a los requisitos empresariales para satisfacer las cargas en picos frente a sólo una parte proporcional de éstas.

• La capacidad de memoria es el recurso más crítico. Las siguientes prioridades son la capacidad de E/O y la capacidad de CPU, en segundo y tercer lugar respectivamente. CPU y E/S se deben equilibrar puesto que la actividad de E/O a menudo realiza un uso intenso de CPU.

• La cantidad de memoria necesaria para todas las VM que se ejecuten no debe superar nunca la cantidad físicamente disponible en los servidores del pool.

• En el caso de servidores Oracle VM Server for SPARC, no se admite una asignación de CPU sobrepasada (por ejemplo, más CPU virtuales configuradas que las presentes físicamente). Sin embargo, en el caso de Oracle Solaris Zones, es posible un uso compartido y una utilización de máximos muy específicos de los recursos de CPU. Esto anima ciertamente a situar las cargas de trabajo mayores, que precisan de más recursos o son más impredecibles en los dominios de Oracle VM Server for SPARC y dejar las cargas de trabajo más pequeñas y predecibles en zonas.

• Se pueden establecer prioridades en las políticas de CPU para garantizar que los dominios importantes obtienen un acceso preferente a los recursos. También se pueden habilitar o deshabilitar manualmente o en función de la hora del día para las distintas políticas de turnos prioritarios y horas libres. Por ejemplo, un dominio podría tener las mayores necesidades de recursos y prioridad durante las horas del día, mientras que otro que ejecute tareas de copia de seguridad podría funcionar por la noche utilizando más recursos.

• Utilizar nodos de servidores idénticamente configurados por el pool para dar soporte al rendimiento consistente y a los conjuntos de funciones con independencia de los fallos en servidores concretos. Este enfoque garantiza que el rendimiento y las funciones estarán disponibles de una manera uniformemente idéntica, con independencia del momento en que se produzcan la migración en directo, el inicio o el reinicio.

Configuración de red y mejores prácticas

El dominio de control (Dom0) de Oracle VM Server for SPARC tiene acceso directo a los dispositivos físicos. Exporta instancias virtuales de los dispositivos de los sistemas a los dominios de invitado (DomU). Un controlador de dispositivo virtual (también conocido como controlador front-end) aparece en el sistema operativo de invitado como dispositivo local real. Los dispositivos de red de invitado parecerán una NIC regular con una dirección MAC, una dirección IP, etc. Oracle Solaris incluye controladores de E/S paravirtualizados para mejorar el rendimiento de red y unas E/S de disco mayores que utilizan estos dispositivos virtualizados.

La configuración de red debería proporcionar conmutación por errores y redundancia a nivel empresarial. En Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC, cada servidor SPARC T4-2 se equipa con un par redundante de NIC 10 GbE. Cada uno se conecta a través de conmutadores de red redundantes al cluster de Sun ZFS Storage Appliances. Esta solución aprovecha el ancho de banda de 10 GbE y garantiza al mismo tiempo que no haya ningún punto de fallo.

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Las rutas de acceso múltiples de red IP (IPMP) de Oracle Solaris proporcionan mayor fiabilidad, disponibilidad y rendimiento de red para los sistemas con varias interfaces físicas. IPMP proporciona detección de fallos de interfaz física y conmutación por error de acceso a red transparente para un sistema con varias interfaces dentro del mismo enlace de red IP.

Con IPMP, los administradores pueden configurar una o varias interfaces físicas en un grupo de rutas de acceso múltiples IP o grupo IPMP. Después de configurar IPMP, el sistema supervisa automáticamente los fallos de las interfaces del grupo IPMP. Si una interfaz del grupo falla o si se retira por labores de mantenimiento, IPMP migra automáticamente las direcciones IP de la interfaz fallida, o ejecuta la conmutación por error. El destinatario de esas direcciones es una interfaz en funcionamiento del grupo IPMP de la interfaz fallida. La función de conmutación por error de IPMP preserva la conectividad y evita la interrupción de cualquier conexión existente. Además, IPMP mejora el rendimiento de red general mediante la distribución automática del tráfico de red por el conjunto de interfaces del grupo IPMP. De este modo se mejora el rendimiento de la red y, por consiguiente, la eficacia del servidor.

