Virtualisierung als Weg in die Optimierung der IT-Infrastruktur

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1 Hinführung zum Thema

Die in diesem Dokument behandelte Studie wurde im Rahmen des Kurses Fallstudien an der Hochschule für Ökonomie und Management (FOM) erstellt. Diese soll im Bezug auf das selbst erdachte Unternehmen „Elementar AG“ die Thematik der Virtualisierungen in Unternehmen näher beleuchten. Im Schwerpunkt steht das in der IT-Branche immer mehr an Bedeutung gewinnende Teilgebiet der Server-Virtualiserung.
Anhand der „Elementar AG“ sollen die Potentiale der Server-Virtualiserung in Unternehmen aufgezeigt werden. Um die Transparents dieses vielschichtigen Themas zu erhalten, wird das Unternehmen in seinem derzeitigen Zustand beschränkt auf die IT-Infrastruktur vorgestellt und auf die momentanen Probleme des Unternehmens eingegangen. Darauf aufbauend sollen zur Lösung dieser Probleme verschiedene Techniken der Virtualisierung vorgestellt und ein Lösungskonzept erarbeitet werden.
Aufgrund des Umfanges der Thematik werden zusätzlich zu den vorgestellten Problemen des Unternehmens Abgrenzungskriterien in Form von Unternehmens- und IT-Anforderung an die Server-Virtualisierung definiert.

2 Das Unternehmen

Die Elementar AG ist ein mittelständisches Unternehmen und beschäftigt 250 Mitarbeiter an unterschiedlichen Standorten in Deutschland und im Ausland. Das Unternehmen ist spezialisiert für die Kommunikation im Government und NGOs, Entwicklung entsprechender Anwendungen, Beratung im Bereich Public Sector, Interoperability & IT-Standards, IT-Architecture sowie Bereitstellung von Service Portals & Architectures, IT-Service-Management & Hosting und IT-Systems-Integration.
Da das Unternehmen sehr eng mit IT verknüpft ist, d.h. damit arbeitet und anbietet und die Mitarbeiteranzahl von Elementar AG trotz der Wirtschaftskrise in den letzten Jahren stetig gewachsen ist, werden mehrere Rechenzentren betrieben. Eines von diesen Rechenzentren ist ausschließlich für den internen Betrieb vorgesehen um alle notwendigen Dienste und Applikationen zu betreiben, die für die tägliche Arbeit notwendig sind. Nur dieses für den internen Betrieb genutzte Rechenzentrum soll Gegenstand der Betrachtung dieser Fallstudie werden. Da die Mitarbeiter auf die IT angewiesen sind, ist sehr wichtig, dass die Dienste wie z.B. Exchange oder Fileserver permanent zur Verfügung stehen. Für die Entwicklungsarbeiten oder Tests werden von Zeit zu Zeit Server zusätzlich benötigt, die im Rechenzentrum (RZ) aufgebaut und betrieben werden müssen.

2.1 IT-Struktur

In dem betrachteten Rechenzentrum werden für die Aufrechterhaltung des Unternehmens über 80 Server betrieben, davon sind 45 Server direkt für den internen Betrieb vorgesehen. Auf ihnen werden Fileserver, Zertifizierungsstellen, Datenbanken, Exchange oder Communicator etc. ausgeführt, die für die tägliche Arbeit notwendig sind. Die meisten dieser Server müssen durch eine USV abgesichert werden um im Falle eines Stromausfalls im RZ die Server weiter betreiben zu können und die Verfügbarkeit zu garantieren. Auf den restlichen Servern werden Entwicklungensarbeiten bzw. Tests durchgeführt. Alle Server werden physikalisch betrieben und manche Systeme wie z.B. Datenbanken oder die Exchangeserver (Cluster) sind aus Redundanzgründen mehrfach verfügbar.
Durch die hohe Anzahl an betriebenen Servern und der damit entstehenden Wärmeentwicklung im RZ müssen zusätzlich zu den Servern Kühlsysteme eingesetzt werden. Diese sind entsprechend der Ausfallsicherheit ebenfalls redundant gehalten.

2.2 Problembeschreibung

Aufgrund der Vielfalt an sich ständig verändernden und wechselnden Projekten ist es vielfach notwendig eine Erweiterung der Serverhardware durchzuführen, wodurch Kosten in der Beschaffung entstehen, aber auch im Administrativen bzw. technischen Bereich um diese Hardware auszutauschen bzw. einzusetzen. Dadurch müssen die Server in den meisten Fällen für längere Zeit runtergefahren werden um die alte Hardware auszutauschen oder um neue Hardware einzusetzen. Bei den Entwicklungsservern schwankt der Ressourcenbedarf und ist meistens nur für eine kurze Zeit gegeben, um bestimmte Applikation zu starten, die nicht permanent zur Verfügung stehen sollen oder um Anwendungen zu testen (z.B. Lasttest). Diese Server werden nicht permanent gebraucht, da Projekte zeitweise auf „hold“ gesetzt werden, dessen ungeachtet werden diese Server aber in der Regel nicht abgeschaltet und erzeugen dadurch weiterhin Kosten aufgrund des Energiebedarfs.
Ein weiteres Problem ist der hohe Platzbedarf im Rechenzentrum. Sollte das bisherige Wachstum des Unternehmens weiterhin anhalten, muss ein weiteres Rechenzentrum aufgebaut werden oder das alte Rechenzentrum muss entsprechend erweitert werden. Damit eng verbunden ist die immer größer werdende Beanspruchung des Kühlungssystems für die Server.

2.3 Ziel

Das Ziel des Unternehmens ist es die oben beschriebenen Probleme mit Hilfe von Virtualisierungs-Technologien zu reduzieren. Dabei soll die Virtualisierung dazu dienen den Platzbedarf im Rechenzentrum zu verringern, die Ressourcen besser zu verteilen/nutzen (Skalierbarkeit) und die Energiekosten sowie allgemein IT-Kosten zu senken. Die Komplexität der IT-Infrastruktur soll durch Standardisierung vereinfacht werden. Die operativen Risiken der IT-Infrastruktur soll durch die Vereinfachung des Managements minimiert werden und die Servicequalität soll durch Konzentration der Ressourcen und Automation verbessert werden.

3 Warum Virtualisierung

Warum es Virtualiserung bei der Server-Konsolidierung sein sollte erklären die folgenden Beispiele. In ihnen werden 3 Varianten der Konsolidierung vorgestellt, die alle samt den gleichen Effekt haben, dies aber mit unterschiedlichen Methoden erreichen. Die gewählten Beispiele verdeutlichen die physische Konsolidierung, die Konsolidierung der Anwendung und die virtuelle Struktur.

3.1 Physische Konsolidierung

Physische Konsolidierung (erstellt mit Microsoft Visio 2010)

In dieser Konsolidierungsform wird als Hauptziel Platz gespart indem man die Anzahl der Standorte reduziert bzw. die physische Anordnung der Server anpasst. Dadurch wird jedoch keine Verbesserung der Auslastung sowie Verringerung der Komplexität der Infrastruktur erreicht. ^[1]

3.2 Konsolidierung der Anwendungen

Konsolidierung der Anwendung (erstellt mit Microsoft Visio 2010)

In diesem Fall wird Platz eingespart indem man Anwendung die vorher auf verschiedenen Servern betrieben wurden auf einem Server vereint, so dass eine Verringerung der Komplexität der Infrastruktur erreicht wird, der Haken an dieser Art der Konsolidierung besteht in dem hohen Risiko von Anwendungskonflikten bzw. Ressourcenkonflikte. Ein gutes Beispiel dafür ist der Exchangeserver und das E-Mail-Verwaltungsprogramm Outlook, denn diese können bzw. dürfen nicht auf dem gleichen Server betrieben werden.^[1]

3.3 Virtuelle Infrastruktur

Virtuelle Infrastruktur (erstellt mit Microsoft Visio 2010)

Der Weg den die Virtualisierung einschlägt hat das gleiche Ziel wie die anderen Konsolidierungsformen auch. Der gemeinsame Punkt ist wieder die Verringerung der Komplexität der Infrastruktur, nur das dieser Weg das Risiko von Anwendungs- bzw. Ressourcenkonflikten vollständig umgeht. Die einzelnen Anwendung werden zwar auf einem gemeinsamen Server zusammengefasst, werden aber gekapselt voneinander in den sogenannten VM’s betrieben. Dadurch ist eine optimale Auslastung, Verfügbarkeit und Verwaltbarkeit möglichder IT-Infrastruktur gegeben, sodass die Virtualiserung als favorisierte Form der Konsolidierung zu betrachten ist. ^[1]

4 Anforderungen an die Server-Virtualisierung

Aufgrund der Vielzahl an Möglichkeiten die geplante Server-Virtualiserung im Unternehmen durchzuführen aber auch der möglichen Ergebnisse wurde vom Unternehmen selbst bestimmte Anforderungen gestellt. Diese wurden aus zwei verschieden Blickwinkel aufgestellt. Aus Sicht des Management des Unternehmens auf der einen Seite und dem gegenübergestellt die Anforderungen aus Sicht der IT-Abteilung. In den nachfolgenden Punkten werden diese definiert.

4.1 Allgemeine Unternehmensanforderungen

Aus Unternehmenssicht sollen die Kosten im IT-Segment gesenkt bzw. transparent gemacht werden, so dass zukünftig besser geplant werden kann. Die eingesetzte IT soll maximal konsolidiert werden um Kosten für die Kühlung der Server zu reduzieren und den Aufbau eines weiteren Rechenzentrums zu vermeiden. Die Verfügbarkeit der IT-Dienste soll verbessert werden um Arbeitsabläufe durch Ausfälle nicht zu gefährden.
Für alle unternehmenskritischen Systeme soll ein Konzept entwickelt werden, das den permanenten Zugriff auf Systeme garantiert, die als „kritisch“ eingestuft werden. Um den Ablauf (Entwicklung » Stage » Produktiv) zu verbessern, soll eine Möglichkeit geschaffen werden, eine Verbindung der Systeme zwischen dem internen Rechenzentrum und dem Rechenzentrum für Kunden (Produktivrechenzentrum) herzustellen, um Entwicklungsstände oder gar komplette Server in das Produktivrechenzentrum übertragen zu können.

4.2 IT-Anforderungen

Aus Sicht der IT-Abteilung soll die Komplexität der Infrastruktur verringert werden, so dass sich der administrative Aufwand senken lässt. Zudem soll durch die Virtualisierung der Server die Ausfallzeit minimiert werden. Ergänzend dazu will die IT-Abteilungen eine Klassifizierung der Server einführen um zu entscheiden ob Server weiter im Einzelbetrieb gehalten werden oder in einen Cluster realisiert werden müssen. Des Weiteren müssen die Server durch ein Backupsystem abgesichert werden um im Fall des Totalausfalls die Daten schnellstmöglich wieder zur Verfügung stellen zu können.

5 Konzeption der Virtualisierung

Da das Ziel des Unternehmens eine möglichst wirkungsvolle Virtualisierung der Server ist, muss zunächst geklärt werden welches Konzept die Virtualiserung verfolgt und was dabei zu beachten ist. Dabei ist als Grundlage zunächst zu sagen, dass die Virtualiserung eine Abstraktionsschicht darstellt, die die physikalische Hardware verstecken soll. Sie wirkt dadurch als eine logische Trennschicht zwischen Anwendungen und Ressourcen. Diese Softwaretechnologie ermöglich es unterschiedliche bzw. mehrere Betriebssysteme aber auch Anwendungen gleichzeitig auf einem Computer auszuführen. Möglich wird dies durch sogenannte virtuelle Maschinen (VM). Eine VM besteht aber nicht aus einer Hauptplatine, Grafikkarte, RAM oder sonstiger Hardware, sondern stellt einen vollständig gekapselten Softwarecontainer dar. Diese kurze Einführung in die Virtualisierung sollte den Einstieg in die nachfolgenden Punkte erleichtern, sodass man einen Eindruck bekommt was Virtualisierung bedeutet.

5.1 Gesichtspunkte der Virtualisierung

Um zahlreiche Eventualitäten und mögliche Irrwege der Virtualisierung zu vermeiden, müssen zudem einige Gesichtspunkte der Virtualisierung betrachtet werden, so dass eine optimale Lösung für das Unternehmen erarbeitet werden kann.

5.1.1 Verfügbarkeit

Der Einsatz von Virtualisierung soll die geforderte Verfügbarkeit im Unternehmen nicht beeinträchtigen bzw. für ausgewählte Dienste diese erhöhen. Da die Virtualisierung keine Verbesserung der Verfügbarkeit garantiert, soll die Cluster-Funktion in der Planung berücksichtigt werden. ^[2]

5.1.2 Flexibilität

Es sollen schnell Systeme bereitgestellt werden, diese sollen auch bei Bedarf erweitert werden können ohne dabei hohe Ausfallzeiten zu erzeugen. Bei Erweiterung der Hosts (Hardwareerweiterung des Hosts) oder Betriebssystemupdate soll die Verfügbarkeit der gehosteten Gastsysteme nicht beeinträchtigen.
Die gehosteten Systeme müssen bei Bedarf auf andere Hosts verschoben werden können. Um im Falle einer neuen Verwendung des Hosts die Gast-Systeme auf andere Server zu verlagern. ^[2]

5.1.3 Kosten

Die Kosten für Hardware, Administration und Gemeinkosten für das Rechenzentrum sollen so weit wie möglich reduziert werden. „Unternehmen, die keine Virtualisierungstechnologien nutzen, nehmen jährlich um die 25% Mehrausgaben für Hardware, Software, Arbeitskosten, Strom und Platzbedarf für x86-basierte Systeme in Kauf.“ - Gartner-Bericht

5.1.4 Verwaltbarkeit

Für die Verwaltung der Hosts/Gast – Systeme soll ein zentralisiertes Management zur Verfügung stehen um ein besseres Kapazitätsplanungsmanagement zu betreiben. ^[2]

5.1.5 Backup/Sicherung

Die Sicherung des Systems bzw. das Erstellen eines Backups ist in Unternehmen stets ein heikler Punkt. Auch hier hat die Virtualiserung einen durchaus positiven Effekt, denn Sicherungen können auf separaten virtuellen Netzwerken erfolgen wodurch die Performance der einzelnen Systeme nicht beeinflusst wird. Das Sicherheitskonzept kann insoweit erweitert werden, dass Snapshots (Momentaufnahme des virtualisierten Servers) direkt vom Storage gesichert werden. Auf dieser Grundlage können diese Snapshots im Falle eines Serverausfalles ohne großen Aufwand wiederhergestellt werden. ^[2]

5.2 Anbieter für Virtualisierung von Servern

In dieser Fallstudie werden zwei der folgend drei gelisteten und verbreitesten Anbieter für Servervirtualisierung betrachtet. ^[3]

* Microsoft Hyper-V
* VMWareESXi
* Xen

5.3 Konzeption und Anforderungen der Virtualisierung für interne Server

Für die Virtualisierung der internen Systeme wird die Lösung von Microsoft (Hyper-V) eingesetzt, da das komplette Unternehmen für den internen Betrieb überwiegend Microsoftprodukte einsetzt, sowohl für Clients als auch Serverlösungen.
Es ist nicht vorgesehen, dass alle Server virtualisiert werden um im Fall eines Ausfalls der Virtualisierung den internen Betrieb im Unternehmen aufrecht zu erhalten. Dadurch soll das Unternehmen zumindest mit den minimal nötigen Ressourcen weiter arbeiten können. Aus diesem Grund werden Systeme mehrfach geführt und nur zum Teil virtualisiert. So sollen z.B. die Fileserver, Exchangeserver, Communicator, Domaincontroller und die Datenbankserver sowohl virtuell als auch physikalisch zur Verfügung stehen. Außerdem sollen Systeme wie z.B. das Backupsystem in physikalischer Form erhalten bleiben. Nach einer Auswertung der internen IT-Infrastruktur sollen insgesamt 48 Server virtualisiert werden. Davon sollen 14 Server hochverfügbar betrieben werden. Diese Lösung soll langfristig so ausgelegt werden, dass eine Erweiterung ohne hohen Aufwand möglich ist.

5.4 Konzeption und Anforderungen der Virtualisierung für Entwicklungssysteme

Die Entwicklungssserver sollen mit der Lösung von VMWare realisiert werden, da die Produktivserver ebenfalls mit dieser Software betrieben werden. Damit soll gewährleistet werden, dass nicht nur das Deployment schnell realisiert werden kann, sondern auch komplette Server ohne Konvertierung der VM in das Produktivrechenzentrum übertragen werden können. Für die initiale Virtualisierung sollen 62 Server für die Entwicklung und Tests virtualisiert werden. Da in diesem Bereich eine Hochverfügbarkeit der Server nicht benötigt wird, sollen hier nur Einzelhosts betrieben werden, um den stabilen Betrieb dennoch gewährleisten zu können sollen die VM's zentral auf einem Storage abgelegt werden. Dadurch wird erreicht das die VM's zentral zu Verfügung stehen, Im Zuge der Kostensenkung der betriebenen physikalischen Server sollen die VM's nicht alle gleichzeitig betrieben werden, sondern nur wenn Bedarf besteht. Dadurch wird die Auslastung der physikalischen Server zeitweise veringert, so dass diese teilweise abgeschaltet werden können. Einzelne nur wenige Server wie z.B. der Domaincontroller für die Entwicklungszone sollen weiterhin physikalisch betrieben werden.

6 Virtualisierungs-Technologien

VMM-Software ist eine Art Blackbox, welche die parallele Ausführung mehrerer Betriebssysteme möglich macht. Im Folgenden werden Techniken beschrieben, die von der VMM-Software für die Trennung der jeweiligen VM's von der Systemhardware eingesetzt werden. Beide der folgenden Techniken können sowohl von Hosted- als auch der Bare-Metal-Lösung genutzt werden.
Diese Techniken haben ebenfalls dasselbe Ziel: Das Abfangen aller Befehle der VM's, die den Systemzustand (gemeinsame Ressrouce) auf irgendeine Art und Weise beeinflussen. Lediglich der in ihnen verwendete Ansatz unterscheiden sich voneinanden.

6.1 Binäre Übersetzung

Bei der binären Übersetzung wird der ausgeführte Programmcode dynamisch geändert, um zu verhindern, dass der Systemzustand beeinflusst wird. Enthält ein kompilierter Code einer VM einen privilegierten Befehl ( u. a. Zugriff auf ein I/O-Gerät), so kann die VMM-Software die binäre Übersetzung einsetzen, um die I/O-Anfrage umzuleiten und so Konflikte zwischen den gehosteten VM's zu vermeiden. Die VMWare Workstation stellt ein Beispiel für den Einsatz der binären Übersetzung dar. Um den Leistungseinbußen entgegen zu wirken, die eine solche Lüsung mit sich bringt, werden Befehle jeweils in Gruppen von der Virtualisierungssoftware übersetzt.

6.2 Hardwareunterstützung

Um nicht den VM-Code während des Ablaufs modifizieren zu müssen, wird beim hardwareunterstützenden Ansatz spezielle Prozessortechnologien eingesetzt, um Systemzustandsänderungen zu verhindern. Anbieter wie Intel, aber auch AMD haben neue Virtualisierungstechnologien in ihre Prozessoren (Intel-VT und AMD-V) integriert. Damit soll es möglich sein, wenn nötig, eine VMM-Software automatisch aufzurufen. Diese Technologie wird von vielen Bare-Metal-Hypervisor-Systemen genutzt. Auch bei dieser Lösung kann die Leistungeingeschränkungen kommen. Das passiert sobald die Ausführung einer VM durch den Hypervisor unterbrochen wird. Um das zu verhindern, müssen die Prozessoren, die über Hardwarefunktion für die Virtualisierung verfügen entsprechend konfiguriert werden. Damit der Hypervisor nicht eingreifen muss, kann auf ein spezifisches I/O-Gerät, das partitioniert ist, von der zugewiesenen VM zugegriffen werden.

7 Funktionsweise und Aufbau der virtuellen Umgebung

Um eine Grundstruktur für die Virtualiserung der IT-Struktur der Elementar AG zu ermittelt, werden zunächst die gängigen Virtualisierungs-Architekturen vorgestellt. In Anschluss wird sich auf Grundlage der Elementar AG für eine Architektur entschieden. Im Bezug auf die Aktualität wird ein Artikel vorgestellt, der einen kleinen Ausblick auf die Entwicklung der dominierenden Architektur gegeben.

7.1 Vorstellung der Host- und Hypervisor-Architektur

Die meisten eingesetzten und verbreiteten Techniken der Virtualisierung basieren entweder auf einer Host-Architektur (hosted Architecture) oder einer Hypervisor-Architektur (hypervisor Architecture) auch Bare-Metal-Virtualisierung genannt. ^[4]

7.1.1 Host-Architektur

Hosted-VMM-Software wird auf einem Host-Betriebssystem installiert. (erstellt mit Microsoft Visio 2010) - Quelle 12 ^[4]

Das Hauptmerkmal der Host-Architektur ist ein Betriebssystem als Basis für den Betrieb. Eingesetzt werden kann dafür unter anderem ein Windowsbetriebssystem, ESXi oder Parallels. Darauf aufbauend bildet der Hypervisor oder ein VMM (Virtual Maschine Monitor) die Steuereinheit der Architektur. Diese Software ist direkt auf dem Host-Betriebssystem installiert und ermöglicht es nun weitere Betriebssysteme auf dem physikalischen Computer auszuführen. Durch die Grafik in Abbildung 4 soll dieser Sachverhalt verdeutlicht werden. Weiteres Merkmal dieser Architektur ist das jede auf dem Host-System installierte virtuelle Maschine nur Zugriff auf eine begrenzte Anzahl von I/O-Geräten haben. Da die angeschlossenen physikalischen I/O-Geräte direkt von dem Host-Betriebssystem kontrolliert werden, hat die installierte VMM-Software die Aufgabe jeder virtuellen Maschine „virtuelle“ I/O-Geräte zuzuordnen. D.h. eine virtuelle Maschine bekommt nur ein Abbild der I/O-Geräte, was zu Folge hat das der Steuerbefehl der virtuellen Maschine nicht an das physikalische I/O-Geräte geht sondern erst vom der VMM verarbeitet wird und anschließend an das Hostbetriebssystem weitergegeben wird. Das ist auch gleichzeitig ein Nachteil dieser Architektur, denn wenn die VMM-Software das I/O-Geräte nicht erkennt wird dies auch nicht an die virtuelle Maschine weitergegeben. Das betrifft die meisten nichtgenerischen I/O-Gerät, zu ihnen zählen z. B. PCI-Datenerfassungskarten. Die sogenannten generischen I/O-Geräte wie z. B. Netzwerkschnittstellen und CD-ROM-Laufwerke werden dagegen erkannt und der virtuellen Maschine verfügbar gemacht. Um diesen Nachteil auszugleichen werden jedoch für den USB-Anschuss Tunnelfunktionen in den meisten VMM-Anwendungen angeboten. Diese ermöglichen einen direkten Zugriff auf USB-Geräte aus der virtuellen Maschine heraus, so dass zusätzlich du den durch die VMM-Software verfügbaren I/O-Geräte weitere zur Verfügung stehen. Dadurch besteht die Möglichkeit auf ein NI-USB-Datenerfassungsgerät innerhalt einer VM zuzugreifen, sodass Daten erfasst werden können. ^[4]

Hosted-VMM-Software besteht in der Regel aus verschiedenen Komponenten, die miteinander kommunizieren, um die I/O-Anfragen der VMs an das Host-Betriebssystem weiterzuleiten. (erstellt mit Microsoft Visio 2010) - Quelle 12 ^[4]

Um I/O-Anfragen der virtuellen Maschinen verarbeiten zu können und an das Host-Betriebssystem zu übermitteln setzt sich in der Regel eine VMM-Software aus unterschiedlichen Komponenten zusammen, die um die Aufgabe zu erfüllen miteinander kommunizieren. I/O-Anfragen der VM’s werden bei VMWare Workstations z. B. erst an eine Low-Level-VMM-Komponente geleitet, die diesen an einen Treiber übergibt und an Ende wird diese Anfrage an eine VMApp-Anwendung transferiert. Erst danach erfolgt die Übergabe der I/O-Anfragen von der VMApp an das Host-Betriebssystem. Nebenstehen ist eine Abbildung zur Veranschauung dieser Prozesskette dargestellt. ^[4] Neben bereits erwähnten Nachteilen dieser Architektur, hat diese auch ihre Vorteile. Z. B. die einfache Installation und Konfiguration. Durch eine simple Installationsroutine kann unter Windows innerhalb von wenigen Minuten eine VMWare-Workstation-Software eingerichtet werden. Ist die Software installiert lassen sich Host verschiedene virtuelle Maschinen implementieren. Dabei ist zu vermerken das diese virtuellen Maschine nicht das gleiche Betriebssystem haben müssen. Großer Vorteil dieser Architektur ist seine Basis, das Host-Betriebssystem. Dieses bringt sämtliche Treiber für die Kommunikation mit der Low-Level-Hardware mit, sodass eine VMM-Software auf einer Vielzahl an Host-Betriebssystemen bzw. Computern installiert werden kann, ohne dass diese modifiziert werden muss. ^[4]

Zu dem bereits erwähnten Nachteil dieser Virtualisierungsarchitektur, dass ein Großteil der an PCI-I/O-Gräten den virtuellen Maschinen nicht zur Verfügung gestellt werden kann bzw. es keine bzw. nur unzureichende Tunnelfunktionen für diese Geräte gibt, bringt diese Architektur zum Teil auch Leistungseinschränken mit sich. Grund dafür ist die Tatsache, dass sämtliche I/O-Anfragen nicht direkt an die I/O-Geräte weitergeleitet werden, sondern also Zwischenschritt über das Host-Betriebssystem geleitet werden. ^[4]
Zudem bietet diese Architektur nur eine mangelnde Unterstützung für Echtzeitbetriebssysteme. Grund dafür ist wieder das Host-Betriebssystem, das die Ablaufkoordination aller Anwendungen und der VMM-Software diktiert und somit eine deterministische Ausführung eines Echtzeitbetriebssystems auf einer VM verhindert. ^[4]

Aufgrund seiner Vorteile wird diese Form der Architektur meist für das Testen von Beta-Software oder zum Ausführen von Anwendungen in verschiedenen Versionen benutzt. Zudem hat Hosted-Virtualisierung den Vorteil das verschieden Betriebssysteme schnell ausgeführt werden können, so dass schnell zwischen diesen Versionen hin und her geschaltet werden kann, sollte der häufige Zugriff auf unterschiedliche Anwendungen notwendig sein. ^[4]

7.1.2 Hypervisor-Architektur

Bare-Metal-VMM-Software wird direkt auf die Systemhardware installiert. (erstellt mit Microsoft Visio 2010) - Quelle 12^[4]

Bei der Bare-Metal-Virtualisierungsarchitektur muss auf die System-I/O-Geräte, die zwischen virtuellen Maschinen aufgeteilt werden, über einen Kernel-Treiber zugegriffen werden. (erstellt mit Microsoft Visio 2010) - Quelle 12^[4]

Bare-Metal-Virtualisierungssoftware ermöglicht die Partitionierung der I/O-Geräte und die Zuweisung zu einzelnen VMs. (erstellt mit Microsoft Visio 2010) - Quelle 12^[4]

Die der Host-Architektur gegenübergestellt Architektur ist die Bare-Metal-Architektur. Diese braucht im Gegensatz zur Host-Architektur kein Betriebssystem als Basis. Diese Hypervisor genannte VMM-Software ist direkt auf die Hardware installiert und kann dadurch direkt mit ihr kommunizieren. Die nebenstehende Abbildung zeigt diesen Aufbau. ^[4]

Diese Bare-Metal-Lösungen stellen eine Vielzahl an I/O-Zugriffoptionen für die virtuellen Maschinen bereit, aufgrund der Art der kommunikation mit den I/O-Geräten. Da dem Hypervisor kein Betriebssystem übergeordnet ist, kann dieser direkt mit den I/O-Geräten kommunizieren. Da dem Hypervisor kein Betriebssystem übergeordnet ist, benötigt die Hypervisor-Software für alle angeschlossenen I/O-Geräte Low-Level-Treiber, die es dem Hypervisor gestatten die I/O-Geräte zwischen den VM’s aufzuteilen. Einer Besonderheit dieser Low-Level-Treibe ist ihre Fähigkeit jeder I/O-Geräte das sich die virtuellen Maschinen teilen für weiter VM’s nachzubilden. ^[4]
Der Zugriff auf ein I/O-Gerät seitens der virtuellen Maschinen kann aber auch anderes erfolgen. Die Bare-Metal-Architektur hat den Vorteil das ein I/O-Geräte direkt einer VM zugeordnet werden kann (Partitionierung), so dass nur eine einzige VM auf das I/O-Geräte zugriff hat. Das kann zu einer erheblichen Leistungssteigerung des I/O-Gerätes führen. Grund dafür ist, dass die virtuellen Maschinen das I/O-Geräte über ihre nativen Treiber direkt steuern und so die VMM-Software nicht eingreifen muss. Ein Beispiel dafür ist die Verwendung von PCI-Datenerfassungskarten. Nachfolgend ist die Variante grafisch dargestellt. ^[4]

Die Bare-Metal-Virtualisierungsarchitekturen bieten neben der verbesserten I/O-Leistung ebenfalls eine Unterstützung für Echtzeitbetriebssysteme. Dies wird möglich durch das nicht benötigte Host-Betriebssystem sowie den integrierten Funktionen in einem Bare-Metal-Hypervisor zur Pufferung der Interrupt-Latenz und der deterministischen Leistung. Kurz gesagt ist damit die Möglichkeit gegeben Echtzeitbetriebssysteme und universellen Betriebssystem nebeneinander auszuführen. ^[4]
Dennoch besitzt auch die Bare-Metal-Virtualisierung ihre Schwachstellen. Zu bedenken ist, dass die Hypervisor-Software zusätzlich zu den Treibern für die an die virtuellen Maschinen aufzuteilenden I/O-Geräte auch alle erforderlichen Treiber für die unterschiedlichen Hardwareplattformen mitbringen muss. Da kein Host-Betriebssystem zwischen der Hardware und dem Hypervisor liegt stellt auch die Installation und Konfiguration eine kleine Herausforderung dar im Gegensatz zur Host-Lösung. ^[4]

Durch die Low-Level-Natur und dem direkten I/O-Zugriff bieten sich Bare-Metal-Hypervisor-Systeme für den Einsatz von Anwendungen, die mehrere Betriebssysteme nutzen hervorragend an. Besonders Anwendungen die eine Echtzeitdatenverarbeitung voraussetzen und einen Zugriff auf universelle Betriebssystemdienste (z. B. die GUI) bieten, profitieren durch die Bar-Metal-Virtualisierung. ^[4]

7.2 Bare-Metal-Hypervisoren setzen sich durch

Für Unternehmen, die sich für die Virtualisierung entscheiden, stehen einige Optionen zur Verfügung. Die Lösung, die direkt auf der Hardware aufsetzt (Bare-Metal-Hypervisor), ist die flexibelste Lösung. Die großen Anbieter wie VMWare, Microsoft oder Xen setzen alle auf Bare-Metal-Hypervisor Lösung. In früherer Vergangenheit arbeiteten Anbieter wie VMWare (GSX-Server) oder Microsoft (Virtual Server) ebenfalls mit Hypervisor-Software, jedoch war hier noch eine Betriebssystemschicht notwendig. Diese Lösungen verlieren immer weiter an Bedeutung und werden vom Markt verschwinden. ^[5]

7.3 Entscheidung für eine Architektur

Nach der Vorstellung diese beiden Architekturen und dem Blick auf den Markt in Punkt "Bare-Metal-Hypervisoren setzen sich durch" entscheidet sich die Elementar AG wie viele Firmen auch für die Bare-Metal-Hypervisor Lösung, da mit dieser Lösung noch zusätzlich die gewünschten Anforderungen (Unternehmens- und IT-Anforderungen) und Produkte (Microsoft bzw. im Entwicklungsbereich auch Linux) abgedeckt werden.

8 Lösungsvorschlag

8.1 Die interne IT-Infrastruktur

Interne Virtualisierungsumgebung (erstellt mit Microsoft Visio 2010)

Das Schaubild stellt den prinzipiellen Aufbau des internen Netzwerkes/Virtualisierungsumgebung. Die Erweiterung erfolgt durch das Erweitern der Hosts oder wenn Speicherbedarf besteht muss entsprechend das Storage erweitert werden. Um die Anforderungen zu erfühlen werden im Cluster 3 Hosts betrieben, die wie folgend konfiguriert sind.

Netzwerk

Für das Storage-Netzwerk werden Cisco MDS 9000 Fiber Channel Switche eingesetzt. Im internen Netzwerk kommen Cisco Catalyst M4900 Switche zum Einsatz um die Server mit bis zu 10Gb anzubinden. Die angegebenen drei Hosts werden mit je 1Gb angebunden und die Uplinks mit jeweils 10Gb. Diese Konfiguration soll die Erweiterungen in der Zukunft ohne viel Aufwand möglich machen, da die Cisco Catalyst M4900 Switche mit Modulen erweitert werden können.

Storage

Als Storage-Lösung werden zwei Geräte des Modells PowerVault MD3220i iSCSI SAN Storage Array6 eingesetzt. Mit dieser Lösung wird unter anderem der gewünschte HA-Betrieb ermöglicht.
Die Konfiguration der einzelnen Hosts muss identisch sein, damit beim Verschieben z.B. das Netzwerk richtig zugeordnet werden kann – daher gilt: alle Netzwerkkarten werden mit gleichem Namen bezeichnet. Auch die physische CPU-Familie muss identisch sein. Ein Umzug einer VM von einem Intel-basierten x64-Server auf einen Host mit AMD-x64-Prozessoren ist somit nicht möglich. Beim Verschieben einer VM innerhalb einer CPU-Familie muss ebenfalls die Chip-Generation beachtet werden.

Verwaltungstools

Erst die Verwaltungstools machen den Hypervisor komplett. Hier wird der »System Center Virtual Machine Manager« (SCVMM) von Microsoft eingesetzt. Die Verwaltungs-Software für Microsofts Hypervisor, lässt sich remote einsetzen und kann dadurch sehr komfortabel einen Hyper-V-Server betreuen. Ein weiteres benötigtes Tool zur Realisierung der Anforderungen ist der »Failover Cluster Manager«. Dieser dient dem Aufsetzen und Verwalten eines Clusters, um die Virtualisierungs-Hosts auf Basis eines Hyper-V (oder Windows Server 2008) ausfallsicher zu gestalten.
Ein nützliches und sehr interessantes Tool von Hyper-V R2 ist die Live-Migration von VM's. Mit dieser Funktion ist es möglich eine VM von einem Host auf einen anderen zu verschieben, ohne die Folgen eines Datenverlustes oder einer merkbaren Unterbrechung. Aus technischer Sicht bedeutet es, dass die Migration in einem Zeitfenster erfolgt, so dass die TCP/IP-Schicht keinen Timeout an die anderen Schichten im Softwarestack meldet.

Live Migration

Live-Migration bei Hyper-V R2. Grafik: Microsoft

Zum Verschieben der VM's wird Live-Migration eingesetzt, das mit SCVMM initiiert wird. Zuerst werden die Konfigurationsdaten der betreffenden VM vom Quellhost zum Zielsystem kopiert. Diese Prozedur wird in der Regel über das interne Netzwerk ausgeführt. Die Transferzeit ist daher von der verfügbaren Netzwerkbandbreite abhängig. Da die VM auf dem Ursprungshost weiter läuft gibt es keine kritischen Zeitvorgaben.
Im nächsten Schritt werden die Inhalte des Arbeitsspeichers von einem Hosts zum anderen übertragen. An dieser Stelle können große Datenmengen anfallen, wenn die VM einen großen Speicher zugewiesen bekommen hat. Anschließend wird die VM auf dem ursprünglichen Hosts angehalten und die restlichen Inhalte des Arbeitsspeichers und der Prozessorregisterinhalte auf den neuen Host übertragen. Im weiteren Schritt erfolgt die Zuweisung der virtuellen Festplatten auf dem Zielhost, in der Regel sind dies Zeiger so dass der Prozess sehr schnell geschieht. Nun wird die VM auf dem Zielhost aktiviert und die VM auf dem urpsrünglichen Host entfernt.

Cluster

Eine große Bedeutung bei der Live-Migration hat der gemeinsame Speicher. In unserem Fall bietet der Windows Server 2008 R2 mit den "Cluster Shared Volumes" (CSV) die Lösung. Diese CVS ist für die Live-Migration absolut notwendig, denn nur so ist es möglich auf dieselbe LUN zu schreiben.
Alle Hosts können über denselben FQPN (Fully Qualified Path Name) auf die Volumes zugreifen. Da die Live-Migration auf eben der VM ansetzt, sind keine Anpassungen in der Applikation oder im Gastbetriebsystem notwendig. Da im Cluster die Verschiebung der VM's automatisch erfolgt, müssen entsprechende Ressourcen auf allen Hosts freigahlten werden, damit im Ausfall die betriebenen VM's auf die anderen Host-Server verteilt werden können. Bei drei Hosts muss entsprechend 1/3 an Ressourcen auf jedem Host freigehalten werden.

Einzelhosts

Für die Einzelhosts im internen Netzwerk und Entwicklungsnetzwerk wird das Dell AX4-5 SAN Storage eingesetzt. Außerdem können VM's auf den Einzelhosts direkt auf dem lokalen Speicher des Hosts abgelegt werden. Ansonsten können die VM's auf dem Storage abgespeichert werden. Fällt ein Host aus, so können die VM's auf einem anderen Host gestartet werden. Für den Betrieb der restlichen 34 VM's werden 4 Einzelhosts mit folgender Konfiguration betrieben.

8.2 Die Entwicklungsumgebung

Entwicklung - Virtualisierungsumgebung (erstellt mit Microsoft Visio 2010)

Um die virtuellen Server für die Entwicklung zu betreiben wird das selbe Storage verwendet wie für die Einzelhosts der internen Virtualisierungsumgebung. Insgesamt werden 2 Server VMWare ESXi mit folgender Konfiguration eingesetzt.

Die Einzelhosts müssen im Gegensatz zum Cluster keine gleiche Konfiguration aufweisen. Alle Server können individuell konfiguriert werden. Sollte die Entwicklungsumgebung erweitert werden, so können je nach Anforderungen neue Server zusammengestellt werden. Initial werden zwei Hosts mit der angegebenen Hardwarekonfiguration bereitgestellt um die 62 Entwicklungsserver zu betreiben.

Verwaltung

VCenterServer Diagram 1 - (c) WMWare Inc.

VCenterServer Diagram 2 - (c) WMWare Inc.

Die Virtualisierungshosts in der Entwicklungsumgebung werden mit VMWare vCenter Server verwaltet. Mit vSphere Client ist der Zugriff auf die Einzelhosts auch direkt möglich, sollte aber beim Einsatz von vCenter vermieden werden um inkonsistenz im vCenter zu vermeiden. Das Verwaltungstool bietet sehr viele nützliche Funktionen die man über eine benutzerfreundliche Oberfläche bedienen kann. Nicht nur einzelne Server können einheitlich verwaltet werden, sondern auch Cluster, ob es sich um wenige oder hunderte VM`s handelt. Für Administratoren ist es möglich über eine einzige Konsole die Performance von Cluster, Hosts oder VM`s zu überwachen. Außerdem ist die Einsicht in den Status und die Konfiguration von Cluster, Hosts, VM`s, Storage, dem Gastbetriebssystem und anderen kritischen Komponenten der virtuellen Infrastruktur möglich. Mit vorgefertigten Vorlagen von VM`s können Administratoren sehr schnell VM`s bereitstellen und diese die Benutzer selbst verwalten lassen. So erhalten die benutzer das Recht über eine Website auf vCenter zuzugreifen und die zugeordnete VM zu starten bzw. über eine Console das Gastsystem zu konfigurieren, auf diesem zu entwickeln oder zu testen. Das Zuweisen oder modifizieren von Ressourcen bleibt den Benutzern verwehrt. Auch Netzwerkkonfiguratio wird vom Administrator voreingestellt. Da für diese Server keine Anforderungen an Verfügbarkeit bestehen, werden Funktionen wie z.B. vMotion (vergleichbar mit der Funktion von Microsoft "Live Migration"), Cluster etc. nicht lizensiert. Die genannten oder weitere Funktionen können der Website von VMWare entnommen werden.

9 Verbesserungen durch die Server-Virtualisierung

Virtualisierung hat die Unternehmens-IT in den letzten Jahren gewaltig verändert. Und das aus gutem Grund: Virtualisierte IT-Strukturen reduzieren die Hardware-Ressourcen und führen zu einer besseren Auslastung von Server- und Storage-Systemen. Gleichzeitig erhöht dies die Flexibilität, senkt den Platz- und Energiebedarf und verringert so ganz allgemein die IT-Kosten.
Um die Aktualität dieses Themas für Unternehmen zu verdeutlichen wird in den nächsten zwei Punkten eine SAP Umfrage vorgestellt. Nach dieser Umfrage haben 70% der Bestandskunden Erfahrungen mit der Virtualisierung gemacht. Die Erwartungen der Unternehmen sind sehr unterschiedlich gewesen. An erster und zweiter Stelle stehen dabei die Erwartungen an bessere Auslastung der vorhandenen oder neuen Serverressourcen. Das Konzept der Virtualisierung wird laut SAP-Umfrage von den Unternehmen sehr gut angenommen. ^[6]

9.1 Vorteile der Virtualisierung

Vorteile der Virtualisierung^[6]

Die Auslastung der Ressourcen stand bei den Erwartungen der Unternehmen an erster Stelle. Diese Erwartung bildet den klassischen Vorteil von Virtualisierung, da man hier mehrere virtuelle Server auf einem physikalischen Server (Host) betreiben kann, die verschiedene Aufgaben übernehmen. Der zweite Punkt mit 31% bei dem die Erwartung an Kostenersparnis steht, lässt sich aus der ersten eher technischen Betrachtung direkt ableiten. Diese Kosteneinsparungen werden insbesondere durch die bessere Auslastung von Ressourcen erreicht und nicht durch nicht getätigte Neubeschaffungen. Weiterer Einsparungspotenzial steckt auch in den Aspekten der Energieeffizienz und Platzbedarf. So wird durch Reduktion von Serverhardware der vorhandene Platz besser genutzt, als Folge der Verringerung von Hardware geht die Wärmeentwicklung ebenfalls zurück, wodurch im Rahmen des Rechenzentrum auch Kühlleistung eingespart wird.^[6]
Eine hohe und schnelle Verfügbarkeit ist ein weiterer Vorteil von virtualisierten Servern. Für das Unternehmen ergibt sich durch den Einsatz von Virtualisierung nicht nur die Ausfallsicherheit, sondern auch die Möglichkeit neue virtuelle Maschinen zur Verfügung zu stellen. Dieses bietet die notwendige Flexibilität bei der Wartung oder Administration der Systeme.^[6]
Die Ausfallsicherheit ist abhängig von der Architektur der umgesetzten Virtualisierungsumgebung. So besteht die Möglichkeit eine Ausfallsicherheit von 99,9% durch Clustering zu gewährleisten. Diese Architektur steht jedoch im Konflikt mit den Erwartungen für die Kosteneinsparungen (s. Aufbau von Virtualisierungscluster).^[6]

9.2 Nachteile der Virtualisierung

Nachteile der Virtualisierung^[6]

Da die Initiale Einrichtung umfangreich und komplex ist wird der administrative Aufwand hoch eingeschätzt. Außerdem ist für eine einfache und reibungslose Administration gewisse Erfahrung erforderlich, was dazu führt, dass in der Anfangsphase noch keine hohen Effekte erzielt werden können. Auch nach erfolgreicher Einführung der Virtualisierung ist der Aspekt von Administration selten ein erwarteter Vorteil von IT-Leitern, da der Administrationsaufwand nicht vernachlässigt werden kann. Der Sicherheitsaspekt bleibt durch die Virtualisierung fast unberührt und muss beim Schutz ebenso berücksichtigt werden, wie bei physikalischen Servern. Auch wenn die Virtualisierung nicht primär die Performance als Ziel hat, da diese hochgradig an die physischen Server/System gekoppelt ist, gaben 15 Prozent der Befragten dies als Vorteil an.
Bei der Umfrage wurden 1000 Unternehmen befragt und gerade mal 430 haben überhaupt Angaben zu den Nachteilen von Virtualisierungstechnik gemacht. Alle anderen konnten oder wollten keine Angaben machen. Von diesen 430 Unternehmen sah ein Drittel überhaupt keine Nachteile. Die restlichen 275 Unternehmen gaben als Nachteil hohe Administration, sowie hohe Komplexität an. Besonders in der Einführungsphase entsteht ein großer Administrationsaufwand, jedoch verbirgt sich hier langfristig ebenfalls Einsparpotential.^[6]
Als weiterer Nachteil wurde auch die hohe Abhängigkeit zwischen den betriebenen VM`s und dem physischen Server genannt. Denn sollte ein physischer Server ausfallen sind mehrere bzw. alle auf diesem Server betriebenen Systeme nicht mehr erreichbar. Hier lässt sich die Abhängigkeit durch Redundanzen verringern. Die Nachteile sind sicherlich Punkte an denen die Hersteller noch arbeiten müssen. In betracht der Vor- und Nachteile kann man jedoch sagen, dass die Virtualisierung ein voller Erfolg ist.^[6]

10 Fazit

Das Ziel dieser Fallstudie war es dem Leser einen Einblick in das Thema der Virtualisierung zu gewähren. An Hand der Elementar AG sollte dem Leser vermittelt werden was Virtualisierung ist und welche Bedeutung diese in der heutigen Zeit hat. Dazu wurde am Beispiel der Elementar AG der Weg von der normalen IT-Infrastruktur in eine virtualisierte Infrastruktur aufgezeigt. Aufgrund der gesammelten und dargestellten Informationen sowie der aufgeführten Umfrage lässt sich sagen, dass die beginnende Virtualisierung der Unternehmen nicht mehr aufzuhalten ist. Mit steigender Leistung der einzelnen Computer und den Drang immer weiter Kosten einzusparen wird die Virtualisierung der IT-Infrastruktur stetig an Bedeutung zunehmen. Diese Technologie zeigt heute schon großes Potential und wird sich mit den Jahren zunehmend verbessern.

Mit der vorgeschlagenden Lösung hat die Elementar AG insgesamt 100 Server virtualisiert. Davon sind 48 Server für den internen Betrieb und 14 Server davon werden in einem Cluster betrieben um einen Ausfall zu vermeiden und so den Betrieb des Unternehmens zu garantieren. Die weiteren 62 Server werden für die Entwicklungs- und Testarbeiten betrieben.
Durch die geplante Virtualisierung und dementsprechend auch Konsolidierung konnten als Ergebnis mindestens 7 Racks a 42U (Höheneinheiten) eingespart werden. Nach Realisierung der Konsolidierung würde die Elementar AG für die Unterbringung der 9 Server (Hosts) und 3x Storage für den Betrieb der Virtualisierung nicht mal zwei 42U Rack benötigen. Mit dieser Konsolidierung kann dadurch eine bis 70% geringere CTO (Total Cost of Ownership) erreicht werden, die Verwaltbarkeit wird durch zentrale Bereitstellung, Migration und überwachung verbessert und die Bereitstellung beschleunigt, da die Server innerhalb weniger Minuten zur Verfügung gestellt werden können.

Des Weiteren ist davon auszugehen, dass die Virtualisierung innerhalb einer WarmUp-Phase die Kosten in den aufgeführten Kostenstellen verringern werde:

• Verwaltung
• Strom & Kühlung
• Kabelmanagement
• Anschaffung
• Lizenzen

Die in der Elementar AG eingeführten Umgebungen sind in vielen mittelständischen und großen Unternehmen bereits heute stark verbreitet. Dennoch stellt dieser Weg nur eine Möglichkeit der Virtualisierung dar. Es wurden in dieser Studie Auszüge verschiedener Techniken und Technologien betrachtet, aber aufgrund des Umfanges dieser Thematik stellen diese Auszüge nur einen speziellen Teil der Möglichkeiten dar.
In dem am Ende der Studie aufgeführten Literaturverzeichnis kann sich der durch diese Studie angeregte Leser einen tiefergehenden Eindruck über diese Materie verschaffen, um somit Thematiken für sicher selber zu beleuchten, die in dieser Studie nur am Rande oder gar nicht betrachtet wurden.

11 Literaturverzeichnis

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2} vgl. http://www.it-resulting.com/e-trolley/page_803/index.html
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3} vgl. http://www.abacon.org/system/virtualisierung/index.html
3. ↑ vgl. http://www.searchnetworking.de/themenbereiche/grundlagen/basiswissen/articles/284482/
4. ↑ ^{4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 4,13 4,14 4,15 4,16 4,17} vgl. http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10318
5. ↑ vgl. http://www.virtualisierungs-guide.de/Server/tabid/154/articleType/ArticleView/articleId/11334/Bare-Metal-Hypervisoren-setzen-sich-durch.aspx
6. ↑ ^{6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7} vgl. http://www.computerwoche.de/software/software-infrastruktur/1893666/

Verwendete Bücher und Quellen aus dem Internet

Internet

[1] Microsoft Visio
[2] Microsoft
[3] VMWare
[4] Cisco
[5] DELL
[6]Bare-Metal-Hypervisoren setzen sich durch
Stand 06.02.2011 13:20 Lasttest
[7] USV
[8] Microsoft Hyper-V
[9] Virtualisierungslösungen
[10] Wissen vernetzt – Kompetenz in Systemtechnik
[11] Virtualisierung von Betriebssystemen
[12] Wie funktioniert Virtualisierung?
[13] Wie spare ich durch die Virtualisierung Kosten?
[14] Virtualisierung
[15] IT-Konsolidierung
[16] IT-Ausfälle vermeiden
[17] Wem IT-Ausfälle schaden
[18] Physikalische Datensicherheit
[19] System Center Solutions (VMM & SCOM)
[20] Einsatzmöglichkeiten und Managementtools von Hyper-V:
[21] Gartner-Bericht
[22]Server-Virtualisierung: Eine Einführung
[23] tecchannel
[24] IT Wissen
[25] Server-Virtualisierung: Aller Anfang ist schwer
[26] Die dunkle Seite der Server-Virtualisierung
[27] In 10 Schritten zur Server-Virtualisierung
[28] Servervirtualisierung mit AMD Opteron™ Prozessoren
[29] Server-Virtualisierung: Auch eine Energiespar-Maßnahme!
[30] Intel - HÖHERE FLEXIBILITÄT UND NIEDRIGERE GESAMTBETRIEBSKOSTEN DURCH SERVERVIRTUALISIERUNG
[31] Server Virtualisierung
[32] Weniger Kosten bei besserer Verfügbarkeit und Auslastung
[33] Server-Virtualisierung von Microsoft und VMware

Bücher

• [34] Green IT, Virtualisierung und Thin Clients
  
• [35] Server-Virtualisierung und Konsolidierung im Rechenzentrumbetrieb
  
• Virtualisierung - Geschichte, Techniken und Anwendungsfälle von Henrik Mühe von Grin Verlag (Taschenbuch - Juni 2008)
• Konsolidierung, Zentralisierung & Virtualisierung von Rechenzentren von Günter Weißelberg von Grin Verlag (Broschiert - Dezember 2009)
  
• Server-Virtualisierung und Konsolidierung im Rechenzentrumsbetrieb unter besonderer Berücksichtigung von Anforderungen an Verfügbarkeit, Datenschutz, ... Rechenzentrum des Universitätsklinikums Bonn von Frank Balmes von Grin Verlag (Taschenbuch - August 2008)
  
• Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V - Die technische Referenz (Robert Larson und Janique Carbone)
  
• Konfigurieren der Windows Server-Virtualisierung MCTS (Danielle und Nelson Ruest)
  

12 Abbildungsverzeichnis

Abbildung

1. Physische Konsolidierung
2. Konsolidierung der Anwendung
3. Virtuelle Infrastruktur
4. Hosted-VMM-Software wird auf einem Host-Betriebssystem installiert. (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
5. Hosted-VMM-Software besteht in der Regel aus verschiedenen Komponenten, die miteinander kommunizieren, um die I/O-Anfragen der VMs an das Host-Betriebssystem weiterzuleiten. (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
6. Bare-Metal-VMM-Software wird direkt auf die Systemhardware installiert. (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
7. Bei der Bare-Metal-Virtualisierungsarchitektur muss auf die System-I/O-Geräte, die zwischen virtuellen Maschinen aufgeteilt werden, über einen Kernel-Treiber zugegriffen werden. (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
8. Bare-Metal-Virtualisierungssoftware ermöglicht die Partitionierung der I/O-Geräte und die Zuweisung zu einzelnen VMs. (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
9. Interne Virtualisierungsumgebung (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
10. Live-Migration bei Hyper-V R2. Grafik: Microsoft
11. Entwicklung - Virtualisierungsumgebung (erstellt mit Microsoft Visio 2010)
12. VCenterServer Diagram 1 - © WMWare Inc.
13. VCenterServer Diagram 2 - © WMWare Inc.
14. Vorteile der Virtualisierung
15. Nachteile der Virtualisierung

13 Glossary