Test: Vmware Infrastructure 3
Plattform für die Servervirtualisierung
Mit Vmware Infrastructure 3 hat Vmware eine Komplettlösung für die Virtualisierung und Verwaltung von Servern entwickelt. Zu den wichtigsten Neuerungen des auf ESX Server 3 und Virtual Center 2 basierenden Pakets zählen ein automatisches Ressourcenmanagement sowie Hochverfügbarkeitsfunktionen, die einen reibungslosen Betrieb gewährleisten.
Für Unternehmen, die x86-Server in größerem Umfang virtualisieren möchten, bietet Vmware mit der
neuen Komplettlösung Vmware Infrastructure 3 eine leistungsfähige Virtualisierungsplattform an. Die
Software ist in den drei Paketen "Starter", "Standard" und "Enterprise" erhältlich. In der
Starter-Version unterstützt der ESX-3-Server weder FC- noch iSCSI-Speicheranbindung und ist auf
maximal vier CPUs und 8 GByte RAM für den ESX-Host beschränkt. Die Standard-Variante umfasst den
ESX-3-Server ohne CPU- und RAM-Limitierung und unterstützt SAN-Storage und virtuelle Server mit
4-Wege-SMP (Symmetrical Multi-Processing). Die neue Hochverfügbarkeitsoption Vmware HA, das
ebenfalls neue Distributed Resource Scheduling (DRS), das Consolidated Backup und die
Vmotion-Option zum Verschieben von virtuellen Servern im laufenden Betrieb sind der
Enterprise-Version vorbehalten. Der Virtual Center Agent zur Verwaltung der
Virtualisierungsplattform ist in allen drei Paketen enthalten.
Eine weitere Verbesserung gegenüber dem Vorgänger ESX 2.5 betrifft die Funktionsweise der
Vmware-Konsole für die Verwaltung des ESX-Servers. Sie läuft jetzt nicht mehr direkt auf der
Hardware, sondern in einer virtuellen Maschine. Dadurch hat der VM-Kernel die alleinige Kontrolle
über alle Hardwareressourcen (CPUs, RAM, Festplatten, Netzwerk). Alle anderen Geräte und
Schnittstellen des physikalischen Wirtssystems wie CD/DVD-Laufwerke, USB-Ports und so weiter werden
über die Vmware-Konsole verwaltet, die unter Red Hat läuft.
Gute Skalierbarkeit
Ein ESX-3-Server unterstützt bis zu 16 physikalische CPUs. Bei Dual-Core-CPUs mit aktiviertem
Hyperthreading sind maximal acht Sockets zugelassen. Die Obergrenze für den Arbeitsspeicher liegt
bei 64 GByte. Pro VMFS-Volume, das bis zu 2 TByte groß sein darf, sind bis zu 128 virtuelle Server
möglich. Die virtuellen Switches der Vmware-Infrastrukturlösung stellen maximal 1024 Ports pro
Switch bereit. In Vmware-HA-Konfigurationen lassen sich bis zu 32 ESX-Server zu einem
Cluster-Verbund zusammenschalten. Bei den Gastbetriebssystemen wurde die Skalierbarkeit ebenfalls
verbessert. Jeder virtuelle Server lässt sich mit bis zu vier virtuellen CPUs mit SMP-Support und
bis zu 16 GByte RAM bestücken. Als zentralen Speicherort für die virtuellen Server unterstützt ESX
3 sowohl FC- und iSCSI-SANs als auch NFS. Dabei ist es möglich, alle drei Protokolle gleichzeitig
zu implementieren.
Schnell installiert
Die Installation des ESX Server 3 ist wahlweise im Grafik- oder Textmodus möglich. Der Wizard
schlägt automatisch eine Partitionierung der lokalen Festplatte vor. Die weiteren Angaben wie
IP-Konfiguration und Zeitzoneninformation sind schnell gemacht, und das Setup des ESX-Servers ist
nach wenigen Minuten abgeschlossen.
Der Virtual Center Server, der die gesamte Virtualisierungsplattform steuert, läuft auf einem
separaten Rechner. Vmware empfiehlt, in HA-Konfigurationen hierfür eine virtuelle Maschine zu
verwenden. Dies stellt sicher, dass der Virtual Center Server auch beim Ausfall eines ESX-Servers
weiterhin verfügbar ist. Für den LANline-Test wurde dieser Weg gewählt. Das Virtual-Center-Setup
installiert eine MS SQL Desktop Engine und den Apache Tomcat Webserver für den Webzugriff.
Die Verwaltung der ESX-Server und des Virtual Center 2 erfolgt über den Virtual Center
Infrastructure Client. Er wird vom ESX-Server oder dem Virtual Center bereit gestellt. Sobald sich
der Administrator das erste Mal über die IP-Adresse auf den integrierten Webserver verbindet,
erhält er einen Link, über den sich der Verwaltungs-Client installieren lässt. Der Zugriff per
Webbrowser ist sowohl auf den ESX-Server als auch auf das Virtual Center möglich, allerdings stehen
dabei nur Funktionen für die Konfiguration und Steuerung der virtuellen Server zur Verfügung.
Vmware bietet für die Administration von Infrastructure 3 verschiedene User-Rollen an. Die Software
lässt sich auch mit dem Active Directory von Windows integrieren.
Anbindung des iSCSI-Speichersystems
Als Shared Storage für den ESX-Cluster kam im LANline-Test das von Vmware zertifizierte
iSCSI-Speichersystem PS3800VX von Equallogic zum Einsatz. ESX Server 3 unterstützt sowohl Software-
als auch Hardware-iSCSI-Initiatoren. Für den LANline-Test wurde die Software-Variante verwendet. Im
Virtual Center von Vmware ließ sich zunächst der virtuelle iSCSI-Adapter nicht konfigurieren. Es
erschien die Fehlermeldung "Vmotion and IP Storage has not been enabled". Die Ursache hierfür war
schnell gefunden: Für iSCSI- und NAS-Verbindungen benötigt der ESX-Server eine Netzwerkverbindung
vom Typ Vmkernel. Nachdem eine Netzwerkkarte diesen Typs eingerichtet worden war, ließ sich der
virtuelle iSCSI-Adapter problemlos erstellen. Anschließend wurde unter Add Target die IP-Adresse
des Equallogic-Speichersystems angegeben und dann auf dem ESX-Server ein Rescan der Disk-Ressourcen
durchgeführt. Damit zeigte der ESX-Server die beiden zuvor auf dem Equallogic-Speichersystem
angelegten iSCSI-Volumes als verfügbaren Speicherplatz an. Im nächsten Schritt wurden mit diesen
beiden LUNs zwei neue ESX-Storage-Gruppen eingerichtet.
Migration physikalischer und virtueller Server
Mit dem Vmware-Converter stellt Vmware ein leistungsfähiges Migrations-Tool zur Verfügung. Es
kann sowohl virtuelle Maschinen von unterschiedlichen Plattformen auf den ESX-Server migrieren als
auch vorhandene physikalische Server in virtuelle Server umwandeln (P2V-Migration, Physical to
Virtual).
Im LANline-Test wurden sieben bereits vorhandene virtuelle Maschinen auf den ESX-Cluster
migriert. Alle Migrationen klappten problemlos. Auch der Import eines physikalischen Windows 2000
Servers funktionierte auf Anhieb. Bei der Hardware handelte es sich um einen AMD-Rechner, den der
Converter in knapp eineinhalb Stunden erfolgreich in einen virtuellen Windows 2000-Server
transformierte. Der Administrator hat zudem die Möglichkeit, virtuelle Server zu klonen sowie
Templates für neue virtuelle Maschinen zu erstellen.
Virtuelle Server im laufenden Betrieb verschieben
Vmware beherrscht mit Vmotion die hohe Kunst, virtuelle Server im laufenden Betrieb auf einen
anderen ESX-Server zu verschieben. Dieses Tool kommt auch für das Distributed Resource Scheduling
(DRS) zum Einsatz. Eine wichtige Grundlage von Vmotion ist das Distributed Journaling File System
von VMFS-3. Es erlaubt mehreren ESX-Servern den gleichzeitigen Schreib- und Lese-Zugriff auf den
Speicherbereich von virtuellen Servern. Ein Locking-Mechanismus stellt dabei sicher, dass ein
virtueller Server immer nur von einem ESX-Server gestartet werden kann. Fällt ein ESX-Server aus,
wird die Sperre für die von ihm betriebenen virtuellen Servern gelöst, sodass die virtuellen
Maschinen von einem anderen ESX-Host neu gestartet werden können.
Hardwarevoraussetzungen für Onlinemigration
Im LANline-Test klappte das Verschieben von virtuellen Servern im laufenden Betrieb von einem
ESX-Server auf den anderen zunächst nicht, weil die CPUs der zwei ESX-Testserver Dell PE 2800 und
Dell PE 1600 SC nicht zueinander kompatibel waren. Prinzipiell dürfen ESX-Server mit
unterschiedlicher Hardwareausstattung zu einem Cluster-Verbund zusammengefasst werden, die CPUs
müssen aber Vmotion-kompatibel sein. Auf der Vmware-Webseite findet sich eine Matrix mit den
zulässigen CPU-Kombinationen. Um Vmotion und die DRS-Funktionen testen zu können, wurde deshalb der
PE-2800-Server aus dem ESX-Test-Cluster wieder entfernt und stattdessen ein weiteres 1600-SC-System
als zweiter ESX-Server installiert.
Der erste Versuch, mit Hilfe von Vmotion einen virtuellen Server auf den anderen ESX-Host zu
verschieben, schlug aber trotz identischer Serverhardware zunächst fehl. Es erschien die
Fehlermeldung: "Unable to migrate from .79 to .80: currently connected device CDdrive 1 uses
backing /dev/cdrom, which is not accessible?. Eine kurze Suche auf der Vmware-Webseite lieferte die
Erklärung für dieses Verhalten: Vmotion versucht, alle Dateien der virtuellen Disks und sonstigen
Laufwerke auf dem Zielsystem online zu bringen. Da das virtuelle CD/DVD-Laufwerk an die
physikalische Hardware des jeweiligen ESX-Servers gebunden ist, schlägt die Migration fehl. Vmware
empfiehlt generell, CD/DVD-Laufwerke sofort nach deren Benutzung wieder zu trennen, um derartige
Probleme zu vermeiden.
Im ersten Schritt wurde ein MSSQL Server 2005 mit VMotion von einem ESX-Server auf den anderen
verschoben. Dies klappte genauso problemlos wie die Migration eines Domänen-Controllers, auf dem
vorher ein Kopiervorgang gestartet worden war. Über eine RDP-Verbindung war es während des gesamten
Vorgangs möglich, auf dem Domänen-Controller weiterzuarbeiten. Der Kopierjob auf einen anderen
Server lief ebenfalls ohne spürbare Unterbrechung weiter.
Um die Hochverfügbarkeitsfunktionen von Vmware Infrastructure 3 zu testen, wurde der Ausfall
eines ESX-Servers simuliert, indem die iSCSI-Netzwerkverbindung im laufenden Betrieb getrennt
wurde. Nach gut einer Minute hat der zweite noch aktive ESX-Server die virtuellen Server des
ausgefallen Systems übernommen und automatisch wieder neu gestartet.
Das neue Distributed Resource Scheduling (DRS) von Vmware Infrastructure 3 ermöglicht eine
automatische Lastverteilung der CPU- und RAM-Ressourcen eines ESX-Clusters. Der Administrator kann
innerhalb eines Clusters auch so genannte Pools einrichten und diesen die gewünschten
Hardware-Ressourcen zuweisen.
Der Administrator kann zwischen mehreren DRS-Modi wählen:
Manueller Modus: Das Tool spricht lediglich Migrationsempfehlungen aus;
Teilautomatisierter Modus: Beim Start eines virtuellen Servers wählt die
DRS-Software automatisch den günstigsten ESX-Host aus;
Vollautomatisierter Modus: Das DRS-Tool verschiebt virtuelle Server
automatisch im laufenden Betrieb auf andere ESX-Systeme, um eine bessere Lastverteilung zu
erreichen.
Im zuletzt genannten Fall kann der Administrator mit Hilfe eines Schiebereglers in fünf Stufen
zwischen einem strikt konservativen und einem sehr aggressiven Verschiebemechanismus wählen. In
diesem Modus werden die virtuellen Server sehr häufig migriert, da die Aktion bereits bei geringen
Verbesserungen der Lastverteilung gestartet wird. Der Automatisierungsgrad lässt sich für jeden
virtuellen Server individuell einstellen.
Im ersten Versuchslauf des LANline-Tests wurde der vollautomatische DRS-Modus mit mittlerer
Schiebereglerstellung gewählt. Als Ausgangssituation waren sieben virtuelle Server auf einem
einzigen ESX-Host gestartet worden, der zweite ESX-Server hatte erstmal nichts zu tun. Sobald der
DRS-Modus aktiviert worden war, unterbreitete das Tool seine Migrationsvorschläge und begann kurz
darauf automatisch, vier der sieben virtuellen Server mit Hilfe von Vmotion auf den anderen
ESX-Host zu verschieben. Dieser Vorgang war nach gut einer Minute abgeschlossen.
Für einen zweiten Test wurden wieder alle Server auf den ursprünglichen ESX-Host
zurückverschoben und dann der Regler für den vollautomatischen Migrationsmodus ganz nach links auf
die konservativste Einstellung gezogen. Um die CPUs der virtualisierten Windows-Server unter Last
zu setzen, wurde das CPU-Stress-Tool aus dem Windows-Resource-Kit gestartet. Der konservativ
eingestellte DRS-Mechanismus reagierte darauf zunächst nicht, weil die auf den virtuellen Servern
erzeugte Last die Grenzen der vorhandenen physikalischen Ressourcen nicht erreichte. Sobald aber
die fünfstufige DRS-Policy um eine Stufe reduziert worden war, verschob DRS zwei der virtuellen
Maschinen automatisch auf den weniger ausgelasteten ESX-Server.
Zentrales Backup und weitere Funktionen
Für die Sicherung von virtuellen Servern hat Vmware mit Consolidated Backup eine neue Lösung
entwickelt, die diese Aufgabe vom ESX-Server auf einen Backup-Proxy-Server verlagert. Durch die
Entlastung stehen dem ESX-Server mehr Ressourcen für virtuelle Server zur Verfügung. Zudem müssen
auf den virtuellen Servern keine Backup-Agenten mehr installiert werden, um deren Daten zu sichern.
Anbieter traditioneller Backuplösungen haben bereits angekündigt, das Consolidated Backup von
Vmware mit der eigenen Sicherungssoftware zusammenzufassen.
Um die ESX-Systeme und die virtuellen Server zu überwachen, stellt Vmware Infrastructure 3
umfassende Funktionen zur Verfügung. Das Performance-Monitoring kann unter anderem die Auslastung
von CPU, Arbeitsspeicher, Disk-I/O und Netzwerk grafisch darstellen. Individuell anpassbare
Netzwerkansichten stellen alle Infrastructure-3-Komponenten grafisch dar und veranschaulichen die
Beziehungen zwischen ihnen. Automatische Alarmierungsfunktionen und zeitgesteuerte
Aufgabenausführungen unterstützen den Administrator bei der Verwaltung der
Virtualisierungsplattform.
Die Lizenzierung von Vmware Infrastructure 3 erfolgt auf Basis der physikalischen Prozessoren
des ESX-Servers in Schritten von jeweils 2 CPUs. Für die Starter-Version mit zwei CPUs verlangt
Vmware 1000 Dollar. Der Einstiegspreis für die Standard-Variante liegt bei 3750 Dollar, für die
Enterprise-Version bei 5750 Dollar. Das für Vmware HA und DRS erforderliche Virtual Center 2.0 muss
separat lizenziert werden und kostet nochmals etwa 5000 Dollar. Auch wenn die neue
Virtualisierungsplattform von Vmware nicht gerade ein Schnäppchen ist, dürften die von ihr
gebotenen Funktionen wie optimale Ressourcenauslastung und hochverfügbarer Betrieb einer großen
Zahl virtualisierter Server in den meisten Fällen ihr Geld wert sein.
Info: Vmware Tel.: 089/371564000 Web: www.vwmare.com
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