Servervirtualisierung
Konsolidierung der Hardwareressourcen
Mittels Virtualisierung können Unternehmen die Zahl ihrer Server deutlich reduzieren und Hardwareressourcen bestmöglich aus- lasten. Dafür existieren zwei Strategien, die sich hervorragend ergänzen: die hardwarebasierende Virtualisierung mit Intel-Technik und die Softwarevariante beispielsweise mit Vmware oder Microsoft Virtual Server.
Rechenzentren sind manchmal alles andere als effizient. Oft sind schlicht zu viele Server im
Einsatz, weil jedes Gerät nur eine einzelne Anwendung beziehungsweise einen einzelnen Dienst
bereitstellt. Ein solches Konzept ist nicht wirtschaftlich, vor allem in Bezug auf die
Maschinenauslastung. Die Lösung heißt Virtualisierung. Damit können Unternehmen die Ressourcen
ihrer Computersysteme aufteilen und einerseits ihre Serverflotte reduzieren. Andererseits lassen
sich die Serverressourcen bis zu 80 Prozent ausschöpfen. Hinzu kommt, dass Unternehmen das
Management vereinfachen und Kosten für Lizenzen reduzieren können. Bei der Virtualisierung
existieren zwei Vorgehensweisen: eine softwaregestützte Virtualisierung mit Vmware, Microsoft
Virtual Server oder Xen und eine Hardwarelösung etwa mit Intels Virtualisierungstechnologie
(VT).
Softwareseitige Implementierung
Bei dieser Virtualisierungsvariante werden so genannte virtuelle Maschinen (VMs) auf einem
Server implementiert. Eine VM ist ein Softwarekonstrukt, das das funktionale Äquivalent einer
Hardware bietet. Eine VM verfügt also über die gleichen Features wie ein Server: Prozessor,
Steckplätze, Netzwerkkarten, Festplatten etc. – alles jedoch nur "virtuell", als Software emuliert.
Für die Implementierung von Virtual Machines existieren unter anderem zwei bewährte Lösungen, die
beispielsweise Dell mit ihren Rackservern unterstützt: ESX Server von Vmware und Microsoft Virtual
Server 2005.
Bei ESX Server wird die Virtualisierungsschicht direkt auf der Hardware installiert, um VMs zu
kreieren. Dabei verfügt jede VM über ihr eigenes Betriebssystem, das wiederum mit eigenen
Anwendungen und Diensten ausgestattet ist. Da die einzelnen VMs voneinander isoliert sind, können
mehrere verschiedene Applikationen und Betriebssysteme parallel auf einem Server laufen. Nicht nur
das: Jede VM lässt sich einzeln herunter- und hochfahren, ohne dass dies die anderen VMs
beeinflusst. Da alle Anwendungen auf ihrer eigenen VM laufen, kann der Anwender dort beispielsweise
auch Patches und Upgrades aufspielen, ohne den Betrieb der anderen Applikationen zu stören.
Darüber hinaus können Administratoren VMs problemlos von einen auf einen anderen Server bewegen.
Dabei fallen noch nicht einmal Ausfallzeiten an, da diese Aufgabe im laufenden Betrieb realisierbar
ist. Auf dieser Basis lassen sich VMs auch für Load Balancing oder Wartung hin und her schieben,
während Benutzer problemlos weiterhin an den Anwendungen in den VMs arbeiten können. Der Vorteil
einer Virtualisierung mit ESX Server liegt darin, dass die Zugriffe von den VMs auf die Hardware im
Wesentlichen nur durchgereicht werden, was zu einer hohen Performance führt.
Im Unterschied zu ESX Server besteht die Virtualisierungsschicht bei MS Virtual Server 2005 aus
der Kombination eines generischen Betriebssystems wie Microsoft Windows und einer
Virtualisierungsapplikation. Da hier die Virtualisierungsschicht alle Services des Hosts nutzen
kann, gewährleistet diese Variante eine recht gute Kompatibilität mit vorhandener
Hardwareinfrastruktur.