Oracle Enterprise Manager Ops Center Administration Guide (Guía de Administración de Oracle Enterprise Manager Ops Center) y Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure on SPARC Implementation Guide (Guía de Implementación de Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC) proporcionan más detalles sobre la configuración de una red IPMP.

Configuración del almacenamiento y mejores prácticas

Sun ZFS Storage Appliances admiten varios protocolos como NFS, Common Internet File System (CIFS), Internet Small Computer System Interface (iSCSI), InfiniBand (IB) y Fibre Channel (FC). NFS ofrece la mayor simplicidad para conectar el almacenamiento en los entornos de virtualización de Oracle VM Server for SPARC por Ethernet. NFS en Sun ZFS Storage Appliance escala a muchos threads de E/S concurrentes gracias al innovador diseño de arquitectura de la aplicación. Este alto rendimiento de E/S permite que más pilas de VM ejecuten E/S sin detrimento de los niveles de servicio.

Los arquitectos también pueden optar por el protocolo iSCSI o FC para el almacenamiento y acceder tanto a las VM como a los datos de usuario en Sun ZFS Storage Appliance. Aunque se necesita infraestructura SAN adicional para utilizar una interfaz FC, NFS e iSCSI se pueden ejecutar en la infraestructura de LAN existente a través de enlaces de 1 GbE o 10 GbE.

Sun ZFS Storage Appliance ofrece muchas opciones de diseño de RAID para solucionar cuestiones de capacidad, protección y rendimiento. Se recomienda un diseño de RAID de protección duplicada o triplicada para los datos de usuario y el repositorio de almacenamiento de VM. No obstante, en función del requisito de capacidad y el acuerdo de nivel de servicio, también se puede desplegar RAID-Z2 (RAID de doble paridad) para los repositorios de almacenamiento.

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La capacidad de almacenamiento de alto rendimiento de esta configuración es el resultado de utilizar unidades de estado sólido (SSD) en algunos modelos de Sun ZFS Storage Appliance. Las SSD habilitan capacidades de escritura rápida para ubicar los datos velozmente en el pool de almacenamiento. Optimizan las ratios de E/S puesto que proporcionan un búffer rápido para las lecturas y escrituras. Los modelos Sun ZFS Storage 7420 y Sun ZFS Storage 7320 pueden incluir SSD optimizadas para escritura y lectura, lo que proporciona un tiempo de respuesta y un rendimiento excelentes en los entornos virtualizados existentes. Esto aumenta especialmente el rendimiento de caché de las VM gracias a la baja latencia y el alto rendimiento que permite la tecnología de memoria flash o SSD. Estas plataformas también tienen capacidades de agrupación en clusters para proporcionar alta disponibilidad para el almacenamiento.

Para solucionar las cuestiones de rendimiento de escritura síncrona de las VM, es muy recomendable contar con uno o varios dispositivos flash optimizados para escritura por pool de almacenamiento. Para emplear completamente el modelo Hybrid Storage Pool con un tiempo de respuesta de lectura más breve, se recomienda además utilizar un mínimo de dos dispositivos flash optimizados para lectura por pool de almacenamiento.

Se recomienda disponer de un proyecto por pool de servidores virtuales con repositorio de almacenamiento dedicado. El repositorio de almacenamiento de VM compartido (/exportación) podría ser un sistema de archivos o de una o varias unidades lógicas desde los servidores del pool de servidores virtuales.

