Nutzen von Desktop-Virtualisierung für Unternehmen

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Fallstudienarbeit
Hochschule:	Hochschule für Oekonomie & Management
Standort:	Essen
Studiengang:	Bachelor Wirtschaftsinformatik
Veranstaltung:	Fallstudie / Wissenschaftliches Arbeiten
Betreuer:	Dipl-Inf._(FH)_Christian_Schäfer
Typ:	Fallstudienarbeit
Themengebiet:	Desktop Virtualisierung
Autor(en):	Lierfeld, T., Thormann T.
Studienzeitmodell:	Abendstudium
Semesterbezeichnung:	SS11
Studiensemester:	2
Bearbeitungsstatus:	Bearbeitung abgeschlossen
Prüfungstermin:
Abgabetermin:

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Grundlagen der Desktop-Virtualisierung 2.1 Definition / Erklärung 2.2 Generelle Funktionsweise 2.3 Technologie 2.4 Endgeräte in der Desktop-Virtualisierung 3 Hersteller und Produkte 3.1 Citrix 3.2 Microsoft 3.3 VMware 3.4 Oracle 3.5 Parallels 4 Nutzengenerierung 4.1 Management 4.2 Flexibilität 4.3 Ressourcenoptimierung 4.4 Energieeffizienz 4.5 Kosteneffizienz 4.6 Umweltschutz 4.7 Sicherheit und Datenschutz 5 Kritische Betrachtung 6 Ausblick 7 Fazit 8 Abkürzungsverzeichnis 9 Tabellenverzeichnis 10 Abbildungsverzeichnis 11 Fußnoten 12 Literatur- und Quellenverzeichnis

1 Einleitung

"'Virtualisierung' – Das aktuelle Schlagwort der IT ist in aller Munde und mittlerweile in nahezu jeder Produktbeschreibung dieser Tage zu finden" ^[1]. "Nach Ansicht vieler Analysten und Marktbeobachter ist das Thema Virtualisierung einer der wichtigsten IT-Trends für die kommenden Jahre" ^[2]. So oder so ähnlich lauten viele Kommentare zum Thema Virtualisierung. Virtualisierung sei im Trend und mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Vielmehr gehen einige Analysten davon aus, dass die Virtualisierung in den kommenden Jahren nahezu jeden Aspekt der IT betreffen wird ^[3]. In zahlreichen Publikationen wird die Virtualisierung hoch gepriesen und als nächster Schritt für Unternehmen bezeichnet^[4].

Ist dieser Trend rund um die Virtualisierung berechtigt oder gibt es auch Nachteile, welche die Virtualisierung mit sich bringen kann? Diese Fallstudie soll einen Überblick über das Thema Virtualisierung, im Speziellen über die Desktop-Virtualisierung, geben. Neben den Grundlagen sowie Hersteller und deren Produkte liegt der Fokus dieser Arbeit auf den Nutzen der Desktop-Virtualisierung für Unternehmen. Welchen Nutzen hat ein Unternehmen von der Desktop-Virtualisierung? Haben Unternehmen einen signifikanten Mehrwert durch die Desktop-Virtualisierung oder sollten diese noch warten bevor Sie ihre IT-Infrastruktur im Zuge der Virtualisierung umstellen?

Das Ziel dieser Arbeit ist es genau diesen Fragen auf den Grund zu gehen und Ihnen die Entscheidung für oder gegen die Desktop-Virtualisierung im Unternehmen zu erleichtern.

2 Grundlagen der Desktop-Virtualisierung

2.1 Definition / Erklärung

Eine einheitliche Definition für die Virtualisierung zu finden ist schwer, da der Begriff Virtualisierung breit ausgelegt ist. Rober Vogel, Tarkan Kocoglu und Thomas Berger versuchen sich an einen sehr offenen Definitionsversuch und definieren die Desktop-Virtualisierung als "Methoden, die es erlauben, Ressourcen [...] mit Hilfe von Software zu abstrahieren und damit eine Möglichkeit zum zentralen Zusammenzufassen oder Aufteilen zu erhalten"^[5].

Der Markt der Virtualisierung beschränkte sich bisher meist jedoch auf die Server-Virtualisierung wo dem Virtuellen Server vorgegaukelt wird, dass er die gesamte Hardware für sich alleine zur Verfügung hat, in Wirklichkeit jedoch mehrere virtuelle Serverinstanzen auf dieser Maschine laufen ^[6]. "Dies erlaubt eine Konsolidierung des Serverparks um einen entsprechend hohen Faktor [...]" ^[7].

Die Ziele der Desktop-Virtualisierung sind nahezu dieselben: Es soll eine Konsolidierung der Clients im Unternehmen erreicht werden um somit die Kosten sowie den Administrativen Aufwand zu minimieren ^[8].

2.2 Generelle Funktionsweise

Der Grundsatz der Virtualisierung von Desktops (siehe Abbildung 1) ist die Verlagerung von Ressourcen in eine zentrale Serverumgebung in einem Rechenzentrum. Der Vorteil ist, dass somit ein zentrales Management dieser Ressourcen möglich ist ^[9].

Bei der Desktop-Virtualisierung werden virtuelle Maschinen für das Hosten der Desktop-Images (System-Abbild eines Desktops) im Rechenzentrum eingesetzt ^[10]. Auf dieser virtuellen Maschine läuft ein komplettes Client-Betriebssystem sowie alle für den Anwender benötigten Anwendungen. Jeder Mitarbeiter hat eine virtuelle Maschine auf dem Server zur Verfügung, auf welche er sich mittels eines geeigneten Clients z.B. PC (Personal Computer), Laptop oder Thin Client verbinden kann.

Das Betriebssystem und die Anwendungen selbst laufen nicht mehr auf dem Client des Anwenders, sondern direkt auf der zentralen Serverumgebung im Unternehmen. Über den Client werden Tastatureingaben und Mausklicks auf den Server übertragen. Umgekehrt wird die Bildschirmausgabe vom Server zum Client übertragen. Mehrere Anwender im Unternehmen können sich eine Instanz des Systems mit den entsprechenden Anwendungen teilen, haben jedoch meist auch eine personalisierte Umgebung zur Verfügung in der Sie vertrauliche Daten benutzerbezogen abspeichern können. Die Schlüsselrolle bei der Desktop-Virtualisierung spielt der Server, auf dem die VMs (Virtuelle Maschinen) bereitgestellt werden.

Durch diese Zentralisierung der Daten werden vertrauliche Informationen nie auf einen externen Client übertragen, sondern zentral im Rechenzentrum abgelegt. Dies erleichtert somit die Administration, da Anwendungen zentral auf dem Server installiert sowie gewartet werden müssen. Ein Administrieren und Aktualisieren einzelner Clients ist somit nicht mehr notwendig ^[11].

2.3 Technologie

Der Begriff Virtualisierung taucht in der Informationstechnologie in sehr unterschiedlichen Technologievarianten auf. Prinzipiell geht es bei der Virtualisierung um die Abstraktion von physikalischen Ressourcen wie z.B. Prozessoren, Speicher, Bildschirme, etc. mit Hilfe von Software. Somit ist eine Virtuelle Maschine eine Software welche einen echten physikalischen Computer emuliert und für ein Betriebssystem so aussieht, als sei es ein "echter Computer" ^[12].

Virtualisierungstechnologien setzen auf unterschiedlichen Schichten aktueller Computersysteme auf. Abbildung 2 zeigt die normalen Schichten, eines nicht-virtualisierten Systems. Das Betriebssystem verfügt exklusiv über die Komplette Hardware. Applikationen nutzen Schnittstellen und Bibliotheken (Shared Libraries), welche von dem Betriebssystem bereitgestellt werden, um mit der Hardware zu kommunizieren. Die Benutzerschnittstellen UI (User Interface) sind exklusiv an die jeweilige App (Applikation) gebunden und werden auch über Schnittstellen des Betriebssystems auf dem Monitor des physikalischen Rechners ausgegeben.

Hardwarevirtualisierung Im Vergleich zu einem nicht-virtualisierten System wird bei der Hardwarevirtualisierung die Systemarchitektur um einen Hypervisor erweitert. Der Hypervisor besteht aus der eigentlichen Software um die Hardware zu abstrahieren bzw. den VMs, und Tools welche es ermöglichen die VMs zu verwalten. Er ist außerdem dafür zuständig die virtuellen Maschinen zu koordinieren und den Zugriff auf die Hardware des physikalischen Host-Systems zu regeln. Man unterscheidet bei der Hardwarevirtualisierung die Anwendungsbereiche Server- und Desktop-Virtualisierung sowie verschiedene Technologievarianten ^[13].

System ohne Virtualisierung

• Hardware
• Betriebssystem
• Shared Libraries, Applikationen, User-Interfaces

Systemschichten der Hardwarevirtualisierung:

• Hardware
• Hypervisor
• VM mit Betriebssystem, Shared Libraries, Applikationen sowie User-Interfaces (siehe Abbildung 3)

Für jede VM wird somit ein eigenes Betriebssystem zur Verfügung gestellt, jedoch erfolgt der Zugriff auf die eigentliche physikalische Hardware immer über den Hypervisor der VM, welcher jeglichen Hardwarezugriff steuert und kontrolliert.