Damit der reibungslose Betrieb der Gastsysteme gewährleistet ist, stellt Virtual Server 2005
diesen zahlreiche virtuelle Geräte zur Verfügung. Als Kommunikationsschnittstellen dienen den VMs
serielle und parallele Ports. Die Vernetzung im LAN erfolgt über virtuelle Ethernet-Adapter, die
sich nicht nur zum Datenaustausch mit einem existierenden Netzwerk sondern auch zur Kommunikation
zwischen zwei VMs einsetzen lassen.
Einsatzgebiet der Microsoft-Lösung ist die Bereitstellung virtueller Windows-Maschinen. Dabei
wird eine neue virtuelle Maschine erzeugt und dann ein neues Betriebssystem eingerichtet. Für die
Migration bestehender Server etwa auf einen Bladeserver stellt Microsoft ein Toolkit zur Verfügung.
Dieses bannt Windows-Server in ein Festplatten-Image, das sich dann direkt in den Virtual Server
2005 importieren lässt. Die Prozedur unterstützt Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server,
Windows Server 2003 sowie Windows Server 2003 Enterprise Edition.
Die Open-Source-Virtualisierungstechnik Xen wiederum bildet nicht die gesamte Hardware mit
virtueller Grafikkarte, Festplatte und Netzwerkadaptern nach, sondern bietet für diese
I/O-Funktionen ein richtiges API. Über diese Schnittstellen kann das Gastsystem dann wesentlich
effizienter Daten austauschen. So ermöglicht es Xen, mehrere Gastbetriebssysteme mit sonst nicht
erreichter Geschwindigkeit und Isolation auszuführen. In vielen aktuellen Linux-Distributionen ist
Xen bereits enthalten. Darüber hinaus unterstützt diese Lösung mehrere Prozessoren pro Gastsystem
sowie 64-Bit-Gastsysteme. Allerdings läuft Xen nur richtig mit Intels Virtualisierungstechnologie,
andernfalls muss der Kernel gepatcht werden.
Hardwarevirtualisierung
Im Gegensatz zu klassischen Virtualisierungen mit Vmware, Xen oder Virtual Server ist es
inzwischen nicht mehr zwingend nötig, virtuelle Maschinen vollständig per Software zu emulieren.
Dafür sorgt Intels neue Virtualisierungstechnologie: Diese stellt hardwareseitig Prozessorbefehle
zur Verfügung, die den Virtualisierungsprozess deutlich beschleunigen.
So können Unternehmen etwa auf einem Teil eines Firmen-PCs oder Servers Sicherheits- oder
Verwaltungsdienste ausführen, ohne Anwender bei deren Arbeit zu stören. Hinzu kommt ein größerer
Schutz vor Viren oder Würmern, da der Netzwerkverkehr über eine separate Partition gefiltert wird,
bevor die Daten die Anwendungspartition erreichen. Darüber hinaus vereinfacht sich die
Administration erheblich: Bewährte Applikationen stehen kontinuierlich zur Verfügung, während sich
gleichzeitig neue Systemumgebungen testen und einbinden lassen. Derzeit integriert Intel ihre
Virtualisierungstechnologie in alle Serverplattformen. Darüber hinaus unterstützt der
Chiphersteller mit seiner Virtualisierungstechnik auch Vmware ESX Server 3.0, MS Virtual Server
2005 und Xen.
Hardwarebasierende Techniken stellen eine ideale Ergänzung zu softwareseitigen Virtualisierungen
dar. Eine Virtualisierung lohnt sich auf jeden Fall – besonders jedoch bei Themen wie der
Konsolidierung, Standardisierung und Replikation von Servern. Konsolidierung bedeutet, dass mehrere
physikalische Server als logische Virtual Machines auf einem System zusammengeführt werden. Der
wesentliche Effekt: Es lässt sich Platz sparen, und es ist dann nur noch eine Serverhardware statt
zuvor mehrere zu administrieren.
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