Para almacenar datos de usuario estructurados, como bases de datos, cuyo acceso se realice desde las VM, es recomendable que el tamaño del registro compartido coincida con el tamaño del bloque de aplicaciones para obtener un rendimiento óptimo (por ejemplo 8 kB para las bases de datos OLTP). Los datos sin estructurar y los archivos binarios se pueden guardar en los recursos compartidos con 128 kB.

Funciones de protección de datos de Sun ZFS Storage Appliance para Oracle VM Server for SPARC

Sun ZFS Storage Appliance incluye un conjunto de funciones integrales de protección de datos que proporcionan instantáneas, clonación, reversión y replicación remota al instante, con lo que las tareas de mantenimiento y protección de datos son más sencillas y las restauraciones más rápidas. Se recomiendan estas funciones para proporcionar protección de datos avanzada de las maneras siguientes:

• Instantáneas: son copias en un punto en el tiempo de los datos; son un medio sencillo recomendable para hacer copias de seguridad de las imágenes de VM en el almacenamiento compartido. Se puede tomar un número ilimitado de instantáneas del origen. El mecanismo de instantánea utiliza un método de copia en la escritura y no ocupa espacio adicional hasta que se escriben datos nuevos. Al escribir estos, la copia antigua se conserva en la instantánea para mantener esa copia en el punto en el tiempo. Se puede establecer la visibilidad de cada instantánea y el acceso a la misma es de sólo lectura.

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• Clonación: un clon es una copia de lectura-escritura de una instantánea. Se pueden crear clones a partir de una instantánea, en múltiples ocasiones, lo que permite el acceso a las imágenes de inicio de dominio o los datos de usuario en un recurso compartido ZFS y su modificación a través de varios entornos de usuario diferentes. Las instantáneas y los clones no precisan una asignación adicional de espacio en el momento de su creación, aunque al cambiar los datos empiezan a consumir espacio.

• Reversión: es un mecanismo más rápido para las restauraciones; los recursos compartidos se pueden revertir a partir de instantáneas, de modo que se devuelven todos los datos del recurso compartido al momento en el que se tomó la instantánea. La clonación y la reversión de imágenes del sistema operativo del entorno de VM son un uso excelente de esta función.

• Replicación remota para la recuperación ante fallos o el desarrollo y prueba: en los entornos que incluyen datos críticos para la misión, es muy recomendable la réplica remota para la recuperación ante fallos; esta operación es muy sencilla con la función de replicación remota de Sun ZFS Storage. Los datos se replican de forma asíncrona desde un Sun ZFS Storage Appliance (el origen) a uno o varios sitios remotos (el destino) para la recuperación ante fallos. Esta función permite realizar fácilmente operaciones de conmutación por error, reversión de roles y conmutación por recuperación y, además del propósito de copia de seguridad, permite utilizar los sitios de destino con fines de prueba y desarrollo.

Sun ZFS Storage Appliance también incluye funciones adicionales para ahorrar espacio en disco, como la compresión y la anulación de duplicación sin coste adicional.

Ejemplo de escenario de despliegue

En esta sección se proporciona un ejemplo de escenario de despliegue de Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC. Se trata de un modelo de despliegue empresarial típico con servidores SPARC de la serie T de gama alta de Oracle y almacenamiento compartido NFS basado en Sun ZFS Storage Appliance.

La configuración de ejemplo que se ilustra en la Figura 5 ofrece gran rendimiento, disponibilidad, fiabilidad y capacidad de gestión. Aunque los requisitos se pueden satisfacer de muchas formas, esta configuración de ejemplo implementa un enfoque óptimo. En las secciones siguientes se detallan los componentes de servidor, la asignación de máquinas virtuales, la configuración del almacenamiento y la asignación del proyecto con el almacenamiento y configuración de red del cluster de Sun ZFS Storage 7420.

