2.1.4. Virtual Machine Monitor (VMM)

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
GESTÃO DA CONFIGURAÇÃO EM AMBIENTES
VIRTUALIZADOS: UM ESTUDO APLICADO EM
ORGANIZAÇÕES GOVERNAMENTAIS.
FERNANDO PARENTE ANDRADE
ORIENTADORA: ELIANE CARNEIRO SOARES
MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO EM GESTÃO DE
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
PUBLICAÇÃO: 12 /2012
BRASÍLIA / DF: DEZEMBRO/2012
ii
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
GESTÃO DA CONFIGURAÇÃO EM AMBIENTES
VIRTUALIZADOS: UM ESTUDO APLICADO EM
ORGANIZAÇÕES GOVERNAMENTAIS.
FERNANDO PARENTE ANDRADE
MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO EM GESTÃO DE
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO SUBMETIDA AO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DA FACULDADE
DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA, COMO
PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO
GRAU DE ESPECIALISTA.
APROVADA POR:
ELIANE CARNEIRO SOARES, Mestre, SEDF
(ORIENTADOR)
LAERTE PEOTTA DE MELO, Doutor, UnB
(EXAMINADOR INTERNO)
EDNA DIAS CANEDO, Doutora, UNB
(EXAMINADOR EXTERNO)
DATA: BRASÍLIA/DF, 06 DE DEZEMBRO DE 2012.
iii
FICHA CATALOGRÁFICA
ANDRADE, Fernando Parente. Gestão da Configuração em Ambientes Virtualizados: Um Estudo
Aplicado em Organizações Governamentais. [Distrito Federal] 2012.
XVII, 59 p., 297 mm (ENE/FT/UnB, Especialista, Engenharia Elétrica, 2012).
Monografia de Especialização – Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia. Departamento de
Engenharia Elétrica.
1. Virtualização 2. Governança
3. Gestão 4. Entidades Governamentais
I. ENE/FT/UnB. II. MFE.037 /2012
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Andrade, Fernando Parente. (2012). Gestão da Configuração em Ambientes Virtualizados: Um
Estudo Aplicado em Organizações Governamentais. Monografia de Especialização, Publicação
UnBLabRedes.MFE.037 /2012, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de Brasília,
Brasília , DF, 59 p.
CESSÃO DE DIREITOS
NOME DO AUTOR: Fernando Parente Andrade
TÍTULO DA MONOGRAFIA: Gestão da Configuração em Ambientes Virtualizados: Um Estudo
Aplicado em Organizações Governamentais.
GRAU/ANO: Especialista/2012.
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta Monografia de
Especialização e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e
científicos. Do mesmo modo, a Universidade de Brasília tem permissão para divulgar este
documento em biblioteca virtual, em formato que permita o acesso via redes de comunicação e a
reprodução de cópias, desde que protegida a integridade do conteúdo dessas cópias e proibido o
acesso a partes isoladas desse conteúdo. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma
parte deste documento pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor.
Fernando Parente Andrade
Av. Central AE 19 lote A
CEP 71710585 – Brasília – DF - Brasil
v
Dedico esse trabalho as pessoas que sempre estiveram junto a mim.
Em especial a minha esposa Patrícia, que me deu forças para continuar quando não mais as
havia, que está presente, que nunca duvidou do que existe entre nós, que me norteia, que
me auxilia e que me dá o prazer de tê-la em minha vida.
A minha filha Júlia, pois se não fosse ela, não estaria buscando novas formas de
aperfeiçoamento acadêmico para poder-lhe sempre dar-lhe o que mereces.
A minha mãe, meu refugio nos momentos difíceis, minha consciência quando me sinto
perdido, minha amiga quando necessito, meu puxão de orelha para lembrar-me de onde
vim.
Dedico esse trabalho a vocês, pois sem vocês eu não seria quem hoje eu sou.
vii
AGRADECIMENTOS
A minha orientadora Prof.ª Eliane Carneiro Soares, pelo apoio, paciência, incentivo,
dedicação e conhecimento, que contribuiu muito para que esse trabalho fosse finalizado.
Aos alunos companheiros do curso de Gestão em Segurança da Informação da UNB
Departamento de Engenharia Elétrica, por vencermos juntos este processo.
A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA, por acreditar que a
pesquisa leva o país a evoluir, e que seus funcionários são os maiores talentos para isso,
por seu apoio total, pelo custeio do curso.
A todos, os meus sinceros agradecimentos.
ix
RESUMO
O trabalho apresentado nesse estudo de caso visa discutir como gerenciar e melhorar
a gestão da configuração em ambientes virtualizados, embasados na pesquisa de
autores relativos aos temas virtualização, governança de TI e ferramentas de análise
na organização. De modo a apresentar melhores práticas para gestão de configuração
de ambientes virtualizados, com ênfase em entidades governamentais.
A evolução tecnológica apresentada nos últimos anos, aliada ao aumento do poder
computacional e novos temas de Ti, aliado ao fato de empresas governamentais serem
de grande infraestrutura de TI vem por necessidade se implementar a virtualização.
A gestão da configuração em ambientes virtualizados é um processo de administração
e gerência de TI crítico e deve ser tratado com maior atenção.
Implementar segurança e virtualização em conjunto com uma boa gerência de
recursos é a chave para o sucesso do tema.
O estudo aqui aplicado demonstra de forma teórica e pratica os pontos chaves, os
benefícios, as preocupações das empresas e gestores, os pontos negativos e de atenção
que devem ser levados em conta durante o processo de virtualização de servidores e
desktops. Visualizaremos todos os quesitos técnicos do tema virtualização, seus modos
de uso e aplicações, estudaremos a governança corporativa e a governança de TI,
aplicaremos os estudos em um ambiente totalmente configurado a partir do início e
aplicaremos todos os pilares de segurança e conformidade nesse ambiente, levando
assim a conclusão inevitável, a virtualização veio para ficar e seu futuro só promete
maior crescimento e integração com outros dispositivos.
Palavras chave: Governança, virtualização, VMWare, Desktops.
xi
xii
ABSTRACT
The work presented in this case study is to discuss how to manage and improve
configuration management in virtualized environments, based on the research of
authors on topics of virtualization, IT governance and analysis tools in the
organization. In order to present best practices for configuration management of
virtualized environments, with emphasis on governmental entities.
Technological developments made in recent years, coupled with increased computing
power and new topics You, coupled with the fact companies are large government IT
infrastructure comes from necessity to implement virtualization.
The configuration management in virtualized environments is a process of
administration and management of critical IT and should be treated more carefully.
Implement security and virtualization together with good management of resources is
the key to the success of the theme.
The study applied here demonstrates the theoretical and practical key points,
benefits, and concerns of business managers, and the negative points of attention that
should be taken into account during the process of virtualizing servers and desktops.
We view all the technical issues of the theme virtualization, its applications and usage
modes we study corporate governance and IT governance, we will apply their studies
in a fully configured environment from the beginning and apply all pillars of security
and compliance in this environment, leading so the inevitable conclusion,
virtualization is here to stay and their future only promises greater growth and
integration with other devices.
Keywords: Governance, virtualization, VMWare, desktops.
xiii
ÍNDICE
1.
INTRODUÇÃO................................................................................ 1
1.1.
OBJETIVOS .................................................................................................................... 2
1.1.1. Objetivo Geral ........................................................................................................ 2
1.1.2. Objetivos Específicos ............................................................................................. 3
1.2. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................. 3
1.3. METODOLOGIA ............................................................................................................ 4
1.4.
2.
ORGANIZACAO DO TRABALHO ..................................................................................... 5
REFERENCIAL TEÓRICO. .......................................................... 7
2.1. VIRTUALIZAÇÃO .......................................................................................................... 7
2.1.1. A virtualização para a arquitetura x86 ............................................................... 9
2.1.2. Conceitos de virtualização .................................................................................. 10
2.1.3. Máquinas virtuais ................................................................................................ 13
2.1.4. Virtual Machine Monitor (VMM) ...................................................................... 14
2.1.4.1. Propriedades do VMM ................................................................................. 15
2.1.4.2. Classificação das VMs .................................................................................. 17
2.1.4.3. Máquina virtual de aplicação ...................................................................... 18
2.1.4.4. VMs de linguagem de alto-nível .................................................................. 19
2.1.4.5. Máquina virtual de sistema ......................................................................... 20
2.1.5. Benefícios da Virtualização ................................................................................. 23
xv
2.2. GOVERNANÇA ............................................................................................................ 25
2.3. CONTROL OBJECTIVES FOR INFORMATION AND RELATED TECHNOLOGY.............. 26
2.3.1. Critérios de Informação do CobiT ..................................................................... 28
2.3.2. Modelo de Maturidade ........................................................................................ 32
2.3.3. A Estrutura do modelo CobiT ............................................................................ 34
2.4. PROCESSO DO COBIT DS9 - GERENCIAR A CONFIGURAÇÃO ............................ 35
2.4.1. Objetivos de Controle Detalhados ...................................................................... 36
2.5. O AMBIENTE VMWARE ............................................................................................ 37
2.5.1. VSphere ................................................................................................................ 38
2.5.2. VMWare View ..................................................................................................... 40
3.
GESTÃO DA CONFIGURAÇÃO EM AMBIENTES
VIRTUALIZADOS: UM ESTUDO APLICADO EM ORGANIZAÇÕES
GOVERNAMENTAIS. .............................................................................. 42
4.
RESULTADOS ESPERADOS ...................................................... 51
5.
CONCLUSÃO ................................................................................ 56
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 58
xvi
xvii
1. INTRODUÇÃO
Com o aumento da capacidade computacional, dos recursos das estações de
trabalho, da capacidade de servidores e o mais recente tema a TI verde. A virtualização de
servidores e estações vem para maximizar o uso de recursos, reduzir gastos, e aumentar a
agilidade do manejo de recursos e configurações.
O tema proposto por este trabalho abordará uma estrutura de virtualização
utilizando uma nuvem privada com o uso de softwares da empresa VMWare e a utilização
do Control Objectives for Information and related Technology (COBIT) mais precisamente
do processo DS9 Gestão da Configuração.
O ambiente do projeto estudado aborda uma empresa governamental, nesse estudo,
o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Entidades
governamentais como MAPA são peças importantes na configuração do país como
gerenciador, normatizador e fiscal. O computador é uma das maiores ferramentas do
mundo moderno, porém em larga escala como nas redes governamentais, o gerenciamento
de segurança e recursos por muitas vezes se dá de forma incompleta, devido a diferentes
modelos e ou fornecedores de equipamentos, de características de rede, de versões de
sistemas operacionais, dentre outros. Alguns problemas relacionados à segurança da
informação são encontrados atualmente em diversas organizações governamentais, tais
como os citados.
A virtualização de servidores com foco em segurança, utilizando as melhores
práticas visa minimizar os impactos e a subutilização de recursos computacionais em
ambientes governamentais.
A grande questão circunda sobre do por que virtualização. De acordo com
(Tulloch) a virtualização vem porque os tempos mudaram. Com a economia global em
crise, a principal preocupação para muitas empresas é a sobrevivência, como manter as
luzes acesas. E virtualização com seus ganhos potenciais de eficiência e capacidade de
baixar custos, é vista por muitas empresas como uma estratégia-chave para permitir a sua
sobrevivência futura no mercado. A sobrevivência não é sua única preocupação, no
entanto. Com base em pesquisas realizadas pela Microsoft, algumas preocupações
específicas das empresas neste momento da história incluem:
1

Como controlar as despesas de capital (CAPEX) e fazer despesas
operacionais (OPEX) mais previsíveis;

Como agregar valor ao negócio, oferecendo serviços mais rápidos ainda
mais baratos;

Como tornar seu negócio mais "verde", evitando maiores custos de energia;

Como garantir a segurança, proteger a privacidade, e atender às normas de
conformidade e padrões.
Estas são algumas das principais preocupações que estão conduzindo as decisões de
gastos das empresas de hoje, e a virtualização pode resolver cada uma dessas
preocupações. Um estudo recente realizou uma pesquisa junto aos Chief Information
Officers (CIOs) e indicou que mais de um terço dos inquiridos identificaram servidor,
armazenamento e virtualização em nuvem como condutores de suas decisões de gastos
para 2009 e 2010, e quase um quarto dos entrevistados também identificaram a
virtualização de desktops como pontos semelhantes. O estudo indicou ainda que a
virtualização influencia suas decisões de gastar, mais do que questões como a otimização
de trabalho, de computação sem fio, computação verde, ou questões de segurança.
No ambiente governamental também existem as mesmas preocupações. Como
resultado dessas preocupações, as empresas mais do que nunca estão investigando como as
plataformas de virtualização, produtos e soluções podem ajudá-los a resolver as suas
preocupações. Em outras palavras, as empresas mais do que nunca estão se alinhando com
o conceito de TI Dinâmica, uma estratégia para a implementação de infraestruturas de TI
que podem automaticamente ajustar-se às mudanças nas condições dos cenários, alinhando
recursos de computação com os objetivos de negócios.
1.1.
OBJETIVOS
1.1.1. Objetivo Geral
Oferecer um ambiente mais seguro por meio da gestão da configuração em
ambientes virtualizados com foco em segurança e no uso de servidores virtuais em
entidades governamentais.
2
1.1.2. Objetivos Específicos

Implementar o uso de servidores virtuais para o estudo de caso com foco em
gestão de configuração em comparação com o modelo tradicional de
servidores através do uso de softwares especializados em virtualização.

Aplicar os pilares da segurança nos servidores e estações virtualizados.

Desenvolver a gestão da configuração em ambientes virtualizados orientada
pelo processo DS9 (Gerenciar a Configuração) do COBIT.

Analisar o uso dos servidores virtualizados nos quesitos de manutenção e
disponibilidade.

Demostrar a dinamicidade da virtualização ao usuário por meio dos
processos de gestão de configuração.
1.2.
JUSTIFICATIVA
Com o passar dos anos estamos vivendo uma atualização tecnológica jamais vista
em outros tempos. Nos últimos 50 anos o homem evoluiu como nunca antes na história da
humanidade. Se voltarmos a 15 ou 20 anos atrás, os computadores ainda estavam
engatinhando na sociedade ao qual vivemos. Porém nos últimos cinco anos essa ferramenta
poderosa para o trabalho evoluiu muito e se difundiu de maneira assustadora.
Basicamente tudo hoje em dia é controlado por algum tipo de computador, desde o
seu aparelho de celular, até as centrais de energia nuclear que gerem todo o processo de
energia elétrica oriundo desse material. Os computadores estão cada vez mais rápidos e
mais utilizados em nossa vida.
O aumento do poderio computacional e a diversidade de sistemas e aplicações
exigem que medidas sejam tomadas para diminuir o uso de recursos para aquisição e
manutenção de redes e sistemas de computadores.
O governo aqui citado e representado pelo MAPA também tem como missão
“Promover o desenvolvimento sustentável e a competitividade do agronegócio em
3
benefício da sociedade brasileira.” E para isso utiliza de uma extensa rede de computadores
e diversos sistemas, para atingir sua missão para o cliente dele, nesse caso o Brasil como
um todo.
A virtualização vem para minimizar impactos e maximizar os resultados obtidos
com sua aplicação. Hoje o governo tem que demonstrar e explicar o que está sendo gasto e
como está sendo gasto. Na maioria das entidades de governo, ministérios por exemplo,
existe algum tipo de virtualização de servidores ou desktops, seja de um ou de vários
fornecedores diferentes. A virtualização é um caminho sem volta a tendência é de um
crescimento cada vez maior em sua utilização.
Esse estudo de caso visa abordar como gerir ambientes virtualizados para que se
obtenha o melhor aproveitamento da infraestrutura existente.
1.3.
METODOLOGIA
A pesquisa abordará o uso de servidores virtuais e a gestão de configuração em uma
nuvem privada, podendo então ser caracterizada como pesquisa aplicada, aonde objetiva
gerar conhecimentos para aplicação prática dirigida à solução de problemas específicos.
Envolvendo verdades e interesses locais.
Como método escolhido foi o indutivo, método proposto pelos empiristas Bacon,
Hobbes, Locke e Hume. Que considera que o conhecimento é fundamentado na
experiência, não levando em conta princípios preestabelecidos. No raciocínio indutivo a
generalização deriva de observações de casos da realidade concreta. As constatações
particulares levam à elaboração de generalizações.
Para isso será configurado o ambiente para a execução do estudo de caso que
deverá estudar os servidores virtuais, a gestão de configuração, a segurança nos canais de
rede e a disponibilização de servidores virtuais aos usuários.
Essas configurações serão realizadas em paralelo a estrutura já existente para efeito
comparativo e de análise.
Serão analisados dados de ferramentas de gestão de configuração tais como
Windows Server Update Services (WSUS), Microsoft System Center Configuration
4
Manager (SCCM), VMWare View (VDI) com os obtidos na implantação das ferramentas
para o estudo de caso.
Os dados colhidos por essas ferramentas serão analisados de forma textual para um
bom entendimento de todo o processo e as melhorias por ele descritas.
1.4.
ORGANIZACAO DO TRABALHO
O presente trabalho foca em gestão da configuração em ambientes virtualizados em
entidades governamentais e foi divido em capítulos para melhor apresentação do conteúdo.
Neste primeiro capítulo foi feita uma introdução ao assunto a ser tratado,
apresentando o contexto ao qual se insere o estudo de caso, as motivações do trabalho
nesta área e os objetivos que este trabalho espera alcançar.
O capítulo 2 tem por objetivo apresentar a evolução da virtualização e como foram
inicialmente concebidas. Além disso, mostrar como a virtualização passou do contexto dos
mainframes e acabou seguindo para a arquitetura x86. Apresenta também as máquinas
virtuais, com suas classificações e tipos. Serão abordadas as técnicas de virtualização,
passando pelos desafios que a arquitetura x86 apresenta para a virtualização, a
virtualização clássica e demais técnicas. Neste capítulo serão apresentados também
exemplos de máquinas virtuais. Discute ainda, o conceito e a classificação da virtualização
de aplicação, apresentando também exemplos de soluções já existentes com suas
características. Apresenta ainda em forma de tópicos os benefícios das empresas ao
adotarem a virtualização. Introduz o conceito de governança e o que representa o
alinhamento da TI com o negócio. Demostra como o Control Objectives for Information
and related Technology (COBIT) é estruturado, mostrando seus domínios, processos, os
critérios de informação e o modelo de maturidade. Mostra em específico o processo DS9
do COBIT, a gestão da configuração, descrevendo o que deve e como deve ser
implementado e suportado na organização. Descreve os softwares utilizados neste trabalho
e demostra a empresa e sua relevância no mercado.
O capítulo 3 descreve o ambiente governamental escolhido, as opções por
virtualização e a preparação do ambiente de estudo realizando as instalações dos softwares
analisados.
5
O capítulo 4 descreve o que pretende ser alcançado e o que deve ser implementado
para que os resultados possam ser atingidos de forma a alinhar a virtualização e a
governança.
O capítulo 5 conclui o trabalho, fazendo um comparativo com a introdução,
demonstra a integração do processo escolhido com o tema proposto e mostra uma visão do
que se espera do futuro com virtualização.
6
2. REFERENCIAL TEÓRICO.
2.1.
VIRTUALIZAÇÃO
Desde a criação dos computadores eletrônicos por Von Neumann na década de 40,
até os dias atuais, os sistemas computacionais vêm sofrendo constante evolução. Até o
início da década de 80, os computadores eram grandes e caros. Segundo a lei de Grosch, o
poder computacional de uma CPU era proporcional ao quadrado de seu preço (EIN-DOR,
1985). Desta forma, as empresas tinham um elevado custo com enormes máquinas para
terem seus requisitos computacionais atendidos.
A partir da segunda metade da década de 80, o desenvolvimento de
microprocessadores e avanços nas tecnologias de redes de computadores mudou esta
situação e possibilitaram o surgimento de técnicas de compartilhamento de recursos das
máquinas.
A origem das máquinas virtuais remonta ao início dos anos 70. Nessa época, era
comum que cada computador (mainframe), mesmo de um único fabricante, tivesse seu
próprio sistema operacional, e isso se tornou uma das principais razões para o
aparecimento das máquinas virtuais: permitir que software legado executasse nos caros
mainframes. Na prática, o software não incluía apenas a aplicação, mas sim todo o
ambiente operacional sobre o qual ele executava. Essa abordagem foi usada com sucesso
pela IBM que, na linha de mainframes 370 e seus sucessores, oferecia uma máquina
virtual, portada para várias de suas plataformas, sobre a qual as aplicações executavam.
Dessa forma era possível executar, ou migrar, uma aplicação de uma plataforma para outra
desde que houvesse uma versão de máquina virtual para a plataforma alvo. Uma máquina
virtual nada mais é que uma camada de software que oferece um ambiente completo muito
similar a uma máquina física. Com isso, cada máquina virtual pode ter seu próprio sistema
operacional, bibliotecas e aplicativos.
Hoje, computadores baseados na arquitetura x86 estão frentes ao mesmo problema
do subaproveitamento de recursos que os mainframes encontraram naquela época. Várias
empresas como VMWare e Microsoft a partir da década de 90 visualizaram essa
oportunidade e entraram no mercado desta arquitetura.
7
O conceito de multiprogramação para spooling de aplicações pôde ser observado no
começo da década de 60 com o projeto ATLAS. Este projeto foi um esforço entre a
universidade de Manchester e a companhia Ferranti Ltda. De acordo com os projetistas, o
ATLAS era formado por um supervisor de rotinas, que era ativado por interrupções ou por
instruções nos programas em execução. Uma espécie de precursor da “máquina virtual”
como conhecemos hoje foi utilizado para o supervisor e outra usada para executar os
programas.
Na metade da década de 60, o conceito de máquina virtual foi utilizado pela IBM
como uma forma de dividir recursos dos mainframes através de máquinas virtuais
separadas de forma lógica. Essas partições permitiam aos mainframes trabalharem de
forma multitarefa, ou seja, executando múltiplas aplicações e processos ao mesmo tempo.
O projeto M44/44X teve sua arquitetura baseada em máquinas virtuais, a máquina
principal foi a IBM7044 (corresponde a M44 do nome do projeto) e as máquinas adjacente,
uma cópia da principal, operando no mesmo espaço de memória do M44, implementado
através de memória virtual e multiprogramação.
Nesta época a IBM proveu um IBM 704, uma série de atualizações de hardware e
acesso para alguns de seus engenheiros de sistema para o MIT (Massachusetts Institute of
Technology). Sobre as máquinas da IBM foi que o MIT desenvolveu o CTSS (Compatible
Time Sharing System), onde o programa supervisor agora tratava I/O dos consoles,
agendamento das tarefas, armazenamento temporário e recuperação de programas durante
o swap, monitoramento de discos e etc. O supervisor tinha controle total sobre todas as
interrupções das máquinas virtuais em execução. Durante essa época a IBM trabalhava na
montagem da família de computadores 360. O MIT no final de 1963 desenvolveria o
projeto MAC baseado nos avanços em time sharing do CTSS, que mais tarde originaria o
Multics. Multics (Multiplexed Information and Computing Service), que era um conceito
muito adiante do seu tempo, foi o primeiro sistema operacional de tempo compartilhado. A
última instalação operacional do Multics foi desligada apenas em 31 de outubro do ano de
2000. Neste projeto o MIT foi apoiado pela General Electrics usando o GE645 ao invés das
máquinas da IBM.
Sem levar em consideração essa “perda”, a IBM foi uma importante força no
campo de pesquisa de virtualização. Um grande número de sistemas virtualizados foram
inventados com base nas pesquisas executadas pela IBM. Tipicamente as máquinas virtuais
da IBM eram cópias idênticas do hardware base. Um componente chamado Virtual
8
Machine Monitor (VMM), executava diretamente sobre o hardware real. Múltiplas
máquinas virtuais podiam ser criadas através do VMM e cada uma dessas instâncias
executava seu próprio sistema operacional. A herança hoje deixada pelas máquinas virtuais
da IBM é muito respeitada e considerada plataformas robustas de computação (Singh,
2008).
2.1.1. A virtualização para a arquitetura x86
Durante a década de 80, a virtualização foi esquecida quando aplicações clienteservidor, os ainda inexpressivos servidores na arquitetura x86 e os computadores desktop,
estabeleceram um novo modelo de computação distribuída (VMWare Inc, 2008). As
empresas e organizações utilizaram o baixo custo dos sistemas distribuídos para montar
suas infraestruturas ao invés de compartilhar os recursos utilizando dos modelos de
mainframes. À medida que os computadores começaram a se tornar mais comuns, a
quantidade de sistemas operacionais convergiu para algumas poucas famílias (Unix,
Macintosh e Microsoft), cada uma com seu público-alvo e seu conjunto de aplicativos,
consolidaram praticamente para todo o futuro o uso da arquitetura x86 em pequenas,
médias empresas e nos lares em geral.
O crescente uso dessa arquitetura introduziu novos desafios operacionais para a
infraestrutura de TI, dentre eles:

Subutilização da Infraestrutura: Servidores x86 tipicamente atingiam
somente de 10 a 15% do total de sua capacidade, de acordo com o IDC
(Internantional
Data
Corporation).
Tipicamente
as
organizações
executavam apenas uma aplicação por servidor, para evitar o risco de uma
aplicação afetar a disponibilidade da outra.

Alto custo no crescimento da infraestrutura: O custo para se aumentar a
infraestrutura começava a aumentar rapidamente. O aumento implicava na
estrutura física, resultando em consumo de energia, sistemas de refrigeração
e etc. O custo era maior se levarmos em consideração que o nível de
complexidade dos sistemas tornava-se cada vez mais necessitado de pessoas
especializadas e experientes, elevando ainda mais o custo do gerenciamento
de TI.
Devido ao constante uso da arquitetura x86 como servidor, a virtualização foi
novamente colocada como estratégica, e necessária para resolver problemas desta nova
9
infraestrutura. A partir daí, rapidamente técnicas de virtualização foram aprimoradas e
desenvolvidas.
2.1.2. Conceitos de virtualização
Sistemas de computadores são projetados com basicamente três componentes assim
denominados: hardware, sistema operacional e aplicações, como mostra a Figura 1.
Figura 1 – Principais componentes de um sistema computacional
Fonte: Laureano (2006)
Estes sistemas são projetados em interfaces bem definidas que criam diferentes
níveis (SMITH & NAIR, 2005) permitindo que diferentes equipes desenvolvam ao mesmo
tempo software e hardware. O conjunto de instruções da arquitetura Instruction Set
Architecture (ISA) simplifica os detalhes de implementação de baixo nível e reduz a
complexidade do processo de criação. Programadores podem criar seus programas sem
conhecer a organização física e lógica do hardware. Por exemplo, Intel e AMD
programaram seus processadores sobre o conjunto de instruções Intel IA-32 (x86),
enquanto os desenvolvedores da Microsoft desenvolveram o sistema operacional sobre esta
especificação ISA, sendo, portanto compatível com ambos os processadores.
Um exemplo típico dessa estrutura em níveis, separados por interfaces bem
definidas, são os subsistemas de rede e de disco em um sistema operacional convencional.
No subsistema de arquivos, cada nível abstrai um problema, como por exemplo,
escalonamento de acesso ao disco e gerencia de buffers e cache, como mostra a Figura 2:
10
Figura 2 - Níveis de um subsistema de disco.
Fonte: Laureano (2006)
As interfaces existentes entre os diferentes componentes de um sistema
computacional são:

Conjunto de instruções (ISA – Instruction Set Architecture): é a interface
básica entre o hardware e o software, sendo constituída pelas instruções em
código de máquina aceitas pelo processador e todas as operações de acesso
aos recursos do hardware (acesso físico à memória, às portas de I/O, etc.).
Essa interface é subdividida em duas partes:
o Instruções de usuário (User ISA): compreende as instruções do
processador e demais itens de hardware acessíveis aos programas do
usuário, que executam com o processador operando em modo não
privilegiado;
o Instruções de sistema (System ISA): compreende as instruções do
processador e demais itens de hardware, unicamente acessíveis ao
núcleo do sistema operacional, que executa em modo privilegiado;

Chamadas de sistema (syscalls): é o conjunto de operações oferecidas pelo
núcleo do sistema operacional aos processos dos usuários. Essas chamadas
permitem um acesso controlado das aplicações aos dispositivos periféricos,
à memória e às instruções privilegiadas do processador.
11

Chamadas de bibliotecas (libcalls): bibliotecas oferecem um grande número
de funções para simplificar a construção de programas, além disso, muitas
chamadas de biblioteca encapsulam chamadas do sistema operacional, para
tornar seu uso mais simples. Cada biblioteca possui uma interface própria,
denominada Interface de Programação de Aplicações (API – Application
Programming Interface). Exemplos típicos de bibliotecas são a LibC do
UNIX (que oferece funções como fopen e printf), a GTK+ (Gimp ToolKit,
que permite a construção de interfaces gráficas) e a SDL (Simple
DirectMedia Layer, para a manipulação de áudio e vídeo).
A Figura 3 apresenta uma visão conceitual da arquitetura de um sistema
computacional:
Figura 3 - Componentes e interfaces de um sistema computacional
Fonte: Laureano (2006)
Infelizmente, estas interfaces bem definidas também têm suas limitações.
Subsistemas e componentes projetados para uma interface, não irão trabalhar com outra.
Aplicações são distribuídas e compiladas respeitando o conjunto de instruções do
processador em modo usuário (User ISA) e o conjunto de chamadas de sistemas oferecido
pelo sistema operacional (syscalls), tendo a visão conjunta dessas duas interfaces (User
ISA + syscalls) denominada de Interface Binária de Aplicação (ABI - Application Binary
Interface). Da mesma maneira, um sistema operacional só pode ser executado respeitando
a interface ISA (User/System) do hardware para o qual foi projetado. A figura 4 mostra as
interfaces ISA e ABI (SMITH & NAIR, 2005):
12
Figura 4 - Interfaces ISA e ABI
Fonte: Smith & Nair (2005)
A definição de interfaces, mesmo que útil, por facilitar o desenvolvimento, torna
pouco flexível as interações entre eles. Um sistema operacional só funciona sobre o
hardware (ISA) a qual foi projetado e uma biblioteca só trabalha sobre a ABI estabelecida.
Virtualização provê um caminho para resolução desses problemas. Virtualizar um
sistema ou componente do mesmo, como um processador, memória ou dispositivo de I/O,
pode mapear as interfaces e os recursos de um sistema para outro. Diferente da abstração, a
virtualização não ajuda necessariamente a simplificar ou esconder detalhes de
implementação. A abstração provê uma interface simplificada para atingir os recursos,
como um disco de armazenamento, por exemplo. A virtualização provê uma interface
diferente ou diferentes recursos no mesmo nível de abstração, proporcionando uma camada
de compatibilidade entre a aplicação (ou sistema operacional inteiro) e o hardware ou
subsistema hospedeiro.
2.1.3. Máquinas virtuais
O conceito de máquina virtual ou simplesmente VM (sigla em inglês para virtual
machine), foi concebido pela IBM na tentativa de compartilhar tempo e recursos dos caros
13
mainframes da época (Rose, 2004). Na década de 60 e 70, a máquina virtual era definida
como uma cópia perfeita e isolada de uma máquina. O termo virtual foi descrito na década
de 1960 como uma abstração de software para um sistema físico (máquina virtual)
(Laureano, 2006).
As interfaces padronizadas entre os componentes do sistema computacional
permitem o desenvolvimento facilitado, mas também apresentam problemas de
interoperabilidade, por exemplo, não é possível executar um programa compilado para um
processador ARM num processador Intel, as instruções entre os dois processadores são
diferentes, da mesma forma uma aplicação Windows não executará no Linux.
Para superar este problema é possível criar um ambiente virtual (camada de
virtualização) construída em software. Este software será responsável por oferecer os
serviços de uma determinada interface de uma forma com que seja compreendido pelo
componente subsequente.
Usando serviços oferecidos por uma determinada interface de sistema, a camada de
virtualização constrói outra interface de mesmo nível, de acordo com as necessidades dos
componentes de sistema que farão uso dela. A nova interface do sistema vista através dessa
camada de virtualização é denominada máquina virtual
Um ambiente virtualizado por uma máquina virtual pode ser dividido em três partes
básicas: o sistema real, nativo ou hospedeiro (host system) onde existem os recursos reais
de hardware e software do sistema; o sistema virtual, que é executado sobre o sistema
computacional virtualizado, sendo que vários sistemas virtualizados podem coexistir,
estando em execução simultânea no mesmo sistema real; e a camada de virtualização,
denominada hypervisor ou monitor de máquina virtual (VMM – Virtual machine monitor),
que é responsável por criar a compatibilidade entre as interfaces.
2.1.4. Virtual Machine Monitor (VMM)
O VMM é o componente de software que hospeda o sistema convidado. De fato, o
VMM é conhecido com o hospedeiro (host) e as máquinas virtualizadas como convidados
(guest). O VMM é uma camada de software que abstrai a camada física de recursos para
ser usada pelas máquinas virtualizadas (XenSource, 2007). O VMM provê um
“processador virtual” e outras versões virtualizadas dos dispositivos do sistema como
dispositivos de I/O, armazenamento, memória e etc. O VMM ainda proporciona um
14
isolamento entre a máquina virtual e seu hospedeiro, como mostra a Figura 5, para que
falhas não venham a afetar uma a outra.
Figura 5 - VMM ou hypervisor: camada de virtualização
Fonte: Adams & Agesen (2006)
2.1.4.1.
Propriedades do VMM
Para atender de forma eficiente o sistema hóspede, um hypervisor precisa atender a
alguns requisitos básicos, que são: prover um ambiente de execução idêntico a uma
máquina real no ponto de vista lógico, e ter controle completo sobre os recursos do sistema
real (host). Para isso necessita ter ao menos esses recursos:

Equivalência: prover um ambiente de execução idêntico ao da máquina real
original. Todo programa executando em uma máquina virtual deve se
comportar da mesma forma que o faria em uma máquina real;

Controle de recursos: possuir o controle completo dos recursos da máquina
real: nenhum programa executando na máquina virtual deve ter acesso a
recursos que não tenham sido explicitamente alocados a ele pelo hypervisor,
15
que deve intermediar todos os acessos. Além disso, a qualquer instante o
hypervisor pode resgatar recursos alocados.

Eficiência: grande parte das instruções do processador virtual (provido pelo
hypervisor) deve ser executada diretamente pelo processador da máquina
real. As instruções da máquina virtual que não puderem ser executadas pelo
processador real devem ser interpretadas pelo hypervisor e traduzidas em
ações equivalentes no processador real, caso contrário, devem ser
executadas diretamente no hardware.

Isolamento: garantir que um software em execução em uma máquina virtual
não possa ter influencia ou modificar outro software em execução no
hypervisor ou em outra máquina virtual. Garante que erros de software ou
aplicações maliciosas possam ser contidos.

Inspeção: o hypervisor tem acesso e controle sobre todas as informações do
estado interno da máquina virtual, como registradores do processador,
conteúdo de memória, eventos etc.

Gerenciabilidade: como cada máquina virtual é uma entidade independente
das demais, o hypervisor deve ter mecanismos para gerenciar o uso dos
recursos existentes entre os sistemas convidados.

Encapsulamento: como o hypervisor tem acesso e controle sobre o estado
interno de cada máquina virtual em execução, ele pode salvar checkpoints
de uma máquina virtual, periodicamente ou em situações especiais (por
exemplo, antes de uma atualização de sistema operacional). Esses
checkpoints são úteis para retornar a máquina virtual a estados anteriores
(rollback), para análises post-mortem em caso de falhas, ou para permitir a
migração
da
máquina
virtual
entre
hypervisors
executando
em
computadores distintos.

Recursividade: deve ser possível executar um hypervisor dentro de uma
máquina virtual, produzindo um novo nível de máquinas virtuais, mostrado
na Figura 6. Neste caso, a máquina real é normalmente denominada
máquina de nível 0.
16
Figura 6 - Níveis de virtualização
Fonte: Laureano (2006)
2.1.4.2.
Classificação das VMs
De acordo com Smith &Nair (2005) as máquinas virtuais podem ser divididas em
duas grandes famílias.
Máquinas virtuais de aplicação (Process Virtual Machines): ambientes de
máquinas virtuais destinados a suportar apenas processos ou aplicações convidadas
específicas. A máquina virtual Java é um exemplo desse tipo de ambiente.
Máquinas virtuais de sistema (System Virtual Machines): ambientes de máquinas
virtuais construídos para suportar sistemas operacionais convidados completos, com
aplicações convidadas executando sobre eles. Exemplos: VMWare, VirtualBox, VirtualPC,
HyperV, RHEV, entre outros.
A Figura 7 mostra estes dois tipos de ambientes:
17
Figura 7 - Máquinas virtuais de aplicação (A) e de sistema (B)
Fonte: Smith &Nair (2005)
2.1.4.3.
Máquina virtual de aplicação
Máquina virtual de aplicação ou de processo (Process Virtual Machine) proveem
um ABI ou API (Application Binary Interface e Application Programming Interface,
respectivamente) para aplicações usuário. Em suas várias implementações, uma VM de
aplicação oferece replicação, emulação e otimização (SMITH & NAIR, 2005).
A VM de aplicação mais comum é tão ambígua que pouco é lembrada como uma
VM. Muitos sistemas operacionais podem executar diversas aplicações e processos ao
mesmo tempo através da multiprogramação, que dá a ilusão ao processo de ter uma
máquina completa para ele: cada processo tem seu próprio espaço de endereço,
registradores, nível de isolamento e estrutura de arquivos. O sistema operacional gerencia e
compartilha o tempo de uso dos recursos do hardware. De fato o sistema operacional
provê em certo nível uma VM de aplicação para cada um dos processos executando
simultaneamente.
18
2.1.4.4.
VMs de linguagem de alto-nível
Para VMs de processo, portabilidade de plataforma é um objetivo claro. Entretanto,
emular uma arquitetura convencional em outra exige um estudo caso-a-caso e um esforço
de programação. Uma portabilidade completa de plataforma é mais prontamente atingida
projetando uma VM como parte do ambiente de desenvolvimento de uma aplicação de
linguagem de alto-nível (HLL – High level Language). A VM HLL resultante não
corresponde a uma plataforma real, ao contrário, é projetada para prover portabilidade.
A Figura 8 mostra a diferença entre uma compilação numa plataforma
convencional e um ambiente de VM HLL:
Figura 8 - VM de linguagem de alto-nível
Fonte: Smith &Nair (2005)
Num sistema convencional (A), um compilador front-end primeiramente gera um
código intermediário que é similar ao código de máquina. Então um gerador de código
back-end usa esse código intermediário para gerar um binário contendo códigos de
máquina para uma específica ISA e sistema operacional. Este arquivo binário é distribuído
e executado somente sobre a plataforma que possui a combinação ISA/OS correta.
19
Em um ambiente VM HLL (B), um compilador front-end gera um código de
máquina abstrato em uma ISA virtual especificada pela interface da VM. Este código
virtual, junto com um metadado associado contendo informações sobre ele, é distribuído
para ser executado em diferentes plataformas. Cada plataforma host implementa uma VM
capaz de carregar e executar a ISA virtual e um conjunto de rotinas especificada por uma
API padronizada. VM HLL mais sofisticadas recompilam o código virtual para máquina
host para ser executado diretamente sobre a plataforma.
Uma vantagem da VM HLL é que a aplicação de software pode ser facilmente
portada para outra plataforma, uma vez que a VM e bibliotecas são implementadas para
várias plataformas. A arquitetura Sun Microsystems Java VM e a Microsoft .Net
Framework, são exemplos de VM HLL largamente utilizadas em todo mundo.
2.1.4.5.
Máquina virtual de sistema
Uma VM de sistema provê um completo ambiente em que um sistema operacional
e muitos processos possivelmente pertencentes a múltiplos usuários podem coexistir
(SMITH & NAIR, 2005). Usando uma VM de sistema, um único hardware host pode
suportar múltiplos, isolados e protegidos sistemas operacionais simultaneamente. A VM de
sistema emergiu durante a década de 60 e inicio da década de 70, e foi a origem do termo
virtual.
Em uma VM de sistema, o hypervisor (VMM) primariamente provê a replicação de
plataforma. O ponto central é a divisão de um conjunto de recursos de hardware entre
múltiplos ambientes convidados cada um com seu sistema operacional. O guest (sistema
operacional convidado) e suas aplicações são gerenciados de forma oculta pelo hypervisor.
Quando um SO guest realiza uma instrução privilegiada ou operação que diretamente
interage com o hardware compartilhado, o hypervisor intercepta a operação, checa por
concorrência, e então realiza a operação requisitada pelo guest, sendo que ele (guest) não
sabe deste processo.
As VMs de sistema podem ser divididas em dois tipos:

Modelo clássico: (ou nativo) Da perspectiva do usuário, as VMs de sistema
provêm essencialmente a mesma funcionalidade, mas difere em seus
detalhes de implementação. A abordagem clássica coloca o hypervisor
20
diretamente sobre o hardware e a VM no topo dessa estrutura, sendo que o
hypervisor é executado no modo mais privilegiado, enquanto todos os
outros sistemas têm privilégios mais reduzidos.

Modo hospedado: Uma implementação alternativa coloca o sistema
virtualizado sobre o topo de um sistema operacional hospedeiro (este passa
a ser o host), passando então para uma VM hospedada. Uma vantagem
desse modelo é que a VM é instalada como uma aplicação típica. O
software virtualizado pode ainda utilizar recursos do sistema operacional
host desde que este compartilhe tais recursos.
A Figura 9 ilustra esses dois modelos de virtualização:
Figura 9 - VMs de sistema: (a) modelo clássico (ou nativo), (b) modelo hospedado
Fonte: Laureano (2006)
Estes dois tipos de VM de sistema, são raramente utilizados em sua forma
conceitual em implementações reais (Laureano, 2006). Na prática abordagens híbridas, são
inseridas nas arquiteturas para aperfeiçoar e aumentar o desempenho do sistema,
principalmente em relação às operações que envolvem dispositivos de I/O.
No modelo clássico (ou nativo) de VMs de sistema, o sistema convidado (guest)
pode acessar diretamente o hardware. Essa forma de acesso é implementada no núcleo do
hypervisor. Essa otimização ocorre, por exemplo, no subsistema de gerência de memória
do Xen, como mostra a Figura 10.
21
Figura 10 - Abordagem híbrida do modelo clássico da VM de sistema: o sistema guest pode
acessar diretamente o hardware
Fonte: Laureano (2006)
No modelo hospedado de VM de sistema Figura 11, as otimizações podem ser:
Figura 11 - Otimizações no modelo hospedado de VM de sistema
Fonte: Laureano (2006)
Onde o sistema convidado (1) acessa diretamente o sistema hospedeiro. Essa
otimização é implementada no hypervisor, oferecendo partes da API do sistema hospedeiro
ao sistema convidado, exemplo: VMWare pode utilizar o sistema de arquivos direto do
hospedeiro, ao invés de virtualizar o sistema de arquivos.
O Sistema convidado (2) acessa diretamente o hardware. Essa otimização deve ser
implementada no hypervisor e parcialmente pelo sistema hospedeiro, devido ao fato de
22
poder usar algum driver específico, um exemplo é o acesso direto ao drive de CD
implementado pelo VirtualPC e outros.
O monitor (3) acessa diretamente o hardware. Neste caso, um driver específico é
instalado no sistema hospede para que o hypervisor possa ter acesso ao hardware.
2.1.5. Benefícios da Virtualização
Há vários benefícios na implementação da virtualização na TI da empresa. Entre
eles:

Redução de custos - consolidando várias instâncias de servidores (virtualizados) em
um servidor físico, as empresas reduzem seus gastos com hardware. Além de
reduzir gastos de capital, os ambientes virtualizados permitem que as empresas
economizem em manutenção e energia, geralmente resultando na redução do custo
total de propriedade (TCO).

Automação - a tecnologia permite que alguns ambientes virtualizados sejam
fornecidos conforme a necessidade e dinamicamente, facilitando, assim, a
automação de processos de negócios e eliminando a necessidade de continuamente
prover recursos e gerenciar partes do ambiente técnico que oferecem suporte a
necessidades comerciais esporádicas. Algumas tecnologias de virtualização
facilitam a alocação automática de um processo para seu desempenho ideal em um
conjunto de ambientes virtualizados.

Rapidez de resposta - como o ambiente virtual tem a capacidade de provisionar a si
mesmo para obter o melhor dos recursos disponíveis, os tempos de resposta são
mais rápidos e os tempos de inatividade podem ser reduzidos a quase zero,
melhorando a agilidade e o desempenho.

Dissociação - processos que antes precisavam estar em uma mesma máquina física
agora podem ser facilmente separados, embora ainda preservando a solidez e a
segurança necessárias. Os diferentes universos virtualizados (rede, sistema
operacional [SO], banco de dados, aplicativos, etc.) podem ser dissociados (até
distribuídos em localizações geográficas distintas) sem ameaçar a integridade do
processo.
23

Flexibilidade - a criação ou a preparação relativamente fácil do ambiente adequado
para o aplicativo correto permite que as empresas ofereçam flexibilidade à
infraestrutura, não apenas nas fases de teste ou pré-produção, mas também na área
de produção. Quando surge um novo procedimento ou requisito técnico/comercial,
a capacidade da virtualização de permitir uma criação rápida do ambiente
possibilita às empresas testar o ambiente sem ter que esperar que o processo de
fornecimento regular seja executado e fornecido.

Agilidade - a agilidade facilita a adaptação rápida às necessidades do negócio, por
exemplo, quando ocorre um pico de pedidos e se faz necessária potência em
computação. Uma empresa pode até mesmo optar por comprometer em excesso os
recursos de uma máquina física, uma vez que a virtualização facilita a
movimentação rápida dos diversos recursos “que habitam” em uma máquina física
para outras máquinas virtuais. Dessa forma, a virtualização oferece suporte de
alinhamento às necessidades do negócio.

Balanceamento de carga de trabalho - a implantação de vários ambientes virtuais
garante as práticas recomendadas de alta disponibilidade, redundância e failover,
pois cargas de trabalho podem seguir para onde são mais eficientes. Assim, a
virtualização se concentra não apenas na eficácia (fazendo as coisas corretamente),
mas também na eficiência (fazendo as coisas de maneira mais rápida, mais barata e
mais confiável).

Simplificação - a TI virtual é ainda TI, portanto, algumas das dificuldades típicas
de TI estão presentes mesmo em um ambiente virtual. No entanto, reduzir o
número de servidores físicos reduz significativamente a probabilidade de falha e os
custos de gerenciamento e resultados em simplificação, uma das promessas da
virtualização.

Utilização de espaço - a consolidação de servidor economiza espaço na central de
dados e facilita a escalabilidade, pois há vários servidores em um servidor.

Sustentabilidade - ambientes virtualizados usam menos recursos ambientais. É
comum o desperdício no consumo de energia nas centrais de dados em máquinas
que não são aproveitadas de maneira consistente. Como a virtualização permite que
24
várias máquinas virtuais sejam executadas em uma máquina física, é necessário
menos energia para ligar e resfriar dispositivos.
A Figura 12 mostra os cinco principais motivos para virtualizar.
Figura 12 - Os benefícios da virtualização para o negócio.
Fonte: VMWare (2010)
2.2.
GOVERNANÇA
Governança corporativa é o conjunto de responsabilidades e práticas exercidas pela
administração da empresa, com o objetivo de fornecer orientação estratégica, garantindo
que os objetivos sejam alcançados, verificando que os riscos são geridos adequadamente e
ainda que os recursos da empresa são utilizados de forma responsável. (CHALARIS,
LEMOS & CHALARIS).
Em nível simplificado, a governança de TI corporativa pode ser definida como o
processo que garante que a TI se alinhe com a estratégia de negócios e promova com
eficácia os objetivos organizacionais. Assim como a impacta o cenário geral de tecnologia,
seu uso crescente também impacta a governança de TI corporativa de várias áreas críticas.
Esse impacto pode ser melhor compreendido considerando-se as várias características de
virtualização e seus impactos potenciais positivos ou negativos.
Um objetivo comum de esforços para administrar a TI de uma empresa é garantir
que a TI possa oferecer, rápida e flexivelmente, soluções tecnológicas que deem suporte à
realização de metas comerciais gerais da empresa. A virtualização auxilia nessa área, pois
a virtualização pode levar a um ritmo de construção e implantação mais rápido por meio do
uso de ferramentas e tecnologias que eliminam a necessidade de montagem física de
computador quando novos sistemas são provisionados. O controle de custos também é um
25
foco central da governança de TI, e a virtualização também pode ser fornecida nessa área,
reduzindo os custos de hardware, energia e instalação da empresa.
Outra meta comum da governança de TI é garantir a continuidade de negócios
através de soluções tecnológicas robustas que podem tratar e se adaptar a cenários de maior
carga e desastres. A virtualização permite recursos significativos nessas áreas, oferecendo
à organização de TI opções anteriormente indisponíveis para dimensionar a carga
flexivelmente e mudar e alinhar dinamicamente os recursos para responder à continuidade
dos negócios e a eventos de desastre.
No lado negativo, mais virtualização apresenta alguns riscos às metas de
governança de TI. Um dos principais riscos está relacionado aos conjuntos de habilidades e
experiência organizacionais disponíveis para dar suporte ao uso da virtualização de
servidor em ambientes de missão crítica. Embora a virtualização tenha se tornado bastante
comum, ela ainda é uma tecnologia relativamente nova e as organizações podem ter
dificuldade em garantir os trabalhadores experientes necessários para assegurar que a TI
seja capaz de cumprir suas metas. Um risco relacionado está associado às funções e
responsabilidades envolvidas no gerenciamento de uma infraestrutura virtualizada.
Tradicionalmente, a tecnologia tem sido gerenciada por TI em várias áreas funcionais e
técnicas, como armazenamento, rede, segurança e computadores/servidores. Com a
virtualização, essas linhas ficam significativamente indistintas, assim, empresas que
adotam a virtualização precisam amadurecer seus modelos de suporte para obter todos os
benefícios que a virtualização pode oferecer.
2.3.
CONTROL OBJECTIVES FOR INFORMATION AND RELATED
TECHNOLOGY
O Control Objectives for Information and related Technology (CobiT®) fornece
boas práticas através de um modelo de domínios e processos e apresenta atividades em
uma estrutura lógica e gerenciável. As boas práticas do CobiT representam o consenso de
especialistas. Elas são fortemente focadas mais nos controles e menos na execução. Essas
práticas irão ajudar a otimizar os investimentos em TI, assegurar a entrega dos serviços e
prover métricas para julgar quando as coisas saem erradas.
26
O foco do CobiT é ilustrado por um modelo de processos de TI subdivididos em
quatro domínios e 34 processos em linha com as áreas responsáveis por planejar, construir,
executar e monitorar, provendo assim uma visão total da área de TI.
Conceitos de arquitetura corporativa ajudam a identificar os recursos essenciais
para o sucesso dos processos, ou seja, aplicativos, informações, infraestrutura e pessoas. O
CobiT é focado no que é necessário para atingir um adequado controle e gerenciamento de
TI e está posicionado em elevado nível. O CobiT foi alinhado e harmonizado com outros
padrões e boas práticas de TI mais detalhados. O CobiT atua como um integrador desses
diferentes materiais de orientação, resumindo os principais objetivos sob uma metodologia
que também está relacionada aos requisitos de governança e de negócios.
Todos os componentes do CobiT são inter-relacionados, proporcionando o suporte
para as necessidades de governança, gerenciamento, controle e avaliação de diferentes
audiências, conforme demonstrado na Figura 13.
O CobiT habilita o desenvolvimento de políticas claras e boas práticas para
controles de TI em toda a empresa. A orientação para negócios é o principal tema do
CobiT, o qual foi desenvolvido não somente para ser utilizado por provedores de serviços,
usuários e auditores, mas também, e mais importante, para fornecer um guia abrangente
para os executivos e donos de processos de negócios.
Figura 13 - Inter-relacionamento dos componentes CobiT
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
27
O modelo CobiT é baseado nos seguintes princípios como mostra a Figura 14.
Prover a informação de que a organização precisa para atingir os seus objetivos, as
necessidades para investir, gerenciar e controlar os recursos de TI usando um conjunto
estruturado de processos para prover os serviços que disponibilizam as informações
necessárias para a organização.
O gerenciamento e o controle da informação estão presentes em toda a metodologia
CobiT e ajudam a assegurar o alinhamento com os requisitos de negócios.
Figura 14 - Princípios Básicos do CobiT
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
2.3.1. Critérios de Informação do CobiT
Para atender aos objetivos de negócios, as informações precisam se adequar a
certos critérios de controles, aos quais o CobiT denomina necessidades de informação da
empresa. Baseado em abrangentes requisitos de qualidade, guarda e segurança, sete
critérios de informação distintos e sobrepostos são definidos, como segue:
28

Efetividade lida com a informação relevante e pertinente para o processo de
negócio bem como a mesma sendo entregue em tempo, de maneira correta,
consistente e utilizável.

Eficiência relaciona-se com a entrega da informação através do melhor
(mais produtivo e econômico) uso dos recursos.

Confidencialidade está relacionada com a proteção de informações
confidenciais para evitar a divulgação indevida.

Integridade relaciona-se com a fidedignidade e totalidade da informação
bem como sua validade de acordo os valores de negócios e expectativas.

Disponibilidade relaciona-se com a disponibilidade da informação quando
exigida pelo processo de negócio hoje e no futuro. Também está ligada à
salvaguarda dos recursos necessários e capacidades associadas.

Conformidade lida com a aderência a leis, regulamentos e obrigações
contratuais aos quais os processos de negócios estão sujeitos, isto é, critérios
de negócios impostos externamente e políticas internas.

Confiabilidade relaciona-se com a entrega da informação apropriada para os
executivos para administrar a entidade e exercer suas responsabilidades
fiduciárias e de governança.
O modelo CobiT fornece um modelo de processo de referência e uma linguagem
comum para que todos na organização possam visualizar e gerenciar as atividades de TI.
Incorporar o modelo operacional e a linguagem comum para todas as áreas de negócios
envolvidas em TI é um dos mais importantes passos e ações preliminares para uma boa
governança. Isto também fornece uma metodologia para medição e monitoramento do
desempenho de TI, comunicação com provedores de serviços e integração das melhores
práticas de gerenciamento. Um modelo de processos incentiva a determinação de
proprietários dos processos, o que possibilita a definição de responsabilidades.
Para que a governança de TI seja eficiente, é importante avaliar as atividades e
riscos da TI que precisam ser gerenciados. Geralmente eles são ordenados por domínios de
responsabilidade de planejamento, construção, processamento e monitoramento. No
29
modelo CobiT esses domínios, como demonstrado na Figura 15 e descritos na Tabela 1,
são denominados:

Planejar e Organizar (PO) - Provê direção para entrega de soluções (AI) e
entrega de serviços (DS)

Adquirir e Implementar (AI) - Provê as soluções e as transfere para
tornarem-se serviços

Entregar e Suportar (DS) - Recebe as soluções e as tornam passíveis de uso
pelos usuários finais

Monitorar e Avaliar (ME) - Monitora todos os processos para garantir que a
direção definida seja seguida.
Figura 15 - Os Quatro Domínios Inter-relacionados do CobiT
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
Tabela 1 - Os Quatro Domínios do CobiT
Domínios
Descrição
Planejar e
Este domínio cobre a estratégia e as táticas, preocupando-se com a identificação
da maneira em que TI pode melhor contribuir para atingir os objetivos de
negócios. O sucesso da visão estratégica precisa ser planejado, comunicado e
gerenciado por diferentes perspectivas. Uma apropriada organização bem como
uma adequada infraestrutura tecnológica devem ser colocadas em
funcionamento.
Para executar a estratégia de TI, as soluções de TI precisam ser identificadas,
desenvolvidas ou adquiridas, implementas e integradas ao processo de negócios.
Além disso, alterações e manutenções nos sistemas existentes são cobertas por
esse domínio para assegurar que as soluções continuem a atender aos objetivos
de negócios.
Organizar (PO)
Adquirir e
Implementar
(AI)
Entregar e
Suportar (DS)
Monitorar e
Avaliar (ME)
Este domínio trata da entrega dos serviços solicitados, o que inclui entrega de
serviço, gerenciamento da segurança e continuidade, serviços de suporte para os
usuários e o gerenciamento de dados e recursos operacionais.
Todos os processos de TI precisam ser regularmente avaliados com o passar do
tempo para assegurar a qualidade e a aderência aos requisitos de controle. Este
30
domínio aborda o gerenciamento de desempenho, o monitoramento do controle
interno, a aderência regulatória e a governança.
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
Dentro desses quatro domínios o CobiT identificou 34 processos de TI geralmente
utilizados Figura 16.
Figura 16 - Visão Geral do Modelo do CobiT
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
31
2.3.2. Modelo de Maturidade
O modelo de maturidade para o gerenciamento e controle dos processos de TI é
baseado num método de avaliar a organização, permitindo que ela seja pontuada de um
nível de maturidade não existente (0) a otimizado (5). Este enfoque é derivado do modelo
de maturidade do Software Engineering Institute (SEI) definido para a maturidade da
capacidade de desenvolvimento de software.
Embora siga os conceitos do SEI, a implementação CobiT difere consideravelmente
do original do SEI, o qual era orientado para os princípios de engenharia de produtos de
software, organizações buscando excelência nessas áreas e uma avaliação formal dos
níveis de maturidade para que os desenvolvedores de software pudessem ser “certificados”.
No CobiT, uma definição genérica é provida para as escalas de maturidade do CobiT as
quais são similares às do CMM, mas interpretadas de acordo com a natureza dos processos
de gerenciamento de TI do CobiT. Um modelo específico é fornecido derivando dessa
escala genérica para cada um dos 34 processos CobiT. Independente do modelo, as escalas
não devem ser tão granulares visto que seria difícil de utilizar e sugeriria uma precisão não
justificável, por que em geral o propósito é identificar onde estão as questões e como
definir prioridades para aprimoramentos.
O propósito não é avaliar o nível de aderência aos objetivos de controles. Os níveis
de maturidade são designados como perfis de processos de TI que a empresa reconheceria
como descrição de possíveis situações atuais e futuras. Eles não são designados como um
modelo inicial, onde não se pode avançar para o próximo nível sem antes ter cumprido
todas as condições do nível inferior. Com os modelos de maturidade do CobiT,
diferentemente do enfoque original SEI CMM, não há intenção de medir os níveis de
maneira precisa ou tentar certificar que aquele nível foi exatamente atingido. A avaliação
de maturidade do CobiT espera resultar em um perfil em que as condições relevantes para
diversos níveis de maturidade serão atingidas, como demonstrado no gráfico de exemplo
da Figura 17 e sua descrição na Tabela 2.
32
Figura 17 - Representação Gráfica dos Modelos de Maturidade
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
Tabela 2 – Modelo de Maturidade Genérico
Nível
Descrição
0 Inexistente
Completa falta de um processo reconhecido. A empresa nem mesmo reconheceu
que existe uma questão a ser trabalhada.
1 Inicial / Ad
Existem evidências que a empresa reconheceu que existem questões e que
hoc
precisam ser trabalhadas. No entanto, não existe processo padronizado, ao
contrário, existem enfoques Ad Hoc que tendem a ser aplicados individualmente
ou caso a caso. O enfoque geral de gerenciamento é desorganizado.
2 Repetível,
Os processos evoluíram para um estágio onde procedimentos similares são
porém Intuitivo
seguidos por diferentes pessoas fazendo a mesma tarefa. Não existe um
treinamento formal ou uma comunicação dos procedimentos padronizados e a
responsabilidade é deixada com o indivíduo. Há um alto grau de confiança no
conhecimento dos indivíduos e consequentemente erros podem ocorrer.
3 Processo
Procedimentos foram padronizados, documentados e comunicados através de
Definido
treinamento. É mandatório que esses processos sejam seguidos, no entanto,
possivelmente desvios não serão detectados. Os procedimentos não são
sofisticados, mas existe a formalização das práticas existentes.
4 Gerenciado e
A gerência monitora e mede a aderência aos procedimentos e adota ações onde
Mensurável
os processos parecem não estar funcionando muito bem. Os processos estão
debaixo de um constante aprimoramento e fornecem boas práticas. Automação e
ferramentas são utilizadas de uma maneira limitada ou fragmentada.
5 Otimizado
Os processos foram refinados a um nível de boas práticas, baseado no resultado
de um contínuo aprimoramento e modelagem da maturidade como outras
organizações. TI é utilizada como um caminho integrado para automatizar o
fluxo de trabalho, provendo ferramentas para aprimorar a qualidade e
efetividade, tornando a organização rápida em adaptar-se.
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
33
2.3.3. A Estrutura do modelo CobiT
O modelo CobiT une os requisitos de negócios para informação e governança aos
objetivos da função de serviços de TI. O modelo de processos do CobiT permite que as
atividades de TI e os recursos que as suportam sejam serem apropriadamente gerenciados e
controlados com base nos objetivos de controle de CobiT, bem como alinhados e
monitorados usando os objetivos e métricas do CobiT, como ilustrado na Figura 18.
Figura 18 - Gerenciamento, Controle, Alinhamento e Monitoramento do CobiT
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
34
Em resumo, os recursos de TI são gerenciados pelos processos de TI para atingir os
objetivos de TI que respondem aos requisitos de negócios. Este é o princípio básico do
modelo CobiT, como ilustrado pelo cubo do CobiT, conforme Figura 19.
Figura 19 - Figura do CobiT
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
Para esse estudo de caso vamos focar no processo DS9 Gerenciar a Configuração.
2.4.
PROCESSO DO COBIT DS9 - GERENCIAR A CONFIGURAÇÃO
Assegurar a integridade das configurações de hardware e software requer o
estabelecimento e a manutenção de um repositório de configuração preciso e completo.
Esse processo inclui a coleta inicial das informações de configuração, o estabelecimento de
um perfil básico, a verificação e a auditoria das informações de configuração e a
atualização do repositório de configuração conforme necessário. Um gerenciamento de
configuração eficaz facilita uma maior disponibilidade do sistema, minimiza as questões de
35
produção e soluciona problemas com mais rapidez. A Figura 20 demonstra os requisitos do
negócio afetados por esse processo.
Figura 20 - Requisitos do negócio a serem atingidos
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
A Figura 21 demonstra os recursos de TI atingidos por esse processo.
Figura 21 - Recursos de Ti atingidos
Fonte - CobiT 4.1 (2007)
2.4.1. Objetivos de Controle Detalhados
DS9.1 Repositório de Configuração e Perfis Básicos:

Estabelecer uma ferramenta de suporte e um repositório central para conter
todas as informações relevantes sobre os itens de configuração.

Monitorar e registrar todos os bens e as mudanças ocorridas neles. Manter
um perfil básico de itens de configuração de todo sistema e serviço como
um ponto de verificação seguro para eventual retorno após as mudanças.
36
DS9.2 Identificação e Manutenção dos Itens de Configuração:

Implantar procedimentos de configuração para suportar a Direção e registrar
todas as alterações no repositório de configurações.

Integrar
esses
procedimentos
com
gerenciamento
de
mudanças,
gerenciamento de incidentes e gerenciamento de problemas.
DS9.3 Revisão da Integridade de Configuração

Periodicamente revisar os dados de configuração para verificar e confirmar
a integridade da configuração atual e histórica.

Realizar análise crítica periódica da política de uso de software, verificando
a eventual existência de software pessoal, não autorizado ou excedente ao
contrato de licenças vigente.

2.5.
Erros e desvios devem ser reportados, tratados e corrigidos.
O AMBIENTE VMWARE
A VMWare é líder em soluções de infraestrutura de virtualização e nuvem que
permitem que as empresas possam prosperar na era Cloud, de acordo com a Figura 22.
Figura 22 - Quadrante mágico para infraestrutura de virtualização de servidores X86.
Fonte - Gartner (2012)
37
A VMWare está preparada ajudar os clientes transformando a forma de construir,
entregar e consumir recursos de Tecnologia da Informação em uma forma que é evolutiva
e com base em suas necessidades específicas. Em 2011 as receitas da empresa chegaram a
3,77 bilhões dólares, a VMWare tem mais de 350 mil clientes e 50 mil parceiros. A
empresa está sediada no Vale do Silício, com escritórios em todo o mundo e pode ser
encontrada online em www.VMWare.com.
Dentre os aplicativos existentes na empresa serão abordados nesse trabalho os mais
voltados as soluções propostas, o vSphere que atualmente está em sua versão de número
5.1 e o View que está em sua versão 5.0.
2.5.1. vSphere
O VMWare vSphere é a plataforma de virtualização líder do setor para criação de
infraestruturas em nuvem. Ele permite aos usuários executar aplicativos essenciais aos
negócios com segurança e responder com mais rapidez às necessidades de negócios.
O vSphere acelera a mudança para a computação em nuvem de data centers
existentes, além de fornecer sustentação às ofertas de nuvem pública compatíveis,
formando a base para o modelo único de nuvem híbrida do setor. Com mais de 250.000
clientes no mundo todo e o suporte de mais de 2.500 aplicativos de mais de 1.400 parceiros
ISV, o VMWare vSphere é a plataforma confiável para qualquer aplicativo.
Dentre os principais recursos e componentes é importante ressaltar:
a) Serviços de infraestrutura
A arquitetura do hypervisor VMWare vSphere ESXi fornece uma camada de
virtualização de alto desempenho, sólida e comprovada na produção. Ela permite que
várias máquinas virtuais compartilhem recursos de hardware com desempenho que pode
corresponder e, em alguns casos, exceder o throughput original.
O vSphere Virtual SMP (Symmetric Multiprocessing) permite o uso de máquinas
virtuais ultra eficientes que tenham até oito CPUs virtuais. O hardware virtual da VMWare
pode oferecer suporte a 1 TB de RAM e a uma variedade de hardware de última geração,
como processadores de gráficos 3D e dispositivos USB 3.0.
38
O vSphere Storage VMFS (Virtual Machine File System) 5 permite que máquinas
virtuais acessem dispositivos de armazenamento compartilhados (Fibre Channel, iSCSI
etc.) e é uma importante tecnologia habilitadora para outros componentes do VMWare
vSphere, como o VMWare vSphere Storage vMotion.
As APIs do VMWare vStorage fornecem integração com soluções terceirizadas de
proteção de dados compatíveis. O VMWare vStorage Thin Provisioning fornece alocação
dinâmica de capacidade de armazenamento compartilhado, permitindo que as organizações
de TI implementem uma estratégia de armazenamento hierárquico à medida que reduzem
as despesas com armazenamento em até 50%.
b) Serviços de aplicativos
O VMWare vSphere vMotion permite a migração em tempo real de máquinas
virtuais entre servidores sem interrupção para os usuários nem perda de serviço,
eliminando a necessidade de programar o tempo de inatividade de aplicativos para
manutenção do servidor.
O vSphere HA (High Availability) permite reinício automatizado e econômico em
poucos minutos de todos os aplicativos, no caso de falhas de hardware ou do sistema
operacional. O Hot Plug permite que armazenamentos virtuais e dispositivos de rede sejam
conectados ou desconectados das máquinas virtuais sem interrupção nem tempo de
inatividade. O Hot Extend de discos virtuais permite que armazenamentos virtuais sejam
adicionados às máquinas virtuais em execução sem interrupção nem tempo de inatividade.
A Figura 23 descreve os pilares do VSphere.
Figura 23 - Pilares do VSphere.
Fonte - VMWare (2011)
39
2.5.2. VMWare View
O VMWare View oferece serviços de desktop a partir de sua nuvem para dar
liberdade ao usuário final e à TI gestão e controle. O VMWare View permite que a TI
simplifique e automatize a gestão de milhares de desktops, e com segurança, entregar
desktops como um serviço para os usuários a partir de uma localização central, com níveis
de disponibilidade e confiabilidade incomparáveis aos PCs tradicionais, proporcionando
acesso seguro a aplicações e dados para qualquer dispositivo, quando e onde o usuário
precisa, o VMWare View oferece aos usuários finais os mais altos níveis de mobilidade e
flexibilidade.
As empresas de hoje são pegas em um dilema com o uso de desktops. Por um lado,
as organizações de TI enfrentam pressões em torno de conformidade, custo, gerenciamento
e segurança. Esta situação é agravada pelo atual paradigma de computação "O Dilema do
Desktop" Figura 23, que é caro para gerir e restringe a agilidade para responder aos
negócios em constante mudança. Por outro lado, os usuários finais requerem cada vez mais
a liberdade e flexibilidade para acessar seus aplicativos e dados de mais dispositivos e
locais. Este dilema que restringe a liberdade do usuário em contra partida a necessidade de
controle da TI pode elevar os custos, segurança, impacto e sobrecarregar os recursos da TI.
Para se libertar deste dilema, as organizações estão procurando uma ágil e adaptativa
abordagem de computação que permite que a TI possa equilibrar as necessidades da
empresa com as necessidades dos usuários finais por uma flexível e de alta performance
experiência com o computador.
Figura 23 - Dilema do Desktop.
Fonte - VMWare (2011)
40
A virtualização de desktops com o VMWare View permite que as organizações
possam fazer mais com menos e adotem uma abordagem para a computação
verdadeiramente centrada no usuário e ainda flexível. Ao desvincular as aplicações, dados
e funcionamento dos sistemas a partir do ponto final, e movendo estes componentes para o
Data Center onde possam ser centralmente gerenciados em uma nuvem. Virtualização de
aplicações e desktops oferecem a TI um caminho mais simples e seguro para gerenciar
usuários e fornecer serviços ágeis que podem ser acessados quando necessários.
41
3. GESTÃO
DA
CONFIGURAÇÃO
EM
AMBIENTES
VIRTUALIZADOS: UM ESTUDO APLICADO EM ORGANIZAÇÕES
GOVERNAMENTAIS.
O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) é um órgão
governamental federal e atua na administração direta das áreas no país. Cada Ministério da
administração pública federal estabelece políticas, diretrizes e prioridades na aplicação dos
recursos públicos para os setores que representam. No caso da Agricultura, Pecuária e
Abastecimento, a atribuição constitucional da organização é promover o desenvolvimento
sustentável e a competitividade do agronegócio em benefício da sociedade brasileira. Esta
é a missão do Ministério, cujos programas são destinados ao pequeno, médio e grande
produtor rural e a sociedade em geral.
O agronegócio é visto como a soma das atividades de fornecimento de bens e
serviços à agricultura, da produção agropecuária, do processamento, da transformação e da
distribuição de produtos até o consumidor final. O desenvolvimento sustentável, por sua
vez, é um processo de transformação que permite ao agronegócio evoluir de forma
econômica, social e política, com respeito ao meio ambiente, satisfazendo as aspirações e
as necessidades das gerações atuais e futuras.
A agropecuária do Brasil apresenta um valor expressivo na consolidação do PIB
nacional. Em observância deste fator, deve-se estar em constante processo de
monitoramento e reciclagem das atividades envolvidas no agronegócio. Para tal, a criação
de indicadores, normas e procedimentos com a finalidade de monitorar a situação atual da
economia agrícola, e a busca por novas soluções são fundamentais.
No entanto, para que esses objetivos e metas sejam cumpridos, é fundamental que o
Ministério conte com toda a infraestrutura necessária para o processamento seguro das
informações correlatas aos seus anseios. Neste sentido, o custo da informação pode ter
valor inestimável para uma organização, no caso do MAPA, cuja produção oriunda do
campo responde, de acordo com o então Ministro da Agricultura, Wagner Rossi (2010),
por parcela de aproximadamente 27% do Produto Interno Bruto (PIB), 43% das
exportações e 40% dos empregos gerados no País, a informação é de extrema importância
para a nação.
42
Com o aumento contínuo da produção agropecuária e o desenvolvimento de novas
tecnologias, normas e padrões, o MAPA vem investindo em sua infraestrutura tecnológica.
O aumento do poder computacional, aliado a novos temas, como a TI verde e a
virtualizalização vem de encontro a essa necessidade e serão abordados nesse estudo.
O MAPA dispõe de uma estrutura de TI altamente complexa e avançada
tecnologicamente. São mais de 150 servidores entre físicos e virtuais, mais de 5000
estações de trabalho espalhadas por todo o país.
Os servidores são de em sua maioria de marcas consagradas no mercado de PCs,
IBM, Dell, Netapp, com diferentes configurações e características. Temos desde os mais
simples para aplicações de pouco ou baixíssimo risco, com configurações de processador
Pentium 4 3 Giga-hertz (GHz), memória de 1Gigabyte (Gb) e Disco rígido de 80Gb. A
servidores que tem propriedades de ser um Host VM, com processadores Intel Xeon
Quadcore 3,46 GHz, 32 Gb de memória RAM e até 3 Terabytes (Tb) de disco.
Os servidores estão dispostos quase que em sua totalidade em uma sala cofre no
próprio MAPA, podendo ser de bancada ou de rack. Atualmente somente as máquinas
mais antigas estão em bancadas, sendo todas as novas, adquiridas já próprias para o uso em
racks.
O uso de servidores virtuais se dá na necessidade de um melhor aproveitamento dos
recursos materiais e computacionais envolvidos. Por exemplo, uma máquina com alto
poder computacional como a descrita acima, sendo utilizada somente para o controle de
acesso biométrico a sala cofre, seria um completo desperdício de poder computacional,
energia e recursos da empresa, uma vez que uma aplicação como essa necessita somente de
um Sistema Operacional (SO) e a própria aplicação, não consumindo quase nada em
recursos, portanto tornando o uso de um servidor com tamanha configuração um
desperdício para a empresa. Assim, a utilização do grande potencial apresentado por esses
recursos centra-se na virtualização.
Para iniciar o processo de virtualização o MAPA optou pela solução VMWare, uma
empresa líder em seu segmento já citado anteriormente, mas sem deixar de olhar outras
empresas de virtualização como Microsoft e RedHat, com seus respectivos produtos
HyperV e Red Hat Enterprise Virtualization (RHEV), ambas também foram instaladas e
43
testadas, mas ainda as principais ferramentas de virtualização são da VMWare, por isso o
foco estará nesta ferramenta.
Hoje o MAPA não se utiliza de virtualização em desktops, um tema que será
abordado com maior ênfase nesse estudo de caso, devido a alguns pontos a serem
discutidos mais adiante. Os desktops assim como os servidores são em sua maioria
computadores de fornecedores consagrados no mercado, como IBM, LENOVO, DELL,
EPCOM, ITAUTEC e estão espalhados por todo o país. Suas configurações dependem do
modelo e do tempo de uso deles, estando os mais antigos com configurações próximas a
processadores Intel Pentium 4 2.4 GHz, 512 Megabytes (MB) de memória RAM e 40 GB
de disco, e os últimos adquiridos com processadores AMD Dual Core 2.8GHz, 4Gb de
RAM e 500Gb de Disco.
Assim como os servidores há alguns casos onde a máquina está subutilizada e em
outros a estação de trabalho está trabalhando no limite de seus recursos, então para
solucionarmos esses desvios pensando em gestão de configuração, novamente teremos a
virtualização, nesse caso a de desktops, como um ponto chave para alcançar o melhor
aproveitamento dos recursos e redução de gastos com a subutilização de equipamentos.
a) Gestão da configuração de recursos físicos.
Atualmente para equipamentos em garantia, se aciona o suporte técnico da empresa
responsável pela venda dos equipamentos ou a fabricante dos mesmos e a peça em questão
é trocada por uma nova, nos servidores ainda existe a opção de substituição dessas peças
defeituosas por uma em utilização em uma máquina com aplicação de menor importância,
ou por um servidor que tenha seu serviço redundante, para que o dano causado pela parada
desse equipamento seja diminuído.
Nos servidores mais antigos, fora de garantia, existem algumas peças em estoque
que podem ser utilizadas para substituição de peças defeituosas, essas peças são
decorrentes da migração de um serviço para um equipamento mais novo, e o novo serviço
instalado nesse equipamento não seja necessário todo o poderio de hardware que o mesmo
possua, então com a adequação sobram algumas peças que são utilizadas para a reposição
de peças defeituosas, ou ainda um equipamento que tenha, por exemplo, sua placa mãe
com problema, possa ter o restante de suas peças remanejadas para a utilização ou
44
substituição em outros equipamentos fora de garantia. Gerando assim um pequeno estoque
de peças para substituição.
Nos desktops a situação é a mesma, quando se está em garantia, a peça é trocada
pelo vendedor ou fornecedor do equipamento, e quando não há mais a garantia a peça só é
trocada se por acaso houver no estoque alguma peça sobressalente de outro equipamento
com defeito ou desativado. Em algumas ocasiões serviços podem ficar parados devido a
disposição geográfica desses equipamentos e o defeito que o mesmo sofreu, um exemplo
seria um fiscal que confere produtos na fronteira de Roraima, teve seu computador
queimado por uma descarga elétrica, nessa localidade não há nenhum equipamento que
possa ser utilizado para substituição do mesmo, tendo que ser demandado a unidade central
mais próxima a substituição, podendo levar dias ou semanas para o processo ser concluído.
b) Instalando Recursos de Virtualização
Foi selecionado para esse estudo de caso um servidor Dell, com as seguintes
configurações, 2 processadores Intel Xeon 3.46GHz Quadcore, 48Gb de RAM, e 3 discos
de 450Gb cada em RAID 5, neste equipamento foi instalado o vSphere e o View, ambos
softwares da VMWare para virtualização, sendo o View específico para desktops.
A instalação do vSphere é simples e se inicia dando boot no servidor escolhido com
a mídia de instalação, Figura 24.
Figura 24 - Tela inicial de instalação do ESXi.
Fonte - Linha de Código UOL (2011)
Após escolher o instalador, os arquivos necessários para a instalação serão
carregados e uma tela inicial será mostrada, Figura 25.
45
Figura 25 - Tela inicial de instalação após carregamento de arquivos necessários.
Fonte - Linha de Código UOL (2011)
Será mostrada então uma tela de boas vindas e o acordo de licença de uso do
software, em seguida será solicitada a escolha do disco para a instalação do software,
Figura 26.
Figura 26 - Tela de escolha de disco para instalação do ESXi.
Fonte - Linha de Código UOL (2011)
O próximo passo é a escolha da senha de root, recurso obrigatório a partir da versão
5.0, Figura 27.
Figura 27 - Tela de configuração de senha de ROOT do ESXi.
Fonte - Linha de Código UOL (2011)
46
Uma verificação de hardware é iniciada para checar a compatibilidade de todos os
dispositivos, não havendo complicações a instalação se inicia após a confirmação, Figura
28.
Figura 28 - Tela de confirmação de instalação do ESXi.
Fonte - Linha de Código UOL (2011)
Após a conclusão do processo a tela inicial novamente será apresentada e agora
com um diferencial, a URL para gerenciar a mesma, Figura 29.
Figura 29 - Tela de configuração do ESXi.
Fonte - Linha de Código UOL (2011)
Para completar o processo as configurações de rede devem ser realizadas com o uso
da tecla F2, nesse estudo o Internet Protocol (IP) do vSphere é o 192.168.2.147.
Para acessar e gerenciar o servidor é necessária a instalação de um cliente que pode
ser obtido através de uma interface web, então após digitar o endereço 192.168.2.147 será
mostrada a tela de boas vindas, Figura 30.
47
Figura 30 - Tela inicial de instalação do VMWare client.
Fonte - MAPA (2012)
Quando se encerra o processo de instalação é necessário efetuar login pela primeira
vez no cliente instalado, Figura 31.
Figura 31 - Tela inicial de login do vSphere.
Fonte - Mapa (2012)
48
A tela inicial do programa apresenta diversas opções. Figura 32.
Figura 32 - Tela inicial do vSphere.
Fonte - Mapa (2012)
Acessando a opção Hosts and Clusters dá-se início a configuração do ambiente de
testes com o outro serviço proposto nesse estudo, o VMWare View, Figura 33.
Figura 33 - Tela inicial do View.
Fonte - Mapa (2012)
O View é um aplicativo instalado sobre um sistema operacional Windows podendo
ser uma máquina física ou uma VM. Ele contém algumas ferramentas para gerenciamento
49
de Desktops virtuais tais como o View Composer, que gerencia as réplicas da imagem
padrão de um desktop virtual.
c) Gerenciamento de configuração em ambientes virtualizados.
Uma vez estabelecido o ambiente virtualizado observa-se facilidades quanto ao seu
gerenciamento, uma vez que toda a estrutura de hardware é simulada por um host VM,
analisando uma situação em que se tem um determinado servidor virtual que rode a folha
de pagamento e está configurado com 60Gb de disco, 4Gb de memória e 2 processadores,
e em determinado período do mês essa máquina exige o dobro de recursos. Em uma
máquina física isso se torna inviável tanto pela mão de obra quanto pelo trabalho
necessário para o aumento do recurso. Com a virtualização poderemos realizar esse
proocesso de forma rápida e prática, apenas movendo recursos para o servidor que
necessita deles momento e retirando-os quando não houver a necessidade para uso.
50
4. RESULTADOS ESPERADOS
Considerando a virtualização como um processo aparentemente sem volta para as
organizações, o controle de seus recursos, a segurança e o alinhamento estratégico são
peças importantes no processo de gestão. Assim, com base no quesito segurança temos os
três pilares da segurança da informação, disponibilidade, integridade e confidencialidade,
para que esses pilares possam ser atingidos a virtualização deve estar orientada para tal,
espero que possamos demonstrar como atingir cada um deles nos quesitos técnicos a
começar pela disponibilidade.
A virtualização possui como característica fundamental um hypervisor que gerencia
e hospeda as máquinas virtuais, sejam servidores ou desktops. Esses softwares possuem
como uma das suas especialidades o controle e compartilhamento de recursos, ou seja, em
uma máquina hypervisor que tenha uma memória de 32 Gb pode disponibilizar para os
servidores 40 ou 48 Gb, pois os recursos são reservados, porém somente são
disponibilizados no momento em que o servidor necessita, quando em baixo
processamento ou período de uso, essa memória fica disponível para outro servidor que a
necessite com maior prioridade.
Também, pode-se levar em consideração o fato de que os recursos para essas VMs
são virtuais apoiados em recursos físicos de forma a garantir a disponibilidade do serviço
no quesito virtualização, sem levar em conta os meios físicos (rede, link, energia, etc.),
sendo necessário apenas possuir 2 (dois) hosts para balanceamento de carga e caso haja
algum problema físico com a máquina host, esta poderia ser desligada para os reparos sem
que o serviço tenha uma queda para o usuário.
No caso de desktops observam-se, ainda, mais opções em função do serviço do
View disponibilizar em seus desktops virtuais a possibilidade de utilização em dispositivos
de diferentes marcas ou modelos tais como notebooks, tablets, smartphones, ou mesmo
personal computers (PCs), convencionais, conforme demonstrado na Figura 34.
51
Figura 34 - Estrutura de disponibilização de acesso do View.
Fonte - Servix (2012)
Desta forma, quando o desktop é carregado pode ser trabalhado de forma off-line,
ou seja, quando se carregam os dados do desktop no tablet, utiliza-se o equipamento em
qualquer lugar como em casa ou em atividades fora da rede de origem e quando o
equipamento novamente estiver na rede local será realizado automaticamente o
sincronismo de todos os seus dados desde o último check-in.
Passando para a segunda parte dos pilares da Segurança da Informação temos,
então, a integridade dos dados. Para esse recurso a VMWare trabalha com arquivos de
extensões próprias, de modo que os mesmo só possam ser utilizados em sua plataforma, ou
então tem que ser importados para plataformas de outros softwares. Assim, não há como
conseguir ter acesso aos dados da máquina virtual sem ter algum software de virtualização
para importar a máquina, além disso, a máquina virtual deve ser configurada com os
requisitos próprios de segurança de acordo com cada organização, seja servidor ou
desktop, partindo então para o terceiro pilar da segurança, a confidencialidade.
Como não existe a possibilidade de acessar os arquivos do servidor sem ter um
software de virtualização e um conversor para fazê-lo, aliado ao fato de que mesmo se os
52
possuir ainda deve-se possuir um usuário se senha para acesso ao servidor o mesmo tornase bastante difícil de romper a confidencialidade. No caso de desktops virtuais pode-se
acessar o computador com os dados do usuário de qualquer dispositivo que possua a
compatibilidade para tal, porém os dados são armazenados no servidor ou storage de modo
que somente o usuário registrado para aquela imagem virtual possa ter acesso aos dados
nela contidos mesmo partindo de uma única imagem de sistema operacional em comum a
todos os usuários do serviço, Figura 35.
Figura 35 - Estrutura de acesso a imagens do View.
Fonte - Servix (2012)
Diante do proposto pelo processo DS9 do COBIT que trata de assegurar a
integridade das configurações de hardware e software por meio do estabelecimento e a
manutenção de um repositório de configuração preciso e completo se faz necessário o
alinhamento desse processo com a virtualização. Para tanto, o primeiro ponto do processo
DS9 descreve a necessidade de ter um repositório de configurações e perfis básicos e, neste
contexto, deve-se estabelecer uma ferramenta de suporte e um repositório central para
conter todas as informações relevantes sobre os itens de configuração. Monitorar e
registrar todos os bens e as mudanças ocorridas. Manter um perfil básico de itens de
53
configuração de todo sistema e serviço como um ponto de verificação seguro para eventual
retorno após as mudanças.
Com as máquinas virtuais pode-se manter uma imagem padrão de sistema
operacional com requisitos mínimos para o seu funcionamento, um exemplo, podemos
construir uma imagem de servidor com um SO Microsoft Windows Server 2008, com
disco de 40Gb e memória de 4Gb, essa imagem será a imagem padrão para todas as futuras
máquinas com Windows 2008 solicitadas a partir desse momento, portanto essa imagem
tem que ser configurada com os softwares considerados necessários para a organização
(IIS, Antivírus, SQL, etc.) e todas as máquinas criadas a partir dessa máquina teriam as
mesmas configurações e padrões da máquina “mãe”.
No caso de desktops com o uso do View Composer pode-se ir ainda mais longe,
pois a imagem padrão pode ser atualizada e configurada assim como a de servidores,
porém com um diferencial, pois uma vez que, se atualiza ou instala um novo software na
imagem padrão e disponibiliza-se essa imagem aos usuários, todos os desktops que forem
acessados já estarão automaticamente com as mesmas configurações da imagem mãe.
Nos quesitos de hardware os ambientes governamentais em sua maioria não
possuem peças sobressalentes para a troca e reparo de seus servidores, no caso do MAPA
existem algumas peças que podem ser remanejadas de um servidor a outro, em casos mais
graves de problemas ou até que a garantia possa realizar a substituição das mesmas.
O segundo ponto do DS9 trata da identificação e manutenção dos itens de
configuração e para isso deve-se implantar procedimentos de configuração para suportar a
direção e registrar todas as alterações no repositório de configurações. Integrar esses
procedimentos com gerenciamento de mudanças, gerenciamento de incidentes e
gerenciamento de problemas.
Com a virtualização pode-se realizar a cada alteração na imagem padrão um novo
snapshot, descrevendo quais alterações, softwares, hardware ou versões o mesmo possui,
podendo facilmente disponibilizar uma versão mais nova ou mais antiga do recurso
solicitado.
54
Em relação aos outros processos de gerenciamento, como não há ainda sua
implementação no MAPA, neste trabalho não será possível entrar em detalhes mais
profundos, porém todas as máquinas virtuais são monitoradas em tempo real por diversos
aplicativos, e seus problemas, manutenções, revisões e quaisquer procedimentos, são
registrados em ferramenta específica para monitoramento e acompanhamento de
chamados, podendo ter um histórico completo de tudo o que ocorreu na máquina virtual ou
no host.
O terceiro e último ponto do DS9 trata da realização da revisão da integridade de
configuração e para tanto deve-se periodicamente revisar os dados de configuração para
verificar e confirmar a integridade da configuração atual e histórica. Realizar análise crítica
periódica da política de uso de software, verificando a eventual existência de software
pessoal, não autorizado ou excedente ao contrato de licenças vigente. Erros e desvios
devem ser reportados, tratados e corrigidos.
Com o uso de softwares virtualizados, uma das maiores preocupações é o uso de
softwares não autorizados ou registrados, pois podem comprometer não um, mas todos os
serviços que estão rodando sobre aquela plataforma, os ambientes governamentais são
ambientes altamente regidos a políticas de uso de softwares e equipamentos.
Especificamente, no caso do MAPA não podem ser utilizados nem em servidores
nem em estações nenhum tipo de software pirata ou não autorizado, conforme descrito na
Política de Segurança da Informação do MAPA e essa auditoria é feita por softwares de
gerenciamento de rede, não ligados a virtualização diretamente.
55
5. CONCLUSÃO
Com o exposto no trabalho a computação em constante avanço de capacidade e
recursos, as novas tecnologias, a preocupação com o meio ambiente, os recursos
financeiros e a agilidade na tomada de decisões, temos a virtualização como um ponto
forte para a resolução desses problemas.
Foram apresentados os principais conceitos sobre virtualização, seus modos de
operação e formas de implementação. Foi demonstrado que a virtualização é uma técnica
que um sistema computacional seja compartilhado e que execute vários outros que são
denominados de máquinas virtuais. Cada máquina virtual trabalha isoladamente e com
características próprias, incluindo sistema operacional e periféricos, que podem ser
diferentes do sistema hospedeiro.
O processo DS9 do COBIT - Gestão da Configuração, com seus pontos de controle
específicos se integram quase que perfeitamente ao conceito aqui apresentado.
As empresas em geral, em específico as entidades governamentais são
extremamente importantes para o funcionamento do país, e quase, senão todas utilizam o
computador como sua principal ferramenta de trabalho e a preocupação com a segurança
das informações trafegadas ou armazenadas e ainda a conectividade com outros
dispositivos são grandes desafios a TI moderna.
Virtualizar desktops e servidores, prover segurança e conectividade, auxilia e
maximiza o uso de recursos computacionais pelos usuários finais.
Ao realizar a análise dos ambientes físicos e virtuais, fazendo um breve
comparativo, tenho a certeza de que a virtualização é um caminho sem volta, sua tendência
é de enorme crescimento, tanto no quesito de novas tecnologias e aplicações como no uso
de material virtualizado.
Hoje algumas empresas estão utilizando desktops virtuais em maior escala do que
os físicos. Entendo isso como uma tendência futura para entidades governamentais, pois o
maior controle por parte da equipe de TI, assim como os pilares da segurança nele
desenvolvidos e utilizados, podem prover ao usuário uma maior integração e
disponibilidade de uso dos dados uma vez que, os usuários podem acessar desktops e
56
aplicativos corporativos de quase qualquer dispositivo e as políticas de segurança quando
bem implementadas auxiliam na proteção de dados confidenciais.
Todos já ouvimos falar das gerações, a geração do rock, a geração Coca-Cola, hoje,
estamos vivenciando a geração internet, onde o mundo é conectado. As crianças aprendem
a utilizar computadores antes mesmo de aprender a escrever, os gadgets, celulares, tablets,
notebooks, estão cada vez mais no nosso dia a dia. Essa geração internet, vai cada vez mais
demandar a TI a conectividade e disponibilidade de seus dados.
A TI por sua vez, tem a cada dia que se especializar para poder prover com a maior
segurança possível o que os usuários necessitam, sem esquecer o que o negócio necessita,
então a gestão se faz necessária, o COBIT nesse trabalho representado pela Gestão da
Configuração, é uma das muitas ferramentas que podem auxiliar nesse contexto.
A grande maioria das entidades governamentais tem como clientes finais a
população em geral, então se pudermos utilizar os recursos financeiros e tecnológicos,
aliados a uma gestão confiável e alinhada com o negócio de cada empresa, poderemos
maximizar a experiência com o uso e a disponibilização das informações a quem
necessitar, ajudando assim o país a crescer e prosperar, podendo ainda ajudar nossas
futuras gerações.
57
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