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12.11.2015 *Andrej Radonic und Michael Rupp

Server-Virtualisierung: Trend oder Technik der Zukunft?

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XEN SERVER ALS FÜR DIE CLOUD OPTIMIERTE VIRTUALISIERUNGSBASIS
Citrix positioniert Xen Server zudem im Microsoft- und Vmware-Wettbewerb als Cloudoptimierte Virtualisierungstechnologie durch direkte Integrationsmöglichkeiten mit gängigen Orchestrierungsplattformen wie Cloudplatform, Apache Cloudstack sowie Openstack. Hierzu gehören zum einen auch wettbewerbsfähige Skalierungskapazitäten und zum anderen Netzwerktechniken für den Aufbau mandantenfähiger Virtualisierungsumgebungen, die durch VLANs und IP-Tables entsprechend isoliert und abgesichert werden können.

Damit ist Xenserver das einzige System in diesem Vergleich, das ein komplettes Produkt aus Hypervisor und Management auch für größere Umgebungen zur Verfügung stellt, und zwar kostenfrei. Zahlungswilligen Enterprise-Anwendern stellt Citrix neben kostenpflichtigem Support ebenfalls eine kommerzielle Version zur Verfügung, die im Gegensatz zum kostenfreien Paket auch die automatische Installation von Sicherheits-Fixes, Updates und Maintenance-Releases beherrscht.

KOSTENFREIER HYPERVISOR ESXI VON VMWARE FÜR SERVER
Seit jeher stellt Vmware zusätzlich zu seinem Flaggschiffprodukt Vsphere den eigentlichen Hypervisor ESXi kostenfrei zur Verfügung. Im Gegensatz zu Vollprodukten, die an ein Betriebssystem für das Management gebunden sind, wie das bei Microsoft Hyper-V und Citrix Xen Server der Fall ist, weist der Vmware Vsphere Hypervisor, so sein offizieller Name, einen extrem kleinen Footprint auf. Er erbt dabei die gesteigerten technischen Fähigkeiten und erweiterten Skalierungskapazitäten seines großen Vsphere-Bruders, ist jedoch durch eine Vielzahl an künstlichen Limitierungen und lizenzmäßigen Einschränkungen charakterisiert. So entfällt zwar inzwischen die Obergrenze von 32 GB RAM je Host, die noch in ESXi 5.1 galt, jedoch gilt nach wie vor die Beschränkung des Servers auf zwei CPUs und maximal acht vCPUs in einer VM. Zudem sind die meisten APIs eingeschränkt, sodass der Einsatz vieler Management-Tools verhindert wird, etwa der meisten Host-basierten Backup-Lösungen.

Auch hier erweist sich das fehlende Management als größte Beschränkung des kostenfreien Hypervisors. Setup und Basiskonfiguration gelingen noch sehr einfach über eine Textkonsole. Für alles Weitere wird der Vsphere-Client benötigt, der als Werkzeug für das Remote Management dient. Von einem Windows-Rechner aus lässt sich damit der ESXi Host mit virtuellen Maschinen bestücken und steuern.  

Die vom vSphere-Webclient bereitgestellten grafischen Verwaltungsfunktionen lassen sich nicht zusammen mit der kostenfreien Software Vmware ESXi verwenden. (c) pcwelt.de

KVM ALS ALTERNATIVE ZU XEN
Im Kielwasser von Xen ist KVM als weiterer Open-Source-Hypervisor erhältlich und erfreut sich wachsender Popularität. Die „Kernelbased Virtual Machine“ ist als Modul direkt in den Linux-Kernel integriert. Ein separater Hypervisor und eine gesonderte virtuelle „Partition“ für den Betrieb virtueller Maschinen sind nicht erforderlich. Der Linux-Kernel selbst stellt unter anderem Scheduling, Memory Management und Treiber zur Verfügung. Neben den Kernelmodulen benötigt die KVM-Umgebung die Emulationssoftware Qemu.

KVM präsentiert sich bereits bei der Installation sehr schlank und einfach: Es sind im Wesentlichen die Kernel-Module zum bestehenden System dazu zu installieren sowie Qemu und Management-Tools einzurichten. Auch beim Handling finden sich Linux-Administratoren sofort zurecht: Jeder Gast beziehungsweise jede virtuelle CPU verhalten sich wie ganz gewöhnliche Linux-Prozesse und können so beispielsweise auch über normale Kommandos wie top oder kill kontrolliert und gesteuert werden. Dies gilt auch für die Gerätelandschaft, speziell für Speichergeräte – da hier die normalen Linux-Treiber genutzt werden, ist eine Umgewöhnung nicht nötig. Zugleich wird klar, dass für den Aufbau und den Einsatz von KVM-basierten Umgebungen tiefer gehendes Linux-Know-how unabdingbar ist.