Por ejemplo, se pueden utilizar hasta 10 servidores SPARC T4-2 montados en rack para ejecutar la infraestructura Oracle VM Server for SPARC en una configuración grande de alta disponibilidad. Un servidor SPARC T4-2 se puede configurar para ejecutar el software Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c. En la configuración probada, cada servidor SPARC T4-2 se dotó de dos CPU SPARC T4, cada una de las cuales disponía de ocho núcleos por CPU y ocho threads de hardware (vCPU) por núcleo. Los servidores contaban con 256 GB de memoria y 6 discos SAS-2 internos de 600 GB. En la subsección siguiente se incluyen las configuraciones de VM recomendadas para distintos tipos de cargas de trabajo de VM.

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Cada servidor SPARC T4-2 debe disponer de al menos una tarjeta 10 GbE NIC de las cuatro que se admiten. Las VM utilizan las interfaces 10 GbE para acceder a servicios NFS y/o iSCSI en las aplicaciones de Sun ZFS Storage 7420 o 7320. Las interfaces 10 GbE proporcionan mucho ancho de banda y agregación de cable para los datos de las máquinas virtuales.

Cada servidor está conectado a un Sun ZFS Storage Appliance en cluster al que se accede mediante NFS o una unidad lógica FC/iSCSI. Este enfoque permite el uso de funciones adicionales, como la migración en directo, la alta disponibilidad y la programación de recursos distribuidos, para las VM del pool de servidores. Se recomienda configurar de manera similar los conjuntos de servidores que se identifican como parte de un pool de servidores únicos para poder cumplir los acuerdos de nivel de servicio durante las conmutaciones por error o las migraciones.

Figura 5. Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC.

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Configuraciones de VM recomendadas

La configuración más grande que se ha probado para Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC dispone de 10 servidores SPARC T4-2 por rack, que dan soporte a más de 300 dominios de usuario pequeños para ejecutar aplicaciones, un número mucho mayor de zonas o cualquier combinación razonable de zonas y dominios. En esta sección se describen las configuraciones recomendadas para las VM desplegadas dentro de la infraestructura de nube y se explican las configuraciones de VM dentro del despliegue de ejemplo.

Para cada máquina virtual, el número de CPU virtuales y la memoria dependerá del tipo de aplicaciones que se desplieguen. Mientras que el dominio más pequeño compatible utiliza una vCPU y 2 GB de RAM, la granularidad que proporcionan las zonas es mucho mayor, lo que permite admitir muchas más zonas en un host equivalente. Para decidir si alojar una VM en una zona o en un dominio, los usuarios tendrán que considerar cuidadosamente los requisitos de la VM, lo cual hace que las guías de tamaños recomendados sean bastante subjetivas.

En esta arquitectura de ejemplo, la configuración de domino recomendada es la siguiente:

• Dominio pequeño: medio núcleo (4 vCPU) y 8 GB de RAM por dominio, hasta 30 dominios por servidor SPARC T4-2, con el dominio de control requerido

• Dominio mediano: un núcleo y 16 GB de RAM por dominio

• Dominio grande: dos núcleos y 32 GB de RAM por dominio

• Dominio extragrande: tres núcleos y 48 GB de RAM por dominio

• Dominio de control: un núcleo (8 vCPU) y 8 GB de RAM

En este ejemplo de escenario de despliegue, se configura un mínimo de 32 GB y dos núcleos de CPU para cada uno de los dominios de aplicación y middleware. Para el dominio que aloja la base de datos, se asignan 64 GB de memoria y cuatro núcleos de CPU. Tenga en cuenta que el número de CPU virtuales y la cantidad de memoria asignada a cada dominio se pueden ajustar en un sistema activo para conseguir la mejor combinación de rendimiento y uso.

Aunque es posible configurar bastantes más dominios por servidor de lo que aquí se muestra, el tipo de carga de trabajo y los requisitos de recursos de las aplicaciones que ejecute cada dominio determinarán finalmente el número de dominios que puede admitir cada servidor SPARC T4-2. Si las CPU se utilizan totalmente al ejecutar varios dominios en el mismo host, hay que agregar servidores adicionales al pool de servidores y migrar en directo algunos de los dominios para equilibrar el pool.

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Configuración de almacenamiento recomendada

Para conseguir un rendimiento óptimo y de alta disponibilidad, se utiliza un sistema en cluster Sun ZFS Storage 7420 como plataforma de almacenamiento. En la Tabla 2 se muestra la configuración recomendada de cuatro pools de almacenamiento diferentes y el propósito de cada pool. A continuación se proporcionan más detalles sobre los pools recomendados.

TABLA 2. CONFIGURACIÓN DE ALMACENAMIENTO PARA ALTO RENDIMIENTO CON ORACLE VM

NOMBRE DE

POOL

CONFIGURACIÓN

DE RAID

CABECERA DE

CLUSTER DE SUN

ZFS STORAGE 7420

SISTEMA/VM PROPÓSITO

pool-0 RAID-Z2 CABECERA-1 Dom0 Para almacenar el repositorio de

almacenamiento de Oracle VM. A este

pool se accede desde el dominio 0 y

contiene las imágenes del sistema

operativo a partir de las cuales se inician

las máquinas virtuales. pool-1 Duplicado CABECERA-1 Máquinas virtuales

que ejecutan la

base de datos

Para almacenar archivos de base de

datos y binarios de base de datos.

Uno o varios proyectos creados para

servir a cada instancia de base de datos. pool-2 Duplicado o

RAID-Z2 CABECERA-2 Máquinas virtuales

que ejecutan Oracle

Fusion Middleware

Para almacenar los componentes

de middleware, incluidos archivos

de configuración y binarios. pool-3 Duplicado o

RAID-Z2 CABECERA-2 Máquinas virtuales

que ejecutan

aplicaciones Oracle

Para almacenar los componentes de

nivel de aplicación, incluidos archivos

de configuración y binarios.

Cada cabecera de almacenamiento se establece como activa para dos pools. Así se habilitan tanto las cargas compartidas como la alta disponibilidad para todos los pools de almacenamiento. En el caso de que se produzca un fallo en CABECERA-1, CABECERA-2 asumirá la propiedad de pool-0 y pool-1 además de seguir prestando servicio a los clientes.

• Pool-0: se crea un proyecto de Oracle VM en pool-0 para almacenar los repositorios de almacenamiento de Oracle VM. Su acceso es a través del dom0 del servidor Oracle VM Server for SPARC.

• Pool-1: se crea un proyecto para compartir ORACLE_HOME por las distintas instancias de base de datos. Además, se crea un proyecto por base de datos. En comparación con el resto de pools, se debe asignar un número mayor de discos a este pool. El motivo es que la asignación de más discos es beneficiosa para las lecturas aleatorias (lecturas secuenciales de base de datos) en los escenarios en los que hay una falta de lectura de la caché.

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• Pool-2: se crean uno o varios proyectos para almacenar los diversos componentes de middleware. Los proyectos se podrían dedicar a elementos como servidor web, binarios SOA, Tlogs, binarios de administración, etc.

• Pool-3: se crean uno o varios proyectos para almacenar las distintas configuraciones y binarios de aplicación de Oracle E-Business Suite, aplicaciones Oracle Siebel, aplicaciones Oracle PeopleSoft, etc.

Los recursos compartidos (sistemas de archivos) que se crean en estos proyectos se montan desde las distintas máquinas virtuales. Por motivos de seguridad, se puede restringir el acceso a determinados proyectos y sistemas de archivos a clientes específicos (máquinas virtuales).

En esta arquitectura de ejemplo, todos los dominios están activos y las distintas aplicaciones acceden al cluster de Sun ZFS Storage 7420 a través de una ruta de acceso a datos redundante. La arquitectura de alta disponibilidad proporciona una infraestructura de alto rendimiento para las necesidades de virtualización de empresa muy exigentes.

Descripción del software

En la Tabla 3 se detalla el software instalado en esta configuración de ejemplo:

TABLA 3. COMPONENTES DE SOFTWARE

COMPONENTE DE SISTEMA COMPONENTE DE SOFTWARE

PLATAFORMA DE VIRTUALIZACIÓN • Oracle VM Server for SPARC 2.1 o posterior

• Se puede descargar desde http://edelivery.oracle.com

GESTIÓN DE DESPLIEGUE • Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c

• Incluye Oracle Database

SISTEMAS OPERATIVOS • Oracle Solaris 10, Oracle Solaris 11

• Se puede descargar desde http://www.oracle.com/us/products/servers-

storage/solaris/overview/index.html

• También está disponible mediante conexión a los repositorios de empaquetado

de Oracle desde Oracle Enterprise Manager Ops Center 12c

NODO DE ALMACENAMIENTO Sun ZFS Storage 7420 Appliance versión "2010.08-17.1.1,1-1,16"

Conclusión

Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC ofrece el medio para consolidar los sistemas SPARC antiguos y simplificar enormemente el despliegue y la gestión de una infraestructura virtualizada, a la vez que reduce los riesgos. Si las organizaciones de TI siguen las directrices descritas en este documento, podrán aprovechar completamente los componentes de hardware y software de esta solución optimizada y, por consiguiente, obtener un mayor beneficio empresarial de su infraestructura virtualizada.

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Referencias

Para obtener más información, visite los recursos web que se relacionan en la Tabla 4 y consulte los documentos técnicos de la Tabla 5.

TABLA 4. RECURSOS WEB CON INFORMACIÓN DETALLADA

DESCRIPCIÓN DEL RECURSO WEB URL DEL RECURSO WEB

Oracle Solaris http://oracle.com/solaris

Oracle Virtualization for SPARC http://www.oracle.com/us/technologies/virtualization/oraclevm/oracle-vm-

server-for-sparc-068923.html

Servidores SPARC T4 http://www.oracle.com/us/products/servers-storage/servers/sparc-enterprise/t-

series/overview/index.html

Sun ZFS Storage Appliances http://www.oracle.com/us/products/servers-storage/storage/unified-storage/

Sun Server Networking http://www.oracle.com/us/products/servers-storage/networking/

Oracle Enterprise Manager http://www.oracle.com/us/products/enterprise-manager/

Oracle Enterprise Manager Ops Center http://www.oracle.com/us/products/enterprise-manager/opscenter/

Oracle Premier Support for Systems http://www.oracle.com/us/support/systems/premier/

TABLA 5. DOCUMENTOS TÉCNICOS RELACIONADOS

TÍTULO DEL DOCUMENTO TÉCNICO URL DE WEB

Arquitectura de los servidores SPARC T4-1,

SPARC T4-2, SPARC T4-4 y SPARC T4-1B de

Oracle

http://www.oracle.com/technetwork/server-storage/sun-sparc-

enterprise/documentation/o11-090-sparc-t4-arch-496245.pdf

Iniciación a la tecnología de Oracle VM Server for SPARC

http://www.oracle.com/technetwork/articles/systems-hardware-architecture/oracle-vm-server-sparc-primer-163874.pdf

Aumento de la disponibilidad de aplicaciones

con la función de migración en directo de Oracle

VM Server for SPARC: ejemplo de una base de

datos Oracle

http://www.oracle.com/technetwork/server-storage/vm/ovm-sparc-livemigration-

1522412.pdf

Oracle VM Server for SPARC: una

infraestructura de TI eficaz y flexible

http://www.oracle.com/us/oraclevm-sparc-wp-073442.pdf

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Enterprise Cloud Infrastructure en SPARC: una solución optimizada de Oracle Junio de 2012, versión 1.0 Autor: Roger Bitar

Oracle Corporation Sede internacional 500 Oracle Parkway Redwood Shores, CA 94065 Estados Unidos

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