Präsentationsvirtualisierung Die Präsentationsvirtualisierung, auch als Terminal Computing bekannt, basiert auf den Grundsatz die Darstellung des User Interfaces einer Applikation von der eigentlichen Programmlogik zu trennen. So ist es möglich komplexe Programme auf leistungsfähigen Servern im Rechenzentrum eines Unternehmens laufen zu lassen und die Darstellung der Applikation auf einen vergleichsweise Leistungsschwachen Client zu verlagern. Dazu ist lediglich eine Software zur Darstellung des entfernten User Interfaces notwendig.

Daraus ergeben sich einige Vorteile:

• Zentrale Lagerung von Daten
• effizientere Durchsetzung von Sicherheitspolicies in Unternehmen
• Software, welche auf oft auf Serverdaten zugreift ist direkt an der Quelle

Ein Nachteil der bei der Präsentationsvirtualisierung entsteht ist die absolute Abhängigkeit einer Netzanbindung. Fällt die Netzwerkverbindung zum Server aus ist ein Arbeiten nicht mehr möglich, bis die Verbindung wieder vollständig verfügbar ist ^[14].

Desktop-Virtualisierung Insbesondere die Kombination aus der Hardware, sowie Präsentationsvirtualiserung hat sich als erfolgreich erwiesen und endete in dem Konzept der Desktop-Virtualisierung. Durch diese Kombination der Hardwarevirtualisierung, zwecks Konsolidierung im Rechenzentrum, sowie Präsentationsvirtualisierung um nahezu jede Form eines Clients zu nutzen, kann die VDI (Virtual Desktop Infrastructure) ihre Stärken und ihren Nutzen aufzeigen ^[15].

2.4 Endgeräte in der Desktop-Virtualisierung

Einer der größten Vorteile der Desktop-Virtualisierung ist der, dass die Desktops nicht mehr an die Endgeräte bzw. Clients gekoppelt sind. So ist es Möglich mit verschiedenen Clients auf den gleichen Desktop bzw. auf die gleiche Arbeitsumgebung zugreifen zu können (siehe Nutzengenerierung). In traditionellen Client/Server-Architekturen sind auf jedem einzelnen Client bzw. Fat Client Betriebssysteme, Sicherheitssoftware sowie Anwendungen installiert. Ein Mitarbeiter in einem Unternehmen hat die Möglichkeit zentrale Daten auf einen Server aufzurufen und lokal zu nutzen. Der Anwender kann nun die Entscheidung treffen die Datei entweder auf dem Server wieder zu speichern bzw. zu aktualisieren oder seine Änderungen nur lokal abzulegen und auf dem Server den alten Stand zu belassen ^[16]. Da bei der Desktop-Virtualisierung jegliche Daten bereits auf den Server liegen und dort direkt bearbeitet werden, wird dem Benutzer die Entscheidung abgenommen. Da die komplette Logik der Virtuellen Maschine im Rechenzentrum liegt hat man nun die Möglichkeit auch mit leistungsschwachen Clients die gewohnte Arbeitsumgebung zu nutzen (siehe Präsentationsvirtualisierung), was neue Möglichkeiten in der Clientbereitstellung ermöglicht.

Fat Clients Ein so genannter Fat Client ist ein Client so wie man ihn von den herkömmlichen Arbeitsplätzen heutzutage kennt. Es ist also ein vollwertiger Computer mit eigener Hardware wie Festplatte, Arbeitsspeicher, Grafikkarte sowie einen Prozessor. Er ist somit in der Lage mittels eines Betriebssystems vollständig eigenständig zu operieren. Er verfügt somit über alle heute üblichen Hardwarekomponenten sowie Peripherieanschlüsse. Ein typischer Fat-Client ist somit z.B. ein Windows-basierter PC oder ein Laptop.

Thin Clients

Das Konzept der Thin Clients geht zurück auf die Terminal Server Lösung, wie sie bereits in den 1950er und 1960er Jahren eingesetzt wurden. Zu dieser Zeit waren Ressourcen wie Prozessoren und Speicher in Vergleich zur angebotenen Leistung sehr teuer. Daher kamen Großrechner, so genannte Mainframes, zum Einsatz welche von mehreren Anwendern gleichzeitig genutzt werden konnten. Die Clients wurden an ihren Host angebunden und dienten ausschließlich der Übertragung der Eingaben zum Host und der Darstellung der Ausgabe des Systems.

Das gleiche Konzept nutzen die heutigen Thin Clients. Über das Netz werden wie beim historischen Vorbild der Terminal Server nicht die Anwendungsdaten sondern Benutzereingaben sowie Video- und Audioausgaben zwischen Client und Server übermittelt ^[17].

Thin Clients sind deutlich kleiner als Fat Clients und beinhalten in der Regel keine Austauschdatenträger wie Festplatten oder Laufwerke. Die Leistung eines Thin Clients ist nicht mit der eines Fat Clients zu vergleichen, da sie über keine nennenswerte Rechenleistung und Verarbeitungskapazität verfügen. In den Thin-Clients befinden sich lediglich die notwendige Leistung sowie Ausstattungen, welche für eine Übertragung der Präsentationsdaten zum Anwender benötigt werden.

Spezifikation eines Thin Clients am Beispiel Wyse S50 ^[18]:

• Prozessor: AMD Geode GX 366MHz (Megahertz)
• Speicher: 128MB Flash/256MB (Megabyte) RAM (Random Access Memory)
• I/O Peripherie Support:VGA (Video Graphic Adapter)-typischer Video-Ausgang, Erweitertes USB (Universal Serial Bus) Keyboard mit PS/2 Maus-Port und Windows Keys sowie PS/2 Maus enthalten ,Ein serieller Port, Vier USB 2.0 Ports (2 vorne, 2 hinten)
• Networking: 10/100 Base-T Fast Ethernet twisted pair RJ-45 (Registered Jack Type 45)
• Prozessor: AMD Geode GX 366MHz

Sonstige Da die Desktop-Virtualisierung den Vorteil hat, dass auf den Endgeräten keine Programmlogik oder komplexe Rechenaufgaben selbst ausgeführt werden, können als Endgeräte eine Vielzahl von anderen Geräten eingesetzt werden. Die einzige Voraussetzung für die Nutzung der Desktop-Virtualisierung auf einem Endgerät ist die Kompatibilität zur eingesetzten Virtualisierungslösung bzw. die Verfügbarkeit der Endsoftware vom Hersteller zur Präsentation auf dem Endgerät. Weitere potentielle Clients können somit z.B. folgende Geräte sein:

• Smartphones
• Tablet PCs
• Netbooks

3 Hersteller und Produkte

"VMware als Anbieter von Virtualisierungslösungen [...] stand lange Zeit allein und als Vorreiter auf weiter Flur. Virtualisierung wurde mit dem Namen VMware gleichgesetzt" ^[19]. Der immer lauter werdende Aufschrei der Konsumenten nach Desktop-Virtualisierung, lässt den Virtualisierungsmarkt zunehmend populärer werden. Das Interesse sich Marktanteile in diesem Bereich zu sichern und damit seine Position als Anbieter von Virtualisierungslösungen zu stärken, liegt mittlerweile nicht nur mehr bei VMware. So setzen sich inzwischen Firmen wie Microsoft, Oracle, Citrix, Parallels und viele weitere mit diesem Thema auseinander, wie eine Umfrage der ITIC (Information Technology Intelligence Consulting) zur "Globale Virtualisierungsentwicklung" von 2009 zeigt: "Citrix ist Marktführer im Bereich Desktop-Virtualisierung mit 19% Marktanteil gefolgt von Microsoft mit 15% und VMware mit 8%. [...] über 60% der Unternehmen haben noch nicht begonnen ihre Desktop-Umgebungen zu virtualisieren" ^[20].

3.1 Citrix

Das amerikanische Softwareunternehmen Citrix Systems (ursprünglicher Name Citrus) wurde 1989 von Ed Iacobucci gegründet und zählt mittlerweile zu den führenden Anbietern von Virtualisierungstechnologien. Neben dem Hauptsitz in Fort Lauderdale, gibt es weitere Unternehmensstandorte in Deutschland, Österreich und der Schweiz (Europa Zentrale). Das Produktportfolio umfasst Virtualisierungs-, Netzwerk- und Cloud-Lösungen die laut eigenen Angaben weltweit von mehr als 230.000 Unternehmen genutzt werden und für die tägliche Bereitstellung von über 100 Millionen Unternehmens-Desktops sorgen. "Citrix pflegt Partnerschaften mit über 10.000 Firmen in 100 Ländern" [21]. Dies könnte einer von vielen Gründen sein, weshalb Citrix Systems eine Umsatzsteigerung von 16,8% zum Vorjahr erzielte und damit 1,87 Milliarden US-Dollar in 2010 erwirtschaftete. 5.000 Mitarbeiter arbeiten in insgesamt 35 Ländern mit dem Ziel den Umsatz weiter zu steigern. Präsident und CEO Mark B. Tempelton behauptet, dass in den nächsten drei Jahren CIOs (Chief Information Officers) einen a-ha Moment erleben werden, da die Lücke zwischen dem Web und Enterprise computing nicht mehr vertretbar sein wird. Des Weiteren führt er aus, dass wir uns in dem Epizentrum dieser IT (Informationstechnologie) Revolution befinden [22].

