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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Einführung
2 Virtuelle Maschinen im Unternehmen
3 Virtualisierungssoftware – eine Marktübersicht
4 Auswahl der möglichen virtuellen Maschine
5 Auswahl der richtigen Virtualisierungssoftware
6 Auswahl der richtigen physikalischen Infrastruktur
7 Installation und Update des Wirt-Systems
8 Verwaltung der Virtualisierungssoftware
9 Virtuelle Netzwerke
10 Virtuelle Festplatten
11 Erstellung einer virtuellen Maschine
12 Verwaltung der virtuellen Maschinen
13 VMware VirtualCenter
14 Skriptierung und Programmierung unter VMware und MS Virtual Server
15 Backup, Restore und Disaster Recovery
16 Templates (VM-Vorlagen)
17 Zusatzsoftware
18 Nützliche Adressen im Web
A Clustereinrichtung und Beispielumgebungen
B Kommandozeile und wichtige Dateien
C Häufige Fragen
Stichwort

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VMware und Microsoft Virtual Server von Dennis Zimmer
Virtuelle Server im professionellen Einsatz
Buch: VMware und Microsoft Virtual Server

VMware und Microsoft Virtual Server
geb., mit CD
612 S., 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-89842-701-2
Pfeil 4 Auswahl der möglichen virtuellen Maschine
Pfeil 4.1 Welche Server existieren im Unternehmen?
Pfeil 4.2 Performancemessung
Pfeil 4.2.1 Tools zur Messung
Pfeil 4.2.2 Berechnung der virtuellen Maschine
Pfeil 4.3 Welche Server eignen sich zur virtuellen Maschine?
Pfeil 4.3.1 Ideale Kandidaten
Pfeil 4.3.2 Problematische Serversysteme
Pfeil 4.3.3 Verfügbarkeit und Sicherheit
Pfeil 4.4 Gesamtkonzept


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4.4 Gesamtkonzept topZur vorigen Überschrift

Grundsätzlich kann man drei verschiedene Konzepte unterscheiden: die ausschließliche Virtualisierung von Test- oder Laborumgebungen, die Virtualisierung von leistungsschwachen Produktivsystemen und die Gesamtvirtualisierung. Eine Virtualisierung der Test- oder Laborumgebung hat natürlich sehr große Vorteile, da genau in diesen Umgebungen ein ständiger Serverwechsel herrscht und die Serversysteme ständig in ihren Ursprungszustand zurückgesetzt werden müssen.

Genau dieses Problem wird mit den Virtualisierungsprodukten sehr gut gelöst, da man die Festplattendateien in einen Zustand versetzen kann, bei dem die Änderungen nicht direkt auf die virtuelle Festplatte, sondern in eine weitere Datei (eine Art Transaktionsprotokoll) geschrieben werden. Man kann diese Logdatei zu einem beliebigen Zeitpunkt löschen oder sie mit der regulären Festplattendatei verschmelzen. Normalerweise existieren in diesen Umgebungen auch schon leistungsfähigere Systeme, auf denen aber keine Benutzermassen produktiv arbeiten.

Diese Server bieten sich geradezu an, sie mit einem Virtualisierungsprodukt zum »Mehrserversystem« zu machen. Hier können Sie bis zu 50 % Hardwarekosten einsparen, ohne dabei die Qualität der Testumgebung zu beeinträchtigen. Normalerweise sind Server innerhalb dieser Umgebungen kaum ausgelastet, was wiederum innerhalb der Virtualisierung zum Vorteil genutzt werden kann.

Gerade für große Entwicklungsabteilungen kann es ein großer Vorteil sein, verschiedenste Betriebssysteme und Applikationen innerhalb weniger Minuten betriebsbereit zur Verfügung stellen zu können. Wenn Sie dies mit regulärer physikalischer Hardware versuchen, können Ihre Kosten explodieren bzw. die Entwickler verbringen mehr Zeit damit, die Systeme aufzusetzen, als dass sie ihrer eigentlichen Arbeit nachgehen.

Selbst die Nachbildung ganzer Umgebungen ist dank virtueller Hardware sehr vereinfacht. Angenommen, Sie wollten eine Windows 2000 Domäne mit Softwareverteilung und mehreren Clients nachbilden. Kein Problem, es werden einfach mehrere virtuelle Maschinen mit unterschiedlichen Ressourcen erstellt, und man weist ihnen die Dienste zu, nachdem man die vorhandenen physikalischen Maschinen in die virtuellen Maschinen der Testumgebung migriert oder kurzerhand neu installiert hat.

Vorteile der Servervirtualisierung in Test- und Laborumgebungen:

  • geringe Kosten für die Serverumgebung
  • sehr flexible Erweiterung virtueller Server, da Ressourcen innerhalb von wenigen Minuten angepasst werden können
  • sehr schnelles Zurücksetzen der virtuellen Server in den Ursprungszustand
  • unter VMware ESX Ressourcenbeschränkung
  • sehr flexible Serververwaltung, das Hinzufügen oder Löschen virtueller Server ist innerhalb kürzester Zeit problemlos möglich
  • sehr schnelles Neuanlegen virtueller Server durch die Verwendung von Templates (Vorlagen)
  • bessere Ausnutzung der physikalischen Hardware und damit Kosteneinsparung
  • problemlose Erstellung ganzer Serverumgebungen mit verschiedenen Netzwerken, Routern etc. durch virtuelle Hardware möglich
  • Übernahme einer Kopie der produktiven Server in virtuelle Server über Tools oder Imagingsoftware möglich

Nachteile der Servervirtualisierung in Test- und Laborumgebungen:

  • Veränderungen bei der Verwendung und Administration der Virtualisierungssoftware bzw. des Wirt-Systems müssen durch Mitarbeiter erlernt werden.
  • Im Vergleich virtueller Hardware mit physikalischer Hardware können gerade bei leistungsintensiver Software größere Abweichungen entstehen.
  • zusätzliche Lizenzkosten für die Virtualisierungssoftware
  • Wie so oft bei der Betrachtung von Vor- und Nachteilen schneidet eine Virtualisierungssoftware sehr gut ab. Vor allem in diesem Beispiel kann der zweite Nachteil durch wenige, zusätzliche physikalische Maschinen zum Test leistungsintensiver Software ausgeglichen werden.

Eine weitere sinnvolle Alternative ist die Konsolidierung leistungsschwacher Systeme mittels Virtualisierung. In jedem Unternehmen sind Server vorhanden, deren Auslastung sehr gering oder nur zu bestimmten Tageszeiten höher ist. Dadurch werden die vorhandenen Ressourcen nur zu einem geringen Teil ausgeschöpft. Hier stehen wir vor einer Problematik, die sich durch die Trennung von Applikationen noch verschärft. Unternehmen sind wegen der Inkompatibilität verschiedener Applikationen auf einem System nämlich dazu übergegangen, für die meisten Applikationen eigene Systeme vorzuhalten. Verstärkt wurde dieser Trend durch jene Softwarehersteller, die für ihre Software den Support einschränken, wenn nicht gar verweigern, wenn sie nicht als eine singuläre Anwendung auf einem System laufen. Dies hat in den letzten Jahren dazu geführt, dass in IT-Abteilungen eine Vielzahl von Servern aufgebaut wurden. Natürlich mussten diese Systeme auch gewartet werden, und das sowohl administrativ als auch durch den Hardwarehersteller.

Mit der Zeit kamen auch die einstmals modernsten Serversysteme in die Jahre. Versuchen Sie heute mal ein Intel-Dualprozessorsystem mit 500 MHz zu bekommen, dessen Leistungsfähigkeit von einer Software älteren Datums voll in Anspruch genommen wird. Die Trennung von Applikationen aber wird weiterhin verlangt, und Serversysteme, die momentan auslaufen, müssen zwangsweise ersetzt werden. Da man bei der Neuanschaffung eines Serversystems trotzdem auf neueste Technik setzt, um wieder eine längere Zeit Wartung und Hardwareaustauch gewährleisten zu können, kommt ein weiteres Problem auf den Tisch.

Neuere Serversysteme sind enorm leistungsfähig. Der damals angeschaffte 500 MHz High-End Server mit 512 MB RAM muss nun durch mindestens einen 3 GHz Server mit wenigstens 1 GB RAM ersetzt werden. Die Anwendung bleibt allerdings die gleiche. Sie läuft jetzt auf einem Server, dessen Leistung sie nur zu einem Bruchteil ausschöpfen kann. Hier findet eine enorme Ressourcenverschwendung statt. Den vollen Preis dieses Servers müssen Sie trotzdem zahlen. Ein weiteres Problem kann die mangelnde Treiberunterstützung der neuen Hardware bei z. B. älteren Betriebssystemen sein. Als aktuelles Beispiel sei momentan Microsoft Windows NT angeführt. Hier ist die Wartung ausgelaufen und Gleiches wird mit der Treiberunterstützung geschehen. Die Hardwareunterstützung innerhalb der virtuellen Maschine wird noch bestehen bleiben, da innerhalb dieser sehr kompatible und stabile virtuelle Adapter mit entsprechenden Treibern existieren. Dies wird sich auch im Laufe der Zeit kaum oder sehr selten ändern. Diese neueren Serversysteme können, bei einer gewissen Mehrausstattung für das Hosten von vielen »alten« Serversystemen verwendet werden. Dabei ist je nach Serverumgebung durchaus der Faktor 1:10 erreichbar.

Daher liegt es nahe, von der Servervirtualisierung Gebrauch zu machen, da sich die Anschaffungskosten im Vergleich zur Neuanschaffung vieler physikalischer Systeme durchaus rechnen.

Vorteile der Virtualisierung leistungsschwacher Systeme:

  • geringere Hardwarekosten für die gesamte IT-Struktur
  • sehr flexible Erweiterung virtueller Server, da Ressourcen innerhalb von wenigen Minuten angepasst werden können
  • sehr schnelles Neuanlegen virtueller Server durch die Verwendung von Templates (Vorlagen)
  • bessere Ausnutzung der physikalischen Hardware und damit Kosteneinsparungen
  • problemlose Erstellung ganzer Serverumgebungen mit verschiedenen Netzwerken, Routern etc. durch virtuelle Hardware möglich
  • Migration der produktiven Server in virtuelle Server über Tools oder Imagingsoftware möglich
  • bereits existierende Hardware kann als Virtualisierungswirt dienen
  • weniger FibreChannel bzw. SAN-Anschlüsse werden benötigt
  • weniger Netzwerkanschlüsse werden benötigt
  • geringere Administrationskosten
  • geringere Wartungskosten, weil nur wenige physikalische Maschinen
  • hohe Ausfallsicherheit, besonders durch die Verwendung von VMware ESX erreichbar
  • bessere Auslastung der Wirt-Systeme, besonders durch VMware ESX mit VMotion
  • Hardwarewartung und Softwareupdates des Wirt-Systems können durch VMware mit VMotion ohne Ausfall durchgeführt werden.
  • Unterstützung von ausgelaufenen Betriebssystemen, wie DOS oder Windows NT vorhanden
  • Beschränkung leistungsintensiver Anwendungen mit VMware ESX möglich

Nachteile der Virtualisierung leistungsschwacher Systeme:

  • Verwendung und Administration der Virtualisierungssoftware muss durch Mitarbeiter erlernt werden
  • höhere Kosten bei Anschaffung eines zentralen Massenspeichers (SAN) bei der Verwendung von VMware ESX mit VMotion
  • sorgfältige Planung, um nicht in Ressourcenengpässe innerhalb der virtuellen Maschinen zu geraten
  • Manche Softwarehersteller unterstützen offiziell keine Servervirtualisierung.
  • Problemlösung innerhalb der virtualisierten Server unterscheidet sich von der physikalischer Server

Vielleicht wollen Sie keine Ausnahmen innerhalb des Serverkonzeptes, sondern streben eine Gesamtvirtualisierung an, sind daher bei Problemfällen kompromissbereit und haben das nötige Kleingeld.

Wie schon oftmals innerhalb dieses Buches erwähnt, sind fast keine Server unter ständiger Volllast. Aber es sind schon einige Server vorhanden, deren Auslastung über 60 % liegt. Es ist zwar sehr schwierig, solche Server sinnvoll innerhalb einer virtuellen Umgebung zu betreiben, aber ausgeschlossen ist es nicht.

Angenommen, es existierte ein Datenbankserver innerhalb Ihres Unternehmens, dessen Prozessorauslastung bei zwei 2 GHz-Prozessoren 80 % beträgt. Es macht natürlich wenig Sinn, diesen Server auf ein Wirt-System mit der gleichen Kapazität zu betreiben. Legt man das Wirt-System aber als 4- oder 8-Wege-System aus, stehen noch genügend Ressourcen für andere leistungsschwächere virtuelle Maschinen zur Verfügung. Mit dieser Konstellation haben Sie einen vermeintlich zur Virtualisierung ungeeigneten Server doch in Ihr Virtualisierungskonzept integriert. Gleiches gilt auch für festplattenintensive (I/O-)Serversysteme. Einem Wirt-System, das diesen Rechner aufnehmen soll, kann man mehrere FibreChannel-Adapter zum SAN spendieren.

Wie Sie sehen und auch in den vorigen Kapiteln gelesen haben, existieren keine klaren Regeln bezüglich der Virtualisierungsmöglichkeiten. Meistens ist es eher eine Designfrage, ob ein Rechner virtualisiert werden kann oder nicht. Ganz ausschließen können Sie derzeit allerdings Systeme, die mit 8- oder mehr Prozessoren ausgestattet sind und auf Volllast laufen, da es Ihnen schwer fallen wird, ein Wirt-System bzw. Virtualisierungsprodukt zu finden, das eine solche Kapazität aufnehmen könnte.

Da in den seltensten Fällen solche Server existieren, kann man diese Situation durchaus als Ausnahme betrachten. Daher sollte der Begriff Gesamtvirtualisierung auch weiterhin erlaubt sein, selbst wenn es einige physikalische Ausnahmen gibt, während ein Großteil der Systeme virtualisiert ist. Die Idee einer Gesamtvirtualisierung sollte man also nicht zu weit von sich weisen, bieten sich doch sehr gute Möglichkeiten, zu einer flexiblen und leistungsfähigen Serverlandschaft zu kommen, deren Kosten sich auf sehr niedrigem Niveau bewegen. Diese niedrigen Kosten kann man zum größten Teil auf die effiziente und hochgradige Ausnutzung des Potenzials der vorhandenen Hardware zurückführen.

Als weiterer und sehr wichtiger Aspekt seien die geringen Ausfallzeiten einer virtuellen Umgebung angeführt, da die virtuellen Maschinen durch die immer gleiche Hardware und die damit verbundene äußerst stabile Treiberunterstützung kaum unter Ausfällen leiden. Durch Techniken wie VMotion können sogar die Wartungsfenster für das Wirt-System gegen Null minimiert werden. Ein Ausfall ist real nur noch bei Änderungen innerhalb der virtuellen Maschine zu erwarten, die durch Updates des Betriebssystems oder der darin laufenden Anwendungen erforderlich werden. Da die virtuellen Maschinen zumeist innerhalb einer Minute neu starten, werden aber auch hier die Ausfallzeiten drastisch minimiert. Dieses Startverhalten kann selbstverständlich durch die installierte Software (beispielsweise leistungsintensive Anwendungen beim Systemstart) ausgebremst werden. Man rufe sich nur das Startverhalten mancher physikalischer Maschinen in den Sinn, bei denen alleine die Dauer des Speichertests im Minutenbereich liegt. Ausfälle sind im Endeffekt immer direkt oder indirekt mit Kosten und Ärger verbunden. Ein Administrator, der 10 Minuten vor einem Server steht und auf den Systemstart wartet, kostet schließlich auf Dauer auch Geld.

Aber nicht nur die Kostenvorteile liegen auf der Hand, sondern auch z. B. ein Disaster Recovery wird für das gesamte IT-Umfeld deutlich vereinfacht. Mit Hilfe der Festplattendateien und Templates kann man sehr schnell ein lauffähiges System herstellen, um eine Sicherung zurückzuspielen.

Vorteile einer Gesamtvirtualisierung

  • geringere Hardwarekosten für die gesamte IT-Struktur
  • sehr flexible Erweiterung virtueller Server, da Ressourcen innerhalb von wenigen Minuten angepasst werden können
  • sehr schnelles Neuanlegen virtueller Server durch die Verwendung von Templates
  • bessere Ausnutzung der physikalischen Hardware und damit Kosteneinsparung
  • problemlose Erstellung ganzer Serverumgebungen mit verschiedenen Netzwerken, Routern etc. durch virtuelle Hardware möglich
  • Migration der produktiven Server in virtuelle Server über Tools oder Imagingsoftware möglich
  • Bereits existierende Hardware kann als Virtualisierungswirt dienen.
  • weniger FibreChannel- bzw. SAN-Anschlüsse werden benötigt
  • weniger Netzwerkanschlüsse werden benötigt
  • geringere Administrationskosten
  • geringere Wartungskosten, weil nur wenige physikalische Maschinen
  • hohe Ausfallsicherheit, besonders durch bei Verwendung von VMware ESX
  • bessere Auslastung der Wirt-Systeme, besonders durch VMware ESX mit VMotion
  • Hardwarewartung und Softwareupdates des Wirt-Systems können durch VMware mit VMotion ohne Ausfall durchgeführt werden.
  • Unterstützung von älteren Betriebssystemen wie DOS oder Windows NT vorhanden
  • Beschränkung leistungsintensiver Anwendungen mit VMware ESX möglich
  • einheitliche Disaster Recovery-Lösung für die komplette IT-Infrastruktur

Nachteile einer Gesamtvirtualisierung

  • Verwendung und Administration der Virtualisierungssoftware muss durch Mitarbeiter erlernt werden
  • höhere Kosten bei Anschaffung eines zentralen Massenspeichers (SAN) bei der Verwendung von VMware ESX mit VMotion
  • sorgfältige Planung, um nicht in Ressourcenengpässe innerhalb der virtuellen Maschinen zu geraten
  • Manche Softwarehersteller unterstützen offiziell keine Servervirtualisierung.
  • Problemlösung innerhalb der virtualisierten Server unterscheidet sich von der physikalischer Server

Die Entscheidung, welchen Weg man gehen sollte, gilt es gut abzuwägen, da unter Umständen hohe Kosten für die Anpassung der Infrastruktur unabhängig von den Wirt-Systemen anfallen können. Um große Serverstrukturen zu virtualisieren, ist eine Anschaffung eines SAN geradezu unausweichlich, damit alle Vorteile für Administration und Verwaltung genutzt werden können.

Alles, was in diesem Kapitel geschildert wird, beruht auf Erfahrungen, die ihrerseits in Best Practices mündeten: Es muss allerdings nicht zwingend auf Ihr Unternehmen und Ihre Serverlandschaft zutreffen. Es kann durchaus ein gangbarer Weg sein, Server, deren Virtualisierung wegen ihrer hohen Auslastung keinen Sinn machen würde, gepaart mit wenigen Servern, deren Auslastung gering ist, auf einem Wirt-System laufen zu lassen. Diese Erfahrungen müssen Sie sammeln, z. B. durch vorherige Stresstests. Grundsätzlich kann ich nicht empfehlen, Server auf Biegen und Brechen zu virtualisieren, da es schlichtweg zum heutigen Zeitpunkt Serversysteme gibt, die in der physikalischen Welt besser aufgehoben sind. Falls Sie sich ihrer Sache nicht sicher sind, sollten Sie in einer Testumgebung die physikalische Maschine virtualisieren und Leistungsdaten sammeln. Anhand dieser Daten fällt eine Entscheidung deutlich leichter, und es ist allemal besser, als auf gut Glück ins Blaue hinein zu planen. Man muss dabei ganz klar sehen, dass ein virtuelles System niemals schneller als ein gleichwertiges physikalisches sein kann. Die Idee der Virtualisierung lebt davon, dass physikalische Systemressourcen nicht dauerhaft im hohen Maße benötigt werden.



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