Galileo Computing < openbook > Galileo Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
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 6 Auswahl der richtigen physikalischen Infrastruktur
Pfeil 6.1 Hardware
Pfeil 6.1.1 Wichtigkeit der Entscheidung
Pfeil 6.1.2 Unterstütze Hardware
Pfeil 6.1.3 Zwei-, Vier- oder »Mehr«-Wege-Systeme?
Pfeil 6.1.4 Hersteller
Pfeil 6.1.5 Hardwaretest
Pfeil 6.2 Sizing der Wirt-Systeme
Pfeil 6.2.1 Messdaten und Verfügbarkeit
Pfeil 6.2.2 Prozessor
Pfeil 6.2.3 Hauptspeicher
Pfeil 6.2.4 Massenspeicher
Pfeil 6.2.5 Netzwerkanbindung
Pfeil 6.3 Infrastruktur
Pfeil 6.3.1 Massenspeicher
Pfeil 6.3.2 Netzwerke

6 Auswahl der richtigen physikalischen Infrastruktur

Nachdem die richtigen Kandidaten für eine Virtualisierung gefunden wurden, ist der nächste logische Schritt die Auswahl eines oder mehrerer performanter Host-Systeme und deren Infrastruktur.


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6.1 Hardware Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Welche Hardware ist eigentlich die richtige für ein Unternehmen, bzw. welche ist besser für die Virtualisierung von Servern geeignet? Für ein funktionierendes Konzept ist diese Entscheidung von äußerster Wichtigkeit. Da im Normalfall schon eine funktionierende Infrastruktur vorhanden ist, kann diese entweder direkt genutzt oder muss gegebenenfalls verändert werden. Auf den folgenden Seiten lernen Sie einige der wichtigsten Faktoren kennen, die eine virtuelle Infrastruktur zu einer effizienten machen. Vor allem Massenspeicher- und Netzwerkanbindung können die Leistungsfähigkeit immens positiv, bei falscher Konfiguration aber auch negativ beeinflussen.


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6.1.1 Wichtigkeit der Entscheidung Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Da leider oft genug der Kostenfaktor höher gewertet wird als die technischen Probleme, die durch Sparmaßnahmen an der falschen Stelle entstehen, hier eine Warnung vorweg. Sie entscheiden mit der Hardware des Wirt-Systems über die Performance jeder einzelnen virtuellen Maschine, die später auf diesem System laufen wird.

Daher sollten Sie ihre Entscheidung genau überdenken und lieber ein paar Euro (wenn es auch ein paar Tausend sind) mehr ausgeben, wenn Sie dafür eine performante Maschine eines Markenherstellers mit entsprechendem Support bekommen. Gleiches gilt natürlich für die Infrastruktur von Netzwerk- und Massenspeicher.


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6.1.2 Unterstütze Hardware Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Je nachdem für welches der Virtualisierungsprodukte man sich entscheidet, muss man sich besondere Gedanken über die Hardwareauswahl machen. Bei Produkten wie VMware GSX und Microsoft Virtual Server wird erst einmal jedes Gerät unterstützt, das von dem darunterliegenden Betriebssystem (Wirt-Betriebssystem) über Treiber angesprochen und installiert werden kann.

Mit VMware ESX sieht die Welt ein wenig anders aus, weil dieses System sein eigenes Host-Betriebssystem mitbringt. Daher gelten dort andere Regeln. Das Host-Betriebssystem des ESX Servers, später Service Console genannt, leistet eine sehr eingeschränkte Treiberunterstützung, was allerdings der Performance zugute kommt. Es können daher nur zertifizierte Geräte eingebunden werden. Manch ältere Hardware kann allerdings mit der Zeit aus der Unterstützung herausfallen. Dies ist auch notwendig, damit der VMkernel von VMware ESX weiterhin klein und schnell bleibt.

Auf der Webseite von VMware existieren allerdings immer aktuelle Kompatibilitätslisten mit sämtlichen, von der jeweiligen Version unterstützten Hardwarekomponenten und Komplettsystemen:

http://www.vmware.com/support/resources/esx_resources.html

Damit sollte aber auch direkt deutlich werden, dass die Hardwareauswahl sich nicht auf Prozessor und Hauptspeicher beschränkt, sondern vielmehr die komplette Bandbreite an Komponenten zu beachten ist. Zu den wichtigsten Komponenten gehören CPU, Chipsatz, SCSI-Adapter, RAID Controller, FibreChannel-Adapter und Netzwerkkarten. Darüber hinaus werden momentan von VMware ESX weder Festplatten mit IDE- noch solche mit S-ATA-Anschluss als lokale Massenspeicher unterstützt. Voraussetzung für die Nutzung von VMotion (Verschieben aktiver virtueller Maschinen zwischen ESX-Servern) ist eine SAN-Verbindung für alle betroffenen VMware ESX Server.

Wenn man sich für einen bestimmten Hersteller entschieden hat oder sogar schon verwendbare Systeme vorhanden sind, ist es bei VMware ESX sehr wichtig, die eigene Hardware mit der Liste unterstützter Hardware (hardware compatibility list) auf der VMware-Webseite abzugleichen. Bei fehlender Unterstützung des Herstellers verzichten Sie besser auf den Einsatz eines solchen Systems.


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6.1.3 Zwei-, Vier- oder »Mehr«-Wege-Systeme? Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten und hängt direkt mit der benötigten Leistungsfähigkeit der virtuellen Maschinen zusammen, die später auf dem System laufen sollen. Mit seiner Virtual SMP-Funktion ist VMware ESX als einziges Virtualisierungsprodukt in der Lage, einer virtuellen Maschine zwei virtuelle CPUs bereitzustellen. Falls das Gast-Betriebssystem und die darauf laufenden Anwendungen Zwei-Prozessor-Systeme unterstützen, kann dies einen deutlichen Leistungsschub bewirken. Diese Virtual SMP-Unterstützung wird laut VMware in naher Zukunft auf Vier-Wege-VMs erweitert.

Darüber hinaus unterstützt VMware ESX Hyperthreading und »verdoppelt« damit die Anzahl der verfügbaren physikalischen Prozessoren. Diese Verdopplung bedeutet zwar keinen Leistungsanstieg um 100 %, 20 % bis 35 % sind dagegen realistisch.

Was ist Hyperthreading?

Diese Technik wurde vor einiger Zeit von Intel eingeführt und hat sich mittlerweile am Markt etabliert. Alle Pentium IV und XEON Prozessoren werden seit knapp einem Jahr nur noch mit dieser Technik ausgeliefert.

Funktion

Auf einer physikalischen CPU laufen zwei logische CPUs, die zur Performancesteigerung auch weitgehend unabhängig voneinander sind. Um dies zu erreichen, existieren zwei Registersätze, es gibt zwei Interrupt-Controller und verschiedene interne Verwaltungsstrukturen. Da dadurch kein zweiter IDE (Prozessorkern) benötigt wird, verändert sich auch die sichtbare Struktur dieser Prozessoren nicht. Weil manche Hersteller ihre Produkte nach Anzahl der implizierten Prozessorkerne lizenzieren, ist die Tatsache, dass bei Hyperthreading kein zweiter Kern benutzt wird, sehr wichtig.

Kurz gesagt, es ändert sich gegenüber einer Ein-Prozessor-Maschine optisch rein gar nichts, allerdings erkennen Betriebssysteme, die diese Technik unterstützen, zwei Prozessoren und zeigen diese dann auch an. Wenn Sie also eine Acht-Wege-Maschine besitzen, sieht ihr Betriebssystem 16 verwendbare Prozessoren. Diese Technik wird auch SMT (Simultaneous Multithreading) genannt.

Abbildung 6.1 Hyperthreading

Im Gegensatz dazu steht SMP (Symetric Multi Processing). Bei dieser Technik sind wirklich zwei oder mehrere physikalische Prozessoren auf dem Mainboard integriert. Allerdings können diese Prozessoren wiederum Hyperthreading unterstützen, wodurch sich die Anzahl der für das Betriebssystem verfügbaren Prozessoren abermals verdoppelt.

Gerade bei Zwei-Wege-Maschinen als Wirt-System ist Hyperthreading sehr nützlich, denn sie schöpfen die Möglichkeiten dieser Technik voll aus. Eine sinnvolle Nutzung von Virtual SMP unter VMware ESX ist auf einer Zwei-Wege-Maschine nur mit Hyperthreading möglich.

Was ist ein Bladecenter?

Ein weiterer Kandidat, den man nicht vergessen sollte, sind Bladecenter bzw. Blades, die entweder als Zwei- oder Vier-Wege-Version durchaus für den Virtualisierungseinsatz verwendet werden können. Hier nutzt man die Vorteile aus zwei Welten: Hardwarekonsolidierung durch Blades einerseits und Hardwarekonsolidierung durch Virtualisierung andererseits. Statt einer Hardwareauslastung von durchschnittlich 15 % erreicht man nach einer von VMware herausgegebenen Studie eine Auslastung von bis zu 85 % (Whitepaper: Improving Economics of Blades with VMware).

Vielleicht haben Sie schon einmal die Werbung von IBM oder Hewlett-Packard bezüglich der Bladecenter im Fernsehen gesehen. Dort wird darauf verwiesen, dass der Serverraum urplötzlich sehr leer ist. Das Ganze ist zwar auf wenig realistisch dargestellt, trifft aber trotzdem den Kern der Sache. Ein Bladecenter ist ein Chassis von ungefähr 6 – 7 Höheneinheiten in der 19-Zoll-Bauweise. In dieses Chassis können je nach Hersteller und Ausstattung bis zu 14 Blades integriert werden. Diese Blades werden nebeneinander senkrecht in das Bladecenter eingesteckt. Das Bladecenter selbst beherbergt je nach gewünschter Ausstattung Fibre Channel Switches, Gigabit Switches und Managementmodule (diese dienen als KVM Switch). Disketten- und CD-ROM-Laufwerke sind ebenfalls in das Bladecenter integriert und können auf Knopfdruck zwischen den Bladeservern umgeschaltet werden. Der der Stromanschluss wird dabei nur am Bladecenter angebracht. Aber Achtung: An mindestens zwei Steckern mit 16 Ampere! Beachten Sie dies bei der Planung der Stromversorgung im Serverraum. Aufgrund der erhöhten Stromversorgung muss auch eine entsprechende Kühlleistung pro Quadratmeter durch Klimatisierung eingeplant werden.

Abbildung 6.2 Bladecenter

Bei IBM werden die einzelnen Blades über eine so genannte »Midplane« an die Komponenten des Bladecenters angeschlossen. Die Bladeserver an sich können wiederum je nach Ausbau mehrere Gigabit-Adapter, mehrere FibreChannel-Adapter und eigene IDE- bzw. SCSI-Platten beinhalten. Momentan gibt es Zwei- und Vier-Wege-Blades mit 32-Bit- oder 64-Bit-Prozessoren am Markt, die derzeit mit maximal 8 GB RAM ausgestattet werden können.

Abbildung 6.3 4 Prozessorblade mit SCSI-Erweiterung

Durch diese »Konsolidierung« der Serverkomponenten und damit des Platzbedarfs kann ein Serverraum bzw. können die 19-Zoll-RacksRack"> schlagartig leerer werden. Durch die hohe Modularität des Bladecenters und der Blades selbst tun sich vielfältige Möglichkeiten auf, was Ausstattung und Performance angeht. Von der Kostenseite her betrachtet, rechnet sich ein Bladecenter gegenüber einem herkömmlichen Serverkauf je nach Ausbau schon ab ca. vier Blades. Durch die starke Konsolidierung, die nur begrenzte Optionen bei der Hardwareausstattung erlaubt (beispielsweise bei der Anzahl der FibreChannel- und Netzwerkkarten), werden die Einsatzmöglichkeiten mit Blick auf die Virtualisierung natürlich recht starr und unflexibel. Wenn Sie sehr viele virtuelle Netzwerke über physikalische Adapter für den idealen Betrieb der virtuellen Maschinen benötigen, werden Sie mit einem Bladeserver zumindest derzeit nicht glücklich.

Abbildung 6.4 Und so funktioniert das Stecksystem

Um Ihnen die Entscheidung mehrere »kleinere Server« (eins bis vier CPUs) oder wenige »dicke Server« (mehr als vier CPUs) zu erleichtern, gebe ich Ihnen eine Pro-/Contra-Analyse an die Hand.

Zwei- und Vier-Wege-Systeme oder Bladecenter Server

  • Vorteile:
    • geringere Kosten pro Server
    • Es passen sehr viele Server in ein Rack.
    • Verschiedene Komponenten (Systembus, SCSI-Controller etc.) werden von weniger virtuellen Maschinen genutzt, wodurch es dort zu weniger Engpässen kommt.
    • Sie können besser skalieren.
    • Die Ausfallsicherheit der Hardware wird deutlich erhöht.
  • Nachteile:
    • Die Anzahl der virtuellen Maschinen auf dem Wirt wird schneller beschränkt.
    • Das System kann eher unter Volllast stehen als ein entsprechendes Mehrprozessorsystem.
    • Es wird mehr physikalische Hardware benötigt, wodurch höhere Wartungskosten entstehen können.
    • höhere Virtualisierungssoftwarekosten
    • höhere Serveradministrationskosten
    • höhere Infrastrukturkosten (Ethernet-/FibreChannel-Switches)

Entscheidender Vorteil ist ganz klar die bessere Ausfallsicherheit. Nehmen Sie beispielsweise zwei Bladecenter mit jeweils fünf Blades (Virtualisierungsserver): Falls nun ein Blade ausfällt, könnten Sie entweder die VMs auf die restlichen Bladeserver verteilen oder über ein Reserveblade das ausgefallene ersetzen. Sollte ein gesamtes Bladecenter ausfallen, könnten Sie alle Blades in das zweite Bladecenter stecken und so den Betrieb aufrecht erhalten.

Mehrwege-Systeme (8 – 16 CPUs)

  • Vorteile:
    • hohe Anzahl von virtuellen Maschinen pro System
    • geringere Serverwartungskosten
    • geringere Serveradministrationskosten
    • geringere Virtualisierungskosten (Lizenzen etc.)
    • geringerer Backup-Bedarf für die Serverbetriebssystemsicherung
    • Durch die hohe Prozessorleistung ist eine Vollast des Servers durch virtuelle Maschinen leicht zu vermeiden.
    • geringere Infrastrukturkosten (Ethernet-/FibreChannel-Switches)
  • Nachteile
    • höhere Kosten pro Server
    • Es passen wenige Server in ein 19-Zoll-Rack.
    • Die Komponenten (Systembus, SCSI-Controller etc.) werden von vielen virtuellen Maschinen genutzt, wodurch dort ein Engpass entstehen kann.
    • schlechtere Skalierungsmöglichkeiten
    • geringere Ausfallsicherheit

Hier liegen die Vorteile ganz klar im Bereich der Serveradministration und -wartung, da es nur wenig Hardware gibt, die ausfallen kann und gewartet werden muss. Das birgt aber auch einen Nachteil, fallen doch erhebliche Kosten an, um eine bessere Ausfallsicherheit der Hardware zu gewährleisten.


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6.1.4 Hersteller Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Warum dieses Kapitel, mag sich der geneigte Leser fragen? Muss ich mir hier etwa Werbung gefallen lassen?

Nein, natürlich nicht. Wie Sie auf den letzten Seiten gelesen haben, ist die Auswahl des Wirt-Systems mit das wichtigste Kriterium bei der Planung vor einer Servervirtualisierung. Ganz gleich für welche Virtualisierungssoftware Sie sich entscheiden, sparen Sie um Himmels willen nicht am Wirt-System! Dies gilt sowohl für die Ausstattung als auch für die Ausfallsicherheit durch Redundanz und die Wartung des Systems.

Absolutes Muss ist ein Serversystem eines namhaften Herstellers, der Ihnen eine hohe Verfügbarkeit des Systems garantiert, guten Support bereitstellt und entsprechende Wartung anbietet. Wenn Sie sich für einen ESX Server entscheiden, muss der Server bzw. seine Komponenten in der Hardware Compatibility List aufgeführt sein, sonst mangelt es unter Umständen an Treiberunterstützung seitens des ESX-Produkts und natürlich seitens des Herstellers VMware. Keine Treiberunterstützung heißt in den meisten Fällen, dass schon die Installation fehlschlägt bzw. der spätere Betrieb fehlerhaft verläuft.


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6.1.5 Hardwaretest topZur vorigen Überschrift

Sobald Ihre Hardware in Ihrem Serverraum steht, installieren Sie nicht euphorisch direkt darauf los, sondern testen Sie erst einmal die Hardware auf Herz- und Nieren. Oder verlangen Sie von dem Lieferanten einen Nachweis, dass die gelieferte Hardware schon verschiedene Tests erfolgreich durchlaufen hat (manche Hersteller legen die Testergebnisse sogar schon bei).

Viele Supportanfragen, die an VMware gerichtet werden, sind auf fehlerhafte Hardware zurückzuführen. Komponenten wie Hauptspeicher, Prozessor und Festplatten müssen Sie unbedingt vor der Verwendung als Wirt-System testen, da spätere Fehler zum Absturz von Teilen der virtuellen Infrastruktur führen können.

Natürlich sollten Sie diese Hardwaretests immer sehr gewissenhaft durchführen, aber mit einem solchen Server verhält es sich doch ein wenig kritischer, da später alle darauf betriebenen virtuellen Maschinen von einem Ausfall betroffen sind.

Software zum Testen stellt Ihnen entweder der Hersteller zur Verfügung, oder Sie benutzen Standardtestsoftware wie memtest86. Dazu booten Sie z. B. einfach eine »Knoppix«-CD und starten einen Memorycheck. Als weitere Testmöglichkeit bietet sich die Installation eines Betriebssystems wie Windows oder Linux auf dem Wirt-System an, deren verschiedene Benchmarkprogramme nicht nur auf funktionstüchtige Hardware hin prüfen, sondern gleichzeitig die Leistung des Systems anzeigen. Dies ist für die spätere Planung, was beispielsweise die mögliche Anzahl von VMs angeht, sehr hilfreich.

Wie lange sollte man testen?

Solange wie möglich, jedoch mindestens drei Tage, besser wäre natürlich eine Woche. Je länger Sie die Tests durchführen, desto beruhigter können Sie auf die Hardware vertrauen. Vor allem defekte Hauptspeichermodule können Ihnen Ausfälle, Abstürze oder ähnliche Phänomene bescheren, die man in aller Regel zuerst in der Applikation sucht und zuletzt im Hauptspeicher. Dass in diesem Fall nicht nur ein Betriebssystem und eine Instanz der Anwendung läuft, sondern viele verschiedene, das macht die Fehlersuche mit Sicherheit nicht einfacher. Ähnlich unschön können sich Probleme mit einem oder gar mit mehreren Prozessoren auswirken.



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