Beschreibung Produkt: XenDesktop Hersteller: Citrix Systems Aktuelle Version: 5 Lizenz: User Licensing, Device Licensing Link

Folgende Produkte werden von der Firma Citrix Systems zur Desktop-Virtualisierung angeboten: ^[23]

XenDesktop: Umfassende Desktop-Virtualisierung und VDI. XenApp: Windows®-Anwendungen virtualisieren und als On-Demand-Service bereitstellen. XenClient: Virtuelle Desktops zum Mitnehmen. Citrix Receiver: Die erste Selbstbedienungsoberfläche zur Bereitstellung von Unternehmensanwendungen. GoToMyPC: Remote-Zugriff auf Ihren Mac oder PC – von jedem Ort aus.

In Anlehnung an: Citrix Systems GmbH (2010b) Abbildung 6: Citrix XenDesktop Funktionsweise

3.2 Microsoft

Microsoft Corporation ist ein von Bill Gates und Paul Allen 1975 gegründetes Softwareunternehmen mit heutigem Firmensitz in Redmond, USA. Durch die Kooperation 1980 mit IBM (International Business Machines Corporation) gelang der Aufstieg und so wurde im folge Jahr das erste von Microsoft programmierte Betriebssystem MS-DOS vorgestellt. Viele Betriebssysteme sollten folgen und so wurde Microsoft in den 1990er mit dem Betriebssystem Windows und der Büro-Software Office Marktführer. Seither "[ist] Microsoft [..] der weltweit führende Hersteller von Standardsoftware, Services und Lösungen, die Menschen und Unternehmen aller Branchen und Größen helfen, ihr Potenzial voll zu entfalten" [24]. 109 Niederlassungen weltweit mit ca. 88.596 Mitarbeitern arbeiten täglich daran diese Marktposition zu verteidigen und auszubauen. So konnte im Geschäftsjahr 2010 ein Umsatz von 62,40Mrd. US-$ erwirtschaftet werden. 8,7Mrd. US-$ p.a. wurden zugleich in die Forschung reinvestiert, was den Willen von CEO Steve Ballmer Microsoft stetig weiterzuentwickeln deutlich macht [25].

Beschreibung Produkt: Microsoft Enterprise Desktop Virtualization Hersteller: Microsoft Corporation Aktuelle Version: 2.0 Lizenz: Perpetual, Subscription Link

Folgende Produkte werden von der Firma Microsoft zur Desktop-Virtualisierung angeboten ^[26]:

Windows Virtual PC: "Für Privatanwender und kleine Firmen stellt der Windows XP Modus, der für Windows 7 Professional und Windows 7 Ultimate verfügbar ist, eine vorinstallierte virtuelle Windows XP-Umgebung bereit". Microsoft Enterprise Desktop Virtualization: "ist die Lösung für mittelständische und große Unternehmen zur zentralen Verwaltung virtueller Maschinen, die auf Clients unter Windows Virtual PC laufen. MED-V (Microsoft Enterprise Desktop Virtualization) bildet zusammen mit anderen Tools das MDOP (Microsoft Desktop Optimization Pack)".

In Anlehnung an: Microsoft Corporation (2008), S. 6 Abbildung 7: Microsoft Enterprise Desktop Virtualization

3.3 VMware

VMware, Inc. (Incorporated Company) ist ein amerikanischer Softwarehersteller mit Hauptsitz in Palo Alto, Kalifornien. Im Vergleich zum Wettbewerb konzentriert sich VMware ausschließlich auf die Virtualisierungstechnologie, was die folgende Einschätzung von Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller und Mewes unterstreicht: "Als wohl bekanntester Anbieter hat VMware die Virtualisierung auf breiter Front etabliert"[27]. "Das 1998 gegründete Unternehmen VMware gilt als Pionier der x86-basierten Virtualisierung" [28]. Mit über 40 Niederlassungen und 25.000 Partnerunternehmen erwirtschaftete VMware 2009 einen Jahresumsatz von 2 Mrd. US-Dollar. Nach eigenen Angaben werden die VMware Produkte von bereits weltweit mehr als 170.000 Kunden in 20.000 Unternehmen genutzt. Für die stetige Weiterentwicklung sorgen 9000 Mitarbeiter in über 40 Niederlassungen[29].

Beschreibung Produkt: VMware View Hersteller: VMware Aktuelle Version: 4.5 Lizenz: Client-Lizenz Link

Folgende Produkte werden von der Firma VMware zur Desktop-Virtualisierung angeboten^[30]:

VMware View: Lösung für die Desktop-Virtualisierung (siehe Abbildung 8). VMware ThinApp Produkt zur Virtualisierung von Anwenderprogrammen. VMware Workstation: Produkt zur Virtualisierung von Betriebssystemen. VMware ACE: Erweiterung der Workstation (Umsetzung von Sicherheitsrichtlinien möglich). VMware Player: Produkt zum "abspielen" von VMware-Images. Zimbra: Plattform zur Virtualisierung und Übertragbarkeit zwischen privaten und öffentlichen Clouds. VMware Mobile Virtualization Platform (MVP):Softwareebene die auf dem Mobiltelefon eingebettet wird. VMware Fusion: MAC-Produkt zur Virtualisierung von Betriebssystemen.

In Anlehnung an: VMware Inc. (2010), S. 3 Abbildung 8: VMware View Schema

3.4 Oracle

Die Oracle Corporation mit Hauptsitz in Redwood Shores, USA wurde 1977 durch Lawrence Joseph Ellison, Bob Minor und Ed Oates unter dem Namen Software Development Laboratories gegründet. Das Unternehmen zählt heute ebenfalls zu den ganz großen im Bereich der Softwareherstellung, an dem das damals entwickelte Datenbankmanagementsystem Oracle Database maßgeblichen Anteil hat. Durch die Übernahme von Sun Microsystems ist Oracle jetzt auch im Hardwarebereich tätig. "Mit den Server-, Speicher- und Betriebssystemen und der Virtualisierungstechnologie von Sun ist Oracle nun das einzige Unternehmen, das einen umfassenden Technologie-Stack anbieten kann, bei dem jede Ebene aufeinander abgestimmt in einem einzigen System integriert ist" [31]. Die Produktstrategie von Oracle scheint auf zu gehen, da mittlerweile mehr als 370.00 Kunden diese Produkte verwenden. Durch 105.000 Mitarbeiter in mehr als 145 Ländern wurde 2007/2008 ein Jahresumsatz von 22,4Mrd US$ erwirtschaftet [32].

Beschreibung Produkt: Virtual Desktop Infrastructure Hersteller: Oracle Aktuelle Version: 3.2.2 Lizenz: GPL (General Public License) LGPL (Lesser General Public License) Link

Folgende Produkte werden von der Firma Oracle zur Desktop-Virtualisierung angeboten ^[33]:

Virtual Desktop Infrastructure: Bietet eine komplette Lösung für die Verwaltung und den Zugriff auf virtualisierte Desktop-Umgebungen gehostet im Rechenzentrum [34] Secure Global Desktop: Ermöglicht den Zugriff auf Vollbild-Desktop-Umgebungen, gestattet Administratoren die Freiheit eine einzige Lösung zu verwenden um Zugriff auf Server-based Anwendungen und Server-hosted Desktop-Umgebungen zu erhalten[35] Sun Ray Clients: Sind einfach, äußerst zuverlässige, Low-Power-Geräte, die ideal für die Darstellung Server gehosteten virtuellen Desktops sind[36] VM VirtualBox: Ist eine leistungsfähige Cross-Plattform-Virtualisierungs-Software für x86-basierte Systeme[37].

In Anlehnung an: Oracle (2011b) Abbildung 9: Oracle Sun Virtual Desktop Infrastruktur

3.5 Parallels

Im Vergleich zum nennenswerten Wettbewerb ist Parallels, Inc. das jüngste und mit 700 Mitarbeitern weltweit das kleinste Unternehmen. Der 1999 gegründete Softwarehersteller mit heutigem Hauptsitz in Renton, USA steht unter der Leitung von Sergej Belussow und Birger Steen und versorgt mehr als 10Millionen Endanwender bei Kunden in 125 Ländern. "Parallels bietet das komplette Spektrum an Virtualisierungs- und Automatisierungssoftware für Anwender, Unternehmen und Service-Provider" [38]. Mit 55 angemeldeten Patenten und 27 Auszeichnungen in den letzten 12 Monaten unterstützt das preisgekrönte Produkt-Portfolio von Parallels Endanwender und Unternehmen dabei, modernes Computing vollständig zu erleben und zu optimieren [39].

Beschreibung Produkt: Parallels Desktop Hersteller: Parallels Aktuelle Version: 6 für Mac, 4 Windows & Linux Lizenz: Volumenlizenzierung Link

Folgende Produkte werden von der Firma Parallels zur Desktop-Virtualisierung angeboten ^[40]:

Desktop: "Verbessern Sie die Produktivität und arbeiten Sie auf mehreren Plattformen - ohne zusätzliche Hardware." Workstation Extreme: "Ist die weltweit erste Workstation-Lösung mit dedizierten Grafiken für virtualisierte Umgebungen."

In Anlehnung an: Parallels Holdings, Ltd. (2009), S. 5 Abbildung 3 Abbildung 10: Parallels Main VDI components

4 Nutzengenerierung

4.1 Management

Desktop-Virtualisierung kann in Unternehmen einen enormen Vorteil bzgl. des Managements einbringen. Durch die Umsetzung eines zentralen Desktop-Modells können viele Administrations-Probleme umgangen werden. Bei lokalen PCs ist der Supportaufwand sehr hoch, da eine individuelle Hilfestellung für jeden einzelnen Anwender und seinen personalisierten Arbeitsplätzen geleistet werden muss. Bei der Desktop-Virtualisierung wird der "Support lokaler PCs [..] erheblich reduziert, ja beinahe überflüssig" ^[41]. Obwohl der Support für lokale PCs nahezu wegfällt bedeutet dies nicht, dass allgemein weniger Support geleistet werden muss. Vielmehr bedeutet die Zentralisierung der Desktops und, Migration des Betriebssystems und Anwendungen, zum Rechenzentrum eine Verlagerung des Support-Aufwands.

Der Vorteil eines Zentralen Desktop-Managements liegt darin, dass auftretende "Probleme [...] zentralisiert werden" ^[42]. In einem Unternehmen gibt es meist mehrere Windows-Varianten welche auf den lokalen Desktops betrieben werden. Dadurch dass die Intensität der Verwaltung der PCs stark schwankt werden auf den einzelnen Arbeitsplätzen meist verschiedene Service Packs sowie Patches installiert. Die dadurch resultierenden unterschiedlichen Windows-Umgebungen machen ein Management und Support der PCs schwer. Tritt einmal ein Problem bei einem Mitarbeiter-PC auf vergeht meist erst einmal wertvolle Zeit dabei das Problem nachzuvollziehen sowie eine Diagnose zu stellen, da die Umgebungen bei jedem Anwender stets unterschiedlich sind. Dies erschwert die Behebung von Desktop-Problemen enorm ^[43].

Ein weiterer Vorteil der Zentralisierung der Desktops besteht darin, dass Wartungsbesuche, welche einen größten Kostenposten im Supportbereich darstellen, praktisch der Vergangenheit angehören, "da alle Rechneraktivitäten im Rechenzentrum laufen" ^[44]. Teure Vor-Ort Reparaturen sind nicht mehr nötig.

4.2 Flexibilität

Mit Virtuellen Desktops ist es möglich, dass Mitarbeiter zu jeder Zeit an jedem Ort Zugriff auf die Daten des Unternehmens haben. Sie können sich mit beliebigen Endgeräten mit geeigneter Software mit dem Virtuellen Desktop des Unternehmens verbinden. Bei einem eventuellen Krankheitsausfall wird eine Kontinuität des Unternehmens-Geschäftes gewährleistet, da Mitarbeiter von zu Hause aus weiter arbeiten können ^[45]. Der Mitarbeiter kann von zu Hause aus auf dieselbe IT-Architektur zurückgreifen und findet auf seinem Virtuellen Desktop seine gewohnte Arbeitsumgebung und alle Unternehmensrelevanten Daten. Neue Desktops können zu jeder Zeit für jeden Anwender rund um den Globus bereitgestellt werden und Sie stehen praktisch sofort zur Verfügung. Durch die VDI ändert sich somit auch der Desktop-Lebenszyklus.

Traditioneller Desktop-Lebenszyklus ^[46]

• Beschaffung: Beschaffung der notwendigen Hard- und Software
• Installation: Installation des Betriebssystems und Anwender-Software für den Endanwender
• Sicherheit: Sicherstellen der Sicherheit auf allen lokalen Anwender-PCs
• Bereitstellung: Bereitstellung der Hard- und Software
• Monitoring: Überwachen der PCs falls Probleme auftreten
• Wartung: Warten der PCs in regelmäßigen Abständen
• Backup: Sichern wichtiger Daten um Datenverlust vorzubeugen
• Entsorgung: Entsorgung der Desktop-Hardware

Einige Punkte des Desktop-Lebenszyklus können mit einer VDI beseitigt bzw. stark vereinfacht werden. Der Aufwand für die Beschaffung von PCs entfällt, da "jedes beliebige Endgerät für die Anzeige der Desktop-Sitzung verwendet werden kann" ^[47]. Der Aufwand für die Entsorgung, sowie die Entsorgung selbst entfällt, da ein Endgerät für virtuelle Desktops eine deutlich längere Lebenserwartung hat, da die eigentliche Rechenleistung vom Rechenzentrum und nicht mehr vom Endgerät geleistet werden muss ^[48]. Außerdem sind aufwändige Backup-System erforderlich, welche die Daten lokal beim Anwender sichern. Mit einer VDI entfällt diese lokale Backup-Lösung und kann ebenfalls zentralisiert werden und automatisch ausgeführt werden. Der Desktop-Lebenszyklus einer VDI verfolgt einen anderen Ansatz, mit welchem eine enorme Effizienz erreicht wird, da einige der o.g. Punkte nicht mehr bei jedem Mitarbeiter-PC selbst, sondern Zentral im Rechenzentrum ausgeführt werden.

4.3 Ressourcenoptimierung

Die wenigsten Computer in einem Unternehmen sind voll ausgelastet und benötigen alle zur Verfügung stehenden Ressourcen. Im Gegenteil: Man geht davon aus, dass "die meisten Rechner chronisch unterfordert sind" ^[49]. Größtenteils sind die Rechner auf hohe Belastungen ausgelegt, welche erfahrungsgemäß aber nur wenige Stunden am Tag auftreten, oder sogar komplett entfallen. Das Problem dahinter wird schnell klar: Unter Normallast werden die verfügbaren Ressourcen nicht genutzt.

Der Vorteil welcher im Einsatz von Desktop-Virtualisierung liegt ist eine bessere Hardware-Auslastung sowie eine nachhaltige Ressourcennutzung. Durch Virtuelle Desktops werden im Rechenzentrum nur exakt die Ressourcen reserviert, welche die Virtuelle Maschine beim Endanwender benötigt. Unter Normallast können so mit verhältnismäßig wenig Ressourcen die Systeme genutzt werden. Die ungenutzten Ressourcen im Rechenzentrum stehen anderen virtuellen Desktops zur Verfügung oder können bei vorrübergehender Spitzenbelastung sofort genutzt werden ^[50]. Zu keiner Zeit sind somit Leistungs-Reserven nicht nutzbar, sondern stehen jeden Virtuellen Desktop potentiell zu Verfügung. Power-User können davon profitieren, dass die "normalen" Anwender generell wenig Ressourcen aus dem Rechenzentrum in Anspruch nehmen. So können auch Endanwender welche viel Performance benötigen Nutzen aus einer VDI beziehen, ein Leistungsstarkes Rechenzentrum vorausgesetzt.

Beispiel: Ein fiktives Unternehmen mit 50 Mitarbeitern stellt jedem Mitarbeiter einen eigenen lokalen PC zur Verfügung, welcher folgendermaßen dimensioniert ist:

• Prozessorleistung: 3Ghz (Gigahertz),
• Arbeitsspeicher: 2GB (Gigabyte),
• Festplattenspeicher: 500GB

Dies entspricht einer Gesamtleistung von:

• Prozessorleistung: 150Ghz
• Arbeitsspeicher: 100GB,
• Festplattenspeicher: 25TB (Terabyte)

Unter der Voraussetzung, dass die gängigen Abteilungen wie Personalabteilung, Marketingabteilung, Vertrieb etc. nur einen Bruchteil der Leistung benötigen, liegen viele Ressourcen brach und könnten an anderer Stelle verwendet werden. Annahme: 40 Mitarbeiter der "normalen" Abteilungen nutzen ca. 50% der zur Verfügung stehenden Prozessorleistung/des Arbeitsspeichers sowie nur 20% des Festplattenspeichers. Dies würde bedeuten, dass 60Ghz Prozessorleistung, 40GB Arbeitsspeicher sowie 10TB/10000GB Festplattenspeicher nicht (oder nur zu Spitzenzeiten) genutzt werden. Ein lokaler PC in der IT-Abteilung des Unternehmens mit 10 Personen, welche z.B. neue Netzwerksoftware entwickelt die eine sehr hohe Leistung benötigt, wird jedoch schnell und oft an seine Grenzen gelangen. Folge: Die Mitarbeiter können nicht effizient arbeiten, da Sie mit den limitierten Ressourcen auskommen müssen.

Mit einer VDI kann eine effizientere Ressourcennutzung erzielt werden. Der Host der VMs bzw. der Hypervisor ist dafür zuständig jeden Virtuellen Desktop exakt die Leistungsressourcen zur Verfügung zu stellen, welche er im Moment benötigt. Somit würden die Virtuellen Desktops der meisten Abteilungen nur eine durchschnittliche Prozessorleistung von 50% (1,5Ghz), Arbeitsspeicher von 1GB (50%) sowie Festplattenspeicher von 100GB zugeteilt bekommen. Die IT-Abteilung, welche mehr Leistung benötigt, als aktuell vorhanden, hätte somit Zugriff auf zusätzliche 60GHz Prozessorleistung, 40GB Arbeitsspeicher sowie 10TB Festplattenspeicher und könnte effizienter arbeiten. Weiterhin ungenutzte Ressourcen bleiben für Leistungsengpässe reserviert und können bei Bedarf von jedem Virtuellen Desktop genutzt werden.

4.4 Energieeffizienz

Die Energieeffizienz eines Unternehmens sollte in der heutigen Zeit nicht nur auf Grund der möglichen Kosteneffizienz (siehe Punkt 4.5) betrachtet werden, sondern mindesten genau so stark Gewichtet bzgl. des großen Potentials einen Beitrag zum Thema Umweltschutz zu leisten (mehr dazu siehe Punkt 4.6.). "Nach einer aktuellen Umfrage der Marktforscher von Experton kennen jedoch nur 7 Prozent der deutschen IT-Entscheider den Energiebedarf der eigenen IT! Kein Wunder, dass Rechenzentren oft mit hohem Aufwand auf 18 Grad heruntergekühlt werden, obwohl sie auch bei bis zu 26 Grad Celsius laufen könnten" [51]. Wie von Martin Jetter (General Manager IBM Germany) recherchiert, lässt sich feststellen, dass viele IT-Entscheider sich zum Thema Energieeffizienz nur wenig bis keine Gedanken machen. Diese Verhaltensweise kostet dem Unternehmen unnötige Energie (daraus resultierend Geld) und schädigt zu dem auf Grund des unnötigen Energiebedarfs der Umwelt. Die Abbildung 12 zeigt den Stromverbrauch von Servern und Rechenzentren in Deutschland bis 2008 und gibt einen Ausblick über die mögliche Entwicklung bis 2013 unter Betrachtung 3 verschiedener Szenarien. Das Szenario "Business as usual" zeigt den Fall der eintritt wenn keine Maßnahmen seitens der Politik, IT-Hersteller und Betreiber von Rechenzentren in Richtung Effizienztrends ergriffen werden. Demnach würde der Stromverbrauch um 47% zunehmen. Sollte das "Moderate Effizienzsteigerung" Szenario eintreten und bei rund der Hälfte aller Rechenzentren angewandt werden, so ist eine Stromsenkung im Verhältnis zum bisherigen Verlauf von 10% möglich. Der Eintritt des "Moderate Effizienzsteigerung" Szenario wäre schon als voller Erfolg zu verbuchen, doch in Betrachtung zu dem was heutzutage erreichbar ist fällt es eher in den Hintergrund. So ist es möglich bis 2013 unter Anwendung des "Green IT"-Szenarios und unter Voraussetzung der 100%igen Umsetzung in allen Rechenzentren den Stromverbrauch auf ganze 35% zu senken, bzw. im Verhältnis zum "Business as usual" um ganze 45%. An dem Beispiel des Rechenzentrums wird deutlich, dass die Optimierung der Energieeffizienz einen wesentlichen Vorteil für das eigene Unternehmen bringen kann, vorausgesetzt natürlich man macht es richtig. Um die Energieeffizienz zu optimieren ist als erster Schritt eine Analyse des Energiebedarfs notwendig, d.h. die verbrauchte Energie muss gemessen werden, am besten durch ein Monitoring über einen längeren Zeitraum. Die Abbildung 13 zeigt die Entwicklung des Energieverbrauchs der USA von 2000-2006, aufgeteilt in Hardware (Speicher, Server, etc.) und die Infrastruktur (Kühlung, USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung), etc.). Es lässt sich zusammenfassen dass der Energieverbrauch sich ca. halbierte, d.h. der Verbrauch teilt sich ungefähr in zwei gleichen Teilen zu Hardware und Infrastruktur auf. Eine solche Messung stellt die Basis für die Optimierung der Energieeffizienz da und sollte in zwei unterschiedlichen Messverfahren ausgeführt werden. Das Energie-Monitoring (Server- und Energie-Monitoring) und das Temperatur-Monitoring. Bei solchen Untersuchungen wird eine Reihe von Kennzahlen aufgenommen. Diese Ergebnisse zeigen dann später eine genaue Verteilung des Energiebedarfs an und geben Aufschluss darüber, wo die Optimierungsmaßnahmen am sinnvollsten sind [52]. Die folgende Tabelle zeigt einige Beispielkennzahlen aus der Praxis [53] Abkürzung Bezeichnung Bedeutung PUE Power Usage Effectiveness Quotient aus Gesamt-Energieverbrauch durch Energieverbrauch (nur) des IT-relevanten Inhaltes DCE Data Center Efficiency Quotient aus Energieverbrauch des IT-relevanten Inhaltes durch Gesamt-Energieverbrauch (= 1/PUE) IEP IT Equipment Power Verbrauch der Energie von IT-Verarbeitung, Speicherung und Verteilung plus Management TFP Total Facility Power Gesamt-Energieverbrauch inkl. der Energie von Klima (Kühlung), Stromlieferung, Überwachung, Beleuchtung, etc. SI-EER Site Infrastructure-Energy Efficiency Ratio Verhältnis des Gesamtenergieverbrauchs zur Energie nur für die IT Tabelle 1: Beispielkennzahlen Energieeffizienz

In Anlehnung an: BMU (2009), S. 8 Abbildung 2 Abbildung 12: Stromverbrauch von Servern und Rechenzentren in Deutschland In Anlehnung an: BITKOM (2010), S. 10 Abbildung 13: Entwicklung des Energieverbrauchs in Rechenzentren – Anteile der einzelnen Verbraucher

Wenn man von Energieeffizienz im IT Bereich spricht, so kommen in erster Linie die Optimierung von IT-Hard und Software, Wärmemanagement und der Stromversorgung zum Tragen. Betrachtet man das Ganze noch detaillierter, so lässt es sich in folgende Punkte unterteilen ^[54] :

• Applikationen und Daten: Notwendigkeit der Applikation und Daten prüfen.
• Virtualisierung: Applikationen auf virtuelle Maschinen laufen lassen.
• IT-Hardware: Hardware state-of-the-art einsetzen.
• Unterbrechungsfreie Stromversorgung: USVs nicht überdimensionieren.
• Klimatisierung: Wärmemanagement optimieren und moderne Kühltechnologie einsetzen.
• Gebäudeplanung und Wärmenutzung: Wärmeeinstrahlung niedrig halten und Abwärmenutzen.
• Stromeinkauf: Geeigneten Tarif wählen, dabei Ökostrom mit in Betracht ziehen.

Alle diese Punkte können eine Steigerung der Energieeffizienz erzielen. In dieser Fallstudie wird im Speziellen die Auswirkung der Desktop-Virtualisierung auf die Steigerung der Energieeffizienz betrachtet. Durch die Beschreibung der generellen Funktionsweise in Punkt 2.2 wird deutlich, dass die Desktop-Virtualisierung ein Konglomerat aus verschiedenen Technologien ermöglicht. Die Desktophardware und das Desktopbetriebssystem werden dabei entkoppelt ^[55]. Ein Vorteil der Desktop-Virtualisierung im Zusammenhang mit der Energieeffizienz ist demnach der Einsatz von so genannten Thin Clients, die im Gegensatz zu den althergebrachten Fat Clients (Desktop-PCs) Energieeffizienter arbeiten. Um ein besseres Verständnis für die beiden Clientarten zu entwickeln, lässt sich am besten die kurze Beschreibung des BITKOM (Bundesverband Informationswirtschaft,Telekommunikation und neue Medien e. V. ) Leitfadens zur Desktop-Virtualisierung heranziehen, in diesem heißt es wie folgt: "'Thin Client' bezeichnet innerhalb der elektronischen Datenverarbeitung einen Computer als Endgerät (Terminal) eines Netzwerkes, dessen funktionale Ausstattung auf die Ein- und Ausgabe beschränkt ist. […] Ein Fat Client ist neben der Ein- und Ausgabe auch für die lokale Verarbeitung der Daten zuständig. Lediglich zur Kommunikation und Datenspeicherung werden Dienste eines Servers genutzt" ^[56]. Da der Hauptnutzen für den normalen Mitarbeiter bei beiden Client Arten die Ein- und Ausgabe ist, arbeitet der Thin Client wesentlich Energieeffizienter als die Fat Client Lösung.

Die Studie Thin Clients 2011 – Ökologische und ökonomische Aspekte virtueller Desktops des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits-, und Energietechnik liefert hier detaillierte Gegenüberstellungen. Die Studie berücksichtigt den gesamten Lebenszyklus, d.h. die Produktions-, Herstellung- und Distributionsphase, die Nutzungsphase und die Entsorgungsphase. Auf Grund der Komplexität und der Masse der erzielten Ergebnisse referenziert diese Fallstudienarbeit nur auf die Ergebnisse der Nutzungsphase. Für die Nutzungsphase wurde von zwei unterschiedlichen Nutzerprofilen ausgegangen, dem Medium-Nutzer (betreibt mehrere Standardsoftwareprodukte parallel) und den Power-Nutzer (betreibt ressourcenhungrigeren Applikationen), sowie von drei unterschiedlichen PC-Systemen (Details siehe Studie Thin Clients 2011). Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse aufgeteilt nach den oben genannten Szenarien. In die Mittelwertbetrachtung fließen 1/3 (145 Tage) der Idle (Betriebszustand) und 2/3 (220 Tage) der Soft Off (abgeschalteter Zustand) Variante ein ^[57].

Jahresbedarf	Faktor	PC-System 1/ Medium User	PC-System 2/ Power User	PC-System 3/ Power User	Thin Client
Idle	1/3	292,58 kWh (Kilowatt Hour)	471,29 kWh	592,18 kWh	5,5 W (Watt)
Soft-Off	2/3	66,00 kWh	106,66 kWh	145,31 kWh	1,9 W
Ø		141,53 kWh	228,20 kWh	294,26 kWh	35,65 kWh

Tabelle 2: Gegenüberstellung Stromverbrauch PC-System und Thin Client ^[58]

Allein zwischen den einzelnen PC-Systemen sowie den beiden Szenarien sind schon große Unterschiede ersichtlich. Der größte Unterschied allerdings besteht zwischen den PC-Systemen und der Thin Client Lösung. Da wie ursprünglich angenommen bei einer Desktop-Virtualisierung auch Thin Clients eingesetzt werden, lässt sich Schlussfolgern das diese Energieeffizienter arbeiten. Anders ausgedrückt: Beide Lösungen PC und Thin Clients liefern dem Anwender eine identische Arbeitsumgebung jedoch benötigt der Thin Client eine geringere Leistung dafür und ist demnach Energieeffizienter .

4.5 Kosteneffizienz

In einer durch das Fraunhofer UMSICHT (Institut Umwelt-, Sicherheits-, Energietechnik) durchgeführten Untersuchung an Mittelständischen Unternehmen stellte man fest, dass gerade mal 21% (13% Software und 8% Hardware) der IT-Kosten für die Anschaffung benötigt werden. Der Hauptanteil der Kosten 43% fällt auf Operating und Support zurück. Die verbleibenden 36% teilen sich in 28% Aufwand des eigentlichen Benutzers und 8% Sonstiges auf [59]. Damit wird deutlich das der Hauptanteil bei den Betriebskosten liegt (z.B. Stromkosten). "Die Stromkosten für Rechenzentren haben sich nach Berechnungen des Borderstep Instituts seit dem Jahr 2000 mehr als vervierfacht" [60]. Die Aussage von Martin Jetter (General Manager IBM Germany) macht deutlich, das im Bereich der IT absoluter Handlungsbedarf an Energieeffizienz und dem zufolge Kosteneffizienz ist. Gerade auch durch die jährlich steigenden Strompreise und die dadurch entstehenden Mehrkosten für das Unternehmen, müssen durch kosteneffiziente IT abgefangen werden. Im Punkt 4.4 wurde bereits unter Betrachtung 3 verschiedener Szenarien der Stromverbrauch von Servern und Rechenzentren in Deutschland (siehe Abbildung 12) von der bisherigen Entwicklung bis 2013 betrachtet. Die Abbildung 14 greift diese Szenarien nochmals auf und vervollständigt den Stromverbrauch mit den dahinter stehenden Stromkosten. Es lässt sich feststellen dass die Unterschiede zwischen den beiden extremen Szenarien "Business as usual" und "Green IT" beachtlich sind. So würden die Stromkosten der bisherige Entwicklung beim eintreten des "Business as usual"-Szenario um 100% steigen. Im Gegenzug könnten sie mit dem "Green IT"-Szenario allerdings auch um 10% gesenkt werden. Abschließend ist festzustellen dass mit einer "Moderaten Effizienzsteigerung" die Kosten um 23% ansteigen würden. Es wird deutlich wie stark der steigende Strompreis die Betriebskosten beeinflussen kann, aber auch welches Potential in dem "Green-IT"-Szenario steckt. So könnten unter Voraussetzung der 100%igen Umsetzung in allen Rechenzentren, im Verhältnis "Green-IT" zu "Business as usual" 1.231Mio. (Million) € gespart werden [61] Welchen Beitrag zur Kosteneffizienz die Desktop-Virtualisierung tragen kann, lässt sich am besten durch die Studie - Thin Clients 2011 – Ökologische und ökonomische Aspekte virtueller Desktops (Fortführung der Studie Ökologischer Vergleich der Klimarelevanz von PC und Thin Client Arbeitsplatzgeräten, UMSICHT 2008) erläutern. Demzufolge sind durch den Einsatz von z.B. 130 Thin Clients (Thin Clients werden in dieser Fallstudie als Voraussetzung für den Einsatz von Desktop-Virtualisierung angenommen), Einsparungen von knapp 36% möglich. Die Abbildung 15 gliedert die Unterschiede noch mal zwischen den im Punkt 4.4 bereits erwähnten Lebenszyklen auf. Daraus wird erkennbar, dass die Beispielrechnung mit Thin Clients in allen Zyklen Kosteneffizienter ist [62]. Das Frauenhofer-Institut konnte bei der aktuellen Studie, entgegengesetzt der Ergebnisse von 2008, essentielle Unterschiede feststellen. Durch neue Technik State-of-the-art sind signifikant niedrige Betriebskosten möglich, aber die Ergebnisse der Neuerungen sind teilweise zu relativieren. " [...] die Vorteile der Thin Clients in Verbindung mit den Terminalservern – hohe Standardisierung, höhere Sicherheit auf Grund restriktiverer Richtlinien – [können] auch als deren Nachteil interpretiert werden" [63]. Für den Betrieb von Thin Clients in Verbindung mit virtuellen Desktops, ist demnach davon auszugehen das die Gesamtkosten unter denen der Desktop-PCs liegen. Eine noch bessere Kosteneffizienz könnte aber z.Zt. mit einer Terminalserver-Infrastruktur erreicht werden [64].

In Anlehnung an: BMU (2009), S. 10 Abbildung 3 Abbildung 14: Entwicklung der Stromkosten von Servern und Rechenzentren in Deutschland In Anlehnung an: Frauenhofer UMSICHT (2011), S. 73 Abbildung 8-1 Abbildung 15: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung PC vs. Thin Client

4.6 Umweltschutz

Sobald es für ein Unternehmen um das Thema Umweltschutz geht, zucken viele Geschäftsführer schnell hinsichtlich der anfallenden Kosten zusammen. Doch man sollte die Vorteile in den Vordergrund stellen und sich bewusst machen, dass es diesbezüglich keine Verlierer geben kann. Letzten Endes Gewinnen an einem Umweltbewussten Unternehmen Alle. Gerade die Chance dadurch das Firmenimage zu verbessern und zugleich als Vorbild in Sachen Umweltschutz für Andere zu fungieren, sollte nicht unterbewertet werden. Nach Berechnungen des Borderstep Instituts lag der Stromverbrauch der rund 50.000 deutschen Serverräume und Rechenzentren 2008 bei 10,1TWh (Terrawatthour), die Stromkosten bei rund, 1,1 Mrd. €. Dies entspricht einem Anteil am Gesamtstromverbrauch von rund 1,8% und bedeutet, dass in Deutschland vier mittelgroße Kohlekraftwerke fast ausschließlich für die Versorgung von Servern und Rechenzentren benötigt werden. Der Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Dr. Nobert Röttgen fügt ergänzend hinzu: "Damit verursachten die Rechenzentren in Deutschland 2008 CO2-Emissionen in Höhe von knapp 6,4 Mio. t." [65]. Des Weiteren gibt er einen Ausblick, dass bei Anwendung energieeffizienten Technologien in einem Zeitraum bis 2013 insgesamt 25,8 TWh bzw. 15,3 Mio. t (Tonne) CO2 eingespart werden könnten. Nach seinen Einschätzungen könnten sich die Betreiber von Rechenzentren so bis 2013 insgesamt 3,6 Mrd. € an Stromkosten sparen [66]. Diese erschreckenden Zahlen machen nochmals deutlich, dass akuter Handlungsbedarf bei der Optimierung von Rechenzentren besteht. Es stellt sich die Frage in wie weit die Desktop-Virtualisierung einen Beitrag zum Thema Umweltschutz leisten kann. Auch hier wird wie im Punkt 4.4 die Betrachtungsweise von Thin Clients im Vergleich zu Fat Clients (Desktop-PCs) herangezogen und auf Ergebnisse der Studie Ökologischer Vergleich der Klimarelevanz von PC und Thin Clients des Fraunhofer-Instituts UMSICHT referenziert. So lassen sich die erzielten Ergebnisse wie folgt interpretieren: Aus der Abbildung 16 wird ersichtlich das der Einsatz eines Thin Client anstatt eines Fat Client (Desktop-PC) innerhalb von 5 Jahren 54% weniger CO2eq-Emissionen verursacht. Anders ausgedrückt werden 148t CO2eq in einem mittelständischen Unternehmen bei 75%iger Umsetzung auf Thin Clients eingespart [67]. "Ein Auto vom Typ eines VW Golf könnte entsprechend dieser Menge eine Distanz von mehr als 1 093 000 km zurücklegen und somit 27 Mal die Erde umrunden" [68]. In dem voran geführten Beispiel wurde von einem VW (Volkswagen) Golf 1.9 TDI (Turbo Diesel Injection), 90 PS (Pferdestärke), 135 g (Gramm) CO2/km ausgegangen. Um das Einsparpotenzial bei 75% Umsetzung in einem großen Unternehmen zu ermitteln, wurden die Zahlen interpoliert. 10 000 Arbeitsplätze würden demnach über eine fünfjährige Nutzungsphase betrachtet über 4 923 t CO2eq einsparen [69]. Zur Verdeutlichung folgendes Beispiel: "Eine jährliche Fahrleistung von 20 000 km vorausgesetzt könnte eine Flotte von 364 Fahrzeugen des oben genannten Typs bezogen auf die CO2eq-Emissionen fünf Jahre lang bewegt werden" [70].

In Anlehnung an: Frauenhofer UMSICHT (2008), S. 73 Abbildung 7-3 Abbildung 16: Desktop PC vs. Thin Client, CO2eq-Emissionen über fünf Jahre

Es wird deutlich dass schon bei der 75%igen Umrüstung von Fat-Clients auf Thin Clients, immense CO2-Emission verhindert werden können. Ein wesentlicher Faktor ist die Zeit, d.h. je länger die Thin Clients die Fat Clients (Desktop-PCs) ablösen, desto größer ist der Umweltschutz. Der Nutzen für Unternehmen durch die Desktop-Virtualisierung ist hinsichtlich des Umweltschutzes gegeben.

4.7 Sicherheit und Datenschutz

Einer der wichtigsten Punkte in einem Unternehmen ist die Sicherheit und der Datenschutz. Vertrauliche Daten sollen nicht nach Außen gelangen und möglichst sicher im eigenen Unternehmen gehalten werden. Die Anforderungen an Datensicherheit sind streng und lassen keinen Raum für Sicherheitslücken zu. Ist dies mit einer VDI möglich oder öffnet sie nur neue Sicherheitslücken?

Durch die zentrale Datenhaltung im Rechenzentrum gelangen keine Unternehmensrelevanten Daten auf den Desktop-PC. Lediglich die Darstellung und die Kommunikation(Maus und Tastatur) zwischen Endgerät und Server wird übertragen^[71]. Ein Verlust des Endgerätes bedeutet somit keinen Datenverlust für das Unternehmen und stellt somit auch keine Sicherheitslücke mehr dar. Ein weiterer Sicherheitsvorteil wird deutlich wenn man die virtuellen Desktops noch einmal mit dem herkömmlichen Desktop-PC vergleicht. Anwender müssen sich nicht mehr um die Aktualisierung des Betriebssystems und Virenscanner kümmern. Dies läuft nun alles zentral im Rechenzentrum. Durch das zentrale Desktopmanagement kann man den Benutzern verweigern Software auf dem virtuellen Desktop zu installieren, da sie dafür die Rechte nicht besitzen.

Bei normalen Desktop-PCs war es notwendig jeden einzelnen Arbeitsplatz noch einmal extra abzusichern. Dies ist bei einer Virtuellen Desktop Infrastructure nicht mehr nötig, da alle Desktops zentral im Rechenzentrum liegen und dort umfassend gesichert werden können.

5 Kritische Betrachtung

Wie jede Technologie hat auch die Desktop-Virtualisierung einige Nachteile. Der größte Nachteil ist die dauerhaft notwendige Netzwerkanbindung. Bei einen Verbindungsabbruch zum Hypervisor im Rechenzentrum ist kein weiteres arbeiten am Client mehr möglich. Deshalb muss eine Hohe, nahezu 100%ige, Verfügbarkeit gewährleistet werden, was für die IT einen enormen Überwachungsaufwand und professionelles Management bedeutet. Außerdem muss für den Einsatz als Server hochwertige geeignete Hardware, welche kostspielig ist, genutzt werden.

Um die Kosten damit ebenso in den Fokus zu nehmen kann man nicht davon ausgehen, dass die Lösung mit einer VDI nur Kostsenkungen im Client-Bereich mit sich bringt, sondern eine Kostenerhöhung im Serverbereich sowie die Kosten für die Ausbildung von Administratoren erhöhen kann.

Ein weiterer Punkt ist die Akzeptanz der Mitarbeiter innerhalb des Unternehmens in Bezug auf die neue Technik. Um die Akzeptanz der Mitarbeiter zu erwecken müssen die Anwender früh genug Informiert werden, da der Verlust des eigenen PCs bei vielen Anwendern als Verlust von Kontrolle und Individualität, und ein Thin Client als Arbeitsplatz zweiter Klasse empfunden wird. Diesen Bedenken kann jedoch in den meisten Fällen mit Hilfe technischer Lösungen und entsprechender Konzepte wirkungsvoll begegnet werden. Für die Einführung ist ein wichtiger Erfolgsfaktor die Performance des Virtuellen Desktops. Liegt die Performance deutlich hinter der gewohnten Performance oder sind die Antwortzeiten so lang, dass es sichtbare Verzögerungen zwischen Tastendruck und Reaktion des Virtuellen Desktops gibt, wird es schwer die Anwender für eine VDI zu begeistern. Durch großzügige Dimensionieren der Hardware sollte diesen Akzeptanzproblemen schon im Vorfeld entgegen gewirkt werden.

6 Ausblick

Ein großer Nachteil des Konzeptes der Desktop-Virtualisierung ist die Voraussetzung eine Permanente Netzwerkverbindung zum Hypervisor im Rechenzentrum zu haben. Sobald die Netzwerkverbindung ausfällt ist ein weiterarbeiten auch nicht mehr möglich. An einer interessanten Lösung arbeiten Citrix und Intel. Die Integration von XenClient als Hypervisor direkt in der Hardware für Laptops erlaubt den isolierten Offline-Betrieb von virtuellen Desktops. Dazu werden die Virtuellen Desktops verschlüsselt ausgeliefert. Dies kann den Rollout von Geräten im Unternehmen enorm beeinflussen. Mitarbeiter können sich Laptops teilen oder ihre eigenen Geräte verwenden, wenn diese mit dem entsprechenden Hardware-Hypervisor ausgestattet ist. Sie haben dann trotzdem ihren personalisierten Virtuellen Desktop zur Verfügung obwohl sie zurzeit nicht mit dem Netzwerk verbunden sind^[72].

Da die Offline-Nutzung von virtuellen Desktops noch stark in Diskussion ist, bleibt abzuwarten wie die Hersteller in Zukunft auf diese noch sehr stark umstrittene Frage der Offline-Nutzung von virtuellen Desktops reagieren und welche Lösung sie sich einfallen lassen werden.

Im Bereich Clients für die Desktop-Virtualisierung ist der Markt auch noch nicht so weit ausgereift, dass man dahingehend schon ein abschließendes Urteil abgeben kann. Der neue Smartphone- und Tablet-Markt bietet für die Anbieter von Virtualisierungslösungen viele neue technische Möglichkeiten. Der Trend der Desktop-Virtualisierung geht immer weiter dahin, dass ein Mitarbeiter eines Unternehmens seinen virtuellen Arbeitsplatz praktisch immer dabei hat. Von Arbeitsstation im Unternehmen mittels Thin-Client, im Home-Office über Laptop oder privaten PC, sowie unterwegs mittels Smartphone oder Tablet-PC. Der Arbeitsplatz ist immer dabei. In wie weit dieses Konzept zukünftig umgesetzt werden kann bleibt abzuwarten. Eines ist jedoch sicher: Das vollumfängliche Konzept der Desktop-Virtualisierung hat noch keinen Abschluss gefunden und wir befinden uns erst am Anfang einer vielversprechenden Technik.

7 Fazit

Desktop-Virtualisierung kann im Unternehmen enorme Vorteile haben. Grade in Bezug auf Datensicherheit sowie Flexibilität kann eine VDI ihre Vorteile voll ausspielen. Die Zentralisierung der Desktops kann ebenfalls im Bereich des Supports und Management zu erheblichen Erleichterungen führen. Auch im finanziellen Bereich kann eine Konsolidierung einer gewohnten Desktop Umgebung durch eine VDI im Rechenzentrum eine sinnvolle Lösung sein. Es sollte aber stets darauf geachtet werden, dass der Anwender durch die Desktop-Virtualisierung keine Nachteile hat und seine gewohnte Umgebung nahezu uneingeschränkt weiter nutzen kann.

Es ist noch sehr schwer eine Grundsätzliche Aussage darüber zu treffen, ob eine VDI für jedes Unternehmen sinnvoll ist und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung auch allgemeingültig richtig ist. Vielmehr muss bei der Betrachtung einer möglichen Umstellung der Informationssysteme eines Unternehmens auf eine Lösung mittels Desktop-Virtualisierung das individuelle Unternehmen in Fokus genommen werden und gezielt Stärken und Schwächen der aktuellen Lösung aufgezeigt werden.

Nicht immer ist es möglich bestehende Strukturen auf die VDI umzustellen. Grade im Hochleistungsbereich ist es noch schwer auf lokale Arbeitsstationen zu verzichten. Eins steht jedoch fest: Wenn die bestehende Infrastruktur es ermöglicht eine Desktop-Virtualisierung einzusetzen, dann kann sie in Punkto Ressourceneffizienz, Sichert, Support sowie Management mit ihren Techniken trumpfen. Mit ihr können Unternehmen somit sichere, Leistungsfähige Desktops bereitstellen, auf welche Mitarbeiter jederzeit von fast überall Zugriff haben und so das Unternehmen in jeder Lebenslage unterstützen können.

8 Abkürzungsverzeichnis

Abkürzung	Bedeutung
BITKOM	Bundesverband Informationswirtschaft,Telekommunikation und neue Medien e. V.
CIO	Chief Information Officer
CO2	chemische Formel für Kohlendioxid
DCE	Data Center Efficiency
g	Gramm
GB	Gigabyte
GHz	Gigahertz
GPL	General Public License
IBM	International Business Machines Corporation
IEP	IT Equipment Power
Inc.	Incorporated Company
IT	Informationstechnologie
ITIC	Information Technology Intelligence Consulting
LGPL	Lesser General Public License
kWh	Kilowatt Hour
MB	Megabyte
MDOP	Microsoft Desktop Optimization Pack
MED-V	Microsoft Enterprise Desktop Virtualization
MHz	Megahertz
Mio.	Million
MVP	Mobile Virtualization Platform
PC	Personal Computer
PS	Pferdestärke
PUE	Power Usage Effectiveness
RAM	Random Access Memory
RJ-45	Registered Jack Type 45
SI-EER	Site Infrastructure-Energy Efficiency Ratio
t	Tonne
TB	Terabyte
TDI	Turbo Diesel Injection
TFP	Total Facility Power
TWh	Terrawatthour
UI	User Interface
UMSICHT	Institut für Umwelt-, Sicherheit und Energietechnik
USB	Universal Serial Bus
USV	Unterbrechungsfreie Stromversorgung
VDI	Virtual Desktop Infrastructure
VGA	Video Graphic Adapter
VM	Virtuelle Maschine
VW	Volkswagen
W	Watt

9 Tabellenverzeichnis

Tabellennr.	Bezeichnung
1	Beispielkennzahlen Energieeffizienz
2	Gegenüberstellung Stromverbrauch PC-System und Thin Client

10 Abbildungsverzeichnis

Abb.-Nr	Abbildung
1	Grundsatz der Desktop-Virtualisierung
2	Systemschichten ohne Virtualisierung
3	Systemschichten mit Virtualisierung
4	Präsentationsvirtualisierung
5	Thin Client von Wyse
6	Citrix XenDesktop Funktionsweise
7	Microsoft Enterprise Desktop Virtualization
8	Vmware View Schema
9	Oracle Sun Virtual Desktop Infrastruktur
10	Parallels Main VDI Components
11	Desktop Lebenszyklus
12	Stromverbrauch von Servern und Rechenzentren in Deutschland
13	Entwicklung des Energieverbrauchs in Rechenzentren – Anteile der einzelnen Verbraucher
14	Entwicklung von Stromkosten von Servern und Rechenzentren in Deutschland
15	Wirtschaftlichkeitsbetrachtung PC vs. Thin Client
16	Desktop PC vs. Thin Client, CO2eq-Emissionen über fünf Jahre

11 Fußnoten

1. ↑ Vogel, Kocoglu, Berger (2010) Seite 7
2. ↑ Lampe (2010), Seite 72
3. ↑ Vgl. Lampe (2010), Seite 72
4. ↑ Kushetzky (2009)
5. ↑ Vogel, Kocoglu, Berger (2010) Seite 2
6. ↑ Vgl. Lampe (2010) Seite 12
7. ↑ Lampe (2010) Seite 12
8. ↑ Kushetzky (2009)
9. ↑ Vgl. Frauenhofer UMSICHT (2011), Seite 8
10. ↑ Vgl. Lampe (2010), Seite 78
11. ↑ Vgl. Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller, Mewes (2009), Seite 75 f.
12. ↑ Vgl. Meinel, Willems, Roschke, Schnjakin (2010), Seite 10
13. ↑ Vgl. Meinel, Willems, Roschke, Schnjakin (2010), Seite 11
14. ↑ Vgl. Meinel, Willems, Roschke, Schnjakin (2010), Seite 22 f.
15. ↑ Vgl. Meinel, Willems, Roschke, Schnjakin (2010), Seite 12
16. ↑ Vgl. Lampe (2010), Seite 91
17. ↑ Vgl. Frauenhofer UMSICHT (2011), Seite 4 f.
18. ↑ Vgl. Wyse (2011)
19. ↑ Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller, Mewes (2009), Seite 101
20. ↑ "Citrix is the market leader in desktop virtualization with a 19% market share followed by Microsoft with 15% and VMware with 8%. But again, over 60% of corporations have not yet begun to virtualize their desktop environments.. übersetzt von Tobias Thormann, nach DiDio (2009)
21. ↑ Citrix Systems GmbH (2010a)
22. ↑ Vgl. Citrix Systems GmbH (2010a)
23. ↑ Vgl. Citrix Systems GmbH (2010)
24. ↑ Microsoft Corporation (2011a)
25. ↑ Vgl. Microsoft Corporation (2011b)
26. ↑ Microsoft Corporation (2011c)
27. ↑ Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller, Mewes (2009) Seite 102
28. ↑ Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller, Mewes (2009) Seite 107
29. ↑ VMware (2011a)
30. ↑ Vgl. VMware (2011b)
31. ↑ Oracle (2011a)
32. ↑ Vgl. Oracle (2011a)
33. ↑ Oracle (2011b)
34. ↑ "offers a complete solution for managing and providing access to virtualized desktop environments hosted in the datacenter.” übersetzt von Tobias Thormann, nach Oracle (2011b)
35. ↑ "provides access to full-screen desktop enviroments, allowing administrators the freedom to use a single solution to provide access to both server-based applications and server-hosted desktop environments.” übersetzt von Tobias Thormann, nach Oracle (2011b)
36. ↑ "Oracle’s Sun Ray Clients are simple, ultra-reliable, low-power devices that are ideal for displaying server-hosted virtual desktops. ” übersetzt von Tobias Thormann, nach Oracle (2011b)
37. ↑ "VirtualBox is powerful Cross-platform Virtualization Software for x86-based systems.” übersetzt von Tobias Thormann, nach Oracle (2011b)
38. ↑ Parallels (2011)
39. ↑ Vgl. Parallels (2011)
40. ↑ Parallels (2011)
41. ↑ Lampe (2010), Seite 80
42. ↑ Lampe (2010), Seite 80
43. ↑ vgl. Lampe (2010), Seite 80
44. ↑ CIO.de (2009)
45. ↑ Vgl. Vogel, Kocoglu, Berger (2010), Seite 56
46. ↑ vgl. Lampe (2010), Seite 76 ff.
47. ↑ Lampe (2010), Seite 79
48. ↑ vgl. Citrix (2008)
49. ↑ Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller, Mewes (2009) Seite 83
50. ↑ vgl. Runge, Sturm, Wisskirchen, Ebel, Groh, Höller, Mewes (2009) Seite 83
51. ↑ BITKOM (2010a), Seite 6
52. ↑ Vgl. BITKOM (2010a), Seite 11
53. ↑ BITKOM (2010a), Seite 11
54. ↑ Vgl. BMU (2009), Seite 10 ff.
55. ↑ Vgl. Vogel, Kocoglu, Berger (2010) Seite 19
56. ↑ BITKOM (2010b), Seite 8
57. ↑ Vgl. Frauenhofer UMSICHT (2011), Seite 1, 38 und 51
58. ↑ Vgl. Frauenhofer UMSICHT (2011), Seite 51 ff.
59. ↑ Vgl. UMSICHT (2008), Seite 6 f.
60. ↑ BMU (2009), Seite 5
61. ↑ Vgl. BMU (2009), Seite 9
62. ↑ Vgl. Fraunhofer UMSICHT (2011), Seite 72 f.
63. ↑ Fraunhofer UMSICHT (2011), Seite 76
64. ↑ Vgl. Fraunhofer UMSICHT (2011), Seite 76
65. ↑ BMU (2009), Seite 4
66. ↑ Vgl. BMU (2009), Seite 4
67. ↑ Vgl. Fraunhofer UMSICHT (2008b), Seite 73
68. ↑ Fraunhofer UMSICHT (2008b), Seite 75
69. ↑ Vgl. Fraunhofer UMSICHT (2008), Seite 75
70. ↑ Fraunhofer UMSICHT (2008), Seite 75
71. ↑ Vgl. Citrix (2008)
72. ↑ Vgl. Meinel, Willems, Roschke, Schnjakin (2010), Seite 69f

12 Literatur- und Quellenverzeichnis 

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