OPEN-SOURCE-VIRTUALISIERUNG MIT PROXMOX VIRTUAL ENVIRONMENT
Die quelloffene Virtualisierungsmanagement-Plattform Proxmox Virtual Environment (PVE) ist eine ausschließlich auf Open-Source-Komponenten beruhende, cluster-fähige Virtualisierungsumgebung mit einigen Besonderheiten. Nutzer verwalten mit PVE virtuelle Maschinen (KVM), OpenVZRessource-Container, Storage, virtuelle Netzwerke und HA-Cluster in einem ansprechenden Web-Interface. PVE erlaubt gleichermaßen das Bereitstellen echter virtueller Maschinen auf Basis von Qemu/KVM und virtueller Container mithilfe von OpenVZ.

Das als Appliance bereitgestellte System basiert auf einer minimalen Debian/GNU-Linux-Umgebung mit einem Red-Hat-Enterprise-Kernel 2.6.32 auf einem aktuellen Patch-Level. Die Kombination der wahlweisen Bereitstellung voll-/paravirtualisierter Fullsize-VMs auf Basis von KVM und reiner Linux-Betriebssystemvirtualisierung ergibt Sinn, denn bei den weitaus meisten virtuellen Linux-Maschinen handelt es sich um GUI-freie Server (etwa als Webserver, LAMP-Umgebung, Mailserver oder DNS). In Form einer quasi-virtuellen Linux-Systemumgebung mithilfe von OpenVZ-Containern benötigen diese weitaus weniger Ressourcen als vollständige virtuelle Maschinen. Das über die Jahre ausgereifte OpenVZ sorgt für eine sichere Abgrenzung der einzelnen Linux-Container. Wer virtuelle Windows-Server benötigt, muss allerdings auf vollständige virtuelle Maschinen auf KVM-Basis zurückgreifen, wobei mit den paravirtualisierten Windows-Treibern von Fedora für virtuelle Disks, NICs und Memory Ballooning eine nahezu native Performance erreicht wird.

Eingerichtet wird das Ganze über ein modernes Ajax-Web-Interface, das an vielen Stellen kontextsensitiv ist. Das Aufsetzen des Systems ist, sofern der Host die Installationsvoraussetzungen erfüllt, in wenigen Minuten erledigt, denn das System ist als Appliance konzipiert. PVE ist eine professionelle Virtualisierungsplattform fürs Rechenzentrum und muss daher von der Papierform her keinen Vergleich mit vSphere, Hyper-V oder Citrix XenSerer scheuen. So unterstützt Proxmox Virtual Environment von Haus aus Hochverfügbarkeit, Live-VM-Snapshots oder Live-Migration von virtuellen Maschinen. Installiert der Nutzer PVE nicht gerade auf Basis einer existierenden Debian-Umgebung, unterstützt der KVM-basierte Bare-Metal-Hypervisor bis zu 160 CPUs sowie 2 TB RAM pro Host.

SICHERHEIT: VIRTUELLE SERVER ABSICHERN
Jede einzelne virtuelle Server muss so administriert und geschützt werden, als liefe er auf einer eigenen physischen Hardware-Plattform. Von allein sicher sind virtuelle Server-Umgebungen nämlich nicht. Zudem muss der Hypervisor selbst geschützt werden, ferner bedarf es klarer Regeln, wer auf welche virtuellen Server zugreifen darf. Der Host-Server mit dem Hypervisor benötigt einen eigenständigen Virenschutz und eine Firewall zum Abblocken unerwünschter Datenpakete. Auf den virtuellen Servern müssen die Benutzer- und Zugriffsrechte so geregelt und administriert werden, als liefe das Server-Betriebssystem auf einem echten Server. Erforderlich ist ferner das regelmäßige Einspielen von Betriebssystem-Updates sowie das Aktualisieren der verwendeten Anwendungen.

Virenscanner und Firewall innerhalb des virtuellen Servers schützen die Daten und sind Pflicht. Allerdings kann die Verwendung nicht geeigneter Virenscannern zu Leistungseinbußen durch eine hohe Systemlast führen. Es empfiehlt sich daher der Einsatz spezieller Virenscannern für virtualisierte Umgebungen mit zentraler Administration, die ein mehrfaches Überprüfen gleicher Dateien innerhalb von virtuellen Server und durch den Hypervisor vermeiden.

*Andrej Radonic & Michael Rupp sind freie Autoren.

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