Virtualisierung von IT-Systemen Andreas Stolzenberger System Consultant für mittelständische Unternehmen andreas_stolzenberger@dell.com

Warum Virtualisierung? 1. Ineffiziente Auslastung von Hardware 2. Geringe Ausfallsicherheit 3. Statische Ressourcen- und Lastverteilung 4. Aufwändiges Management 5. Umständliche Migration bei Hardwareupdate 6. Unterschiedliche Systeme & Treiber 7. Hoher Bedarf an Strom, Klimatisierung und Platz Einzelne Dienste lasten moderne HW nicht aus. Standard-Server = 12 Cores und 24 GB RAM. Zu viel für einzelne Standard-Dienste. Mehrere Dienste auf einer OS-Instanz unsicher Serverausfall verursacht restore-Prozess und braucht Reserver oder Austausch Hardware = Lange Downtimes Einzelne Server haben viel freie Ressourcen, während andere star belastet werden Software- und OS-Verteilung über Management-Software, keine einheitlichen OS-Images, schwierige Template-Verwaltung Image-Backup, Neuinstallation, Treiberanpassung bei HW-Wechsel Selten homogene Landschaften, In der Regeln HW-Mix über mehrere Generationen Veiel Server = viele ineffizient belastete Netzteile, hoher Stromverbrauch, sehr großzügiges USV-Design nötig

Wie funktioniert Virtualisierung Intel VT / AMD Pacifica CPU-Kommandos, um getrennte Systeminstanzen zu erstellen und mehreren Betriebssysteme parallel auf einer Plattