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Virtuelle Maschinen & VMware

Virtuelle Rechner finden seit einigen Jahren Einzug in Datencenter. Welche Vorteile bringen virtuelle Rechner? Welche Fachbegriffe gibt es zu dem Thema? Soll ich mich mit der Materie überhaupt befassen? Ein Schnellkurs zu dem Thema Virtualisierung:

Stell dir vor, du hast einen Server, der bereits in die Jahre gekommen ist. Du kannst den Server nicht einfach ausschalten, weil darauf Hardware läuft, die nur in dieser Rechner-Konstellation funktionieren. – Oder du hast eine spezielle hoch komplexe Software auf diesem Rechner laufen, deren Konfiguration und Installation langwierig war. Eine Neuinstallation wäre nur mit tagelangen Konfigurationen verbunden. Ausserdem ist der Rechner durch viele Zugriffe permanent ausgelastet und kommt an seine Grenzen.

Dieses Szenario löst ein Systemadministrators mittels Virtualisierung. Das bedeutet, man überträgt dem physischen Server mittels Software in ein virtuelles Abbild und lässt den übertragenen virtuellen Rechner auf einem sog. Hypervisor laufen.

Ein weiterer Vorteil einer Virtualisierung ist, wenn man zb. zwei Rechner hat. Ein Rechner wird tagsüber stark belastet, sagen wir, es handelt sich um einen Datenbank-Server, der zu den Bürozeiten stark benutzt wird und der zweite Rechner erledigt das tägliche Backup. Das Backup wird in der Nacht ausgeführt. Konventionell brauche ich zwei Rechner, die zweimal angeschafft werden müssen, die zweimal Platz verbrauchen, zweimal Strom verbrauchen und zweimal Hitze abgeben, also auch zweimal gekühlt werden müssen. Ich kann beide Rechner auf einem Server laufen lassen und spare so Strom, Platz und Anschaffungskosten. Es spielt dabei keine Rolle, ob das eine System ein Windowsserver ist und das zweite System ein Linux-Desktop. Auf dem Hypervisor können unterschiedliche Betriebssysteme getrennt ausgeführt werden. Eine Begrenzung und Einschränkung ergibt sich nur durch die physische Begrenzung des Servers auf der der Hypervisor läuft.

Zusammenfassung der Vorteile einer Virtualisierung
Mehrfachnennungen zum besseren Verständnis

  1. Auf einem physikalischen System können mehrere unterschiedliche Betriebsysteme laufen (zb. Windows, Linux, OSX, AIX)
  2. Ältere Systeme und Anwendungen können auf neuen Systemen laufen
  3. Konsolidierung von Rechnern (siehe Beispiel oben)
    Ein Rechner wird tagsüber stark benutzt, steht in der Nacht jedoch praktisch im Leerlauf. Ein anderer Rechner wird in der Nacht stark benutzt aber tagsüber nicht. Konsolidiere (führe ich die Systeme zusammen) ich die beiden Systeme, brauch ich nur ein System zu warten, zu kaufen und spare Strom und Kühlung.
  4. Gemeinsame Nutzung der Hardware
    Lasse ich auf einem Rechner zwei Maschinen laufen, können Laufwerke, Netzwerkkarten, Prozessoren, Motherboard usw. geteilt werden
  5. Lastenverschiebung von einem System auf ein anderes System
  6. Erhöhung der Verfügbarkeit durch tools wie vMotion
  7. Snapshots
    Ich kann zu jedem Zeitpunkt sog. Snapshots erstellen und zu diesem Ausgangspunkt zurück kehren. Hilfreich sind Snapshots in Entwicklungs- oder Testumgebungen.

Es gibt grundsätzlich zwei Typen von Hypervisor:

  1. Typ 1 Hypervisor (bare metal)
    Hierbei läuft die Hypervisor-Software als unterste Schichte am Rechner. Der Hypervisor reicht die Hardwareinformationen dynamisch an das Betriebssystem weiter
  2. Typ 2 Hypervisor (hostet)
    Auf dem Rechner läuft ein Betriebssystem, zb, Windows, Linux oder OS X und der Hypervisor läuft auf dem Betriebssystem. Die Virtuellen Maschinen laufen dann wiederum auf dem Hypervisor.

Literaturempfehlung:

Eine verbreitete Software zur Virtualisierung von Rechnern ist VMware:

  • ESXi [i-e-s-iks-ei] oder ESX
    Ist der bekannte Typ 1 Hypervisor. ESXi ist der Nachfolger von ESX.
    Ein ca. 600 MB großes Betriebssystem auf dem die einzelnen virtuellen Maschinen aufsetzen.
  • vSphere [wisfir]
    VMware vSphere ist eine Sammlung von Software-Produkten und Features für den Bereich der Rechenzentrums- und Servervirtualisierung. Aktuelle Version 6. Über einen Client wird der Hypervisor-Server konfiguriert.Buchtipp:
    a) VMware vSphere 5.5: Das umfassende Handbuch (Galileo Computing)
    b) VMware vSphere 6: Servervirtualisierung und virtuelle Infrastrukturen
  • vSphere Client
    Läuft auf einem Windows Betriebssystem und man konfiguriert remote den ESXi.
  • vSphere CLI & PowerCLI
    Kommandozeilen Konfiguration für die Remote-Konfiguration des ESXi
  • vCenter Converter
    Ist eine Freeware und dazu gedacht, ein physikalisches System in ein virtuelles System zu verwandeln. Läuft aber nur auf PCs.
  • VMware Workstation
    Typ 2 Hypervisor und Konfig-Programm Für Windows und Linux.
  • VMware Fusion
    Hypervisor für Mac OS X. Ich kann damit auf eine in VMware Workstation abgebildete virtuelle Maschine „shared VM“ zugreifen oder auf Datenträger abgebildete Maschinen am Mac starten und konfigurieren. Aber man muss die Lizenz dennoch zahlen, als wäre es eine dedizierte Maschine.
  • VCenter Site Recovery Manager
    a) Zum Spiegel ganzer Rechenzentren
    b) Zum Testen von Wiederanlaufplänen
  • vMotion
    Mit vMotion können virtuelle Rechner zwischen verschiedenen Hypervisor im laufenden Betrieb verschoben werden. Man verwendet das bei Hardwaretausch oder auch zur Lastverteilung.
  • Storage vMotion
    Die Daten eines virtuellen Rechners können mit Storage vMotion während des Betriebes verschoben werden. Anwendung bei Performance-Engpässen.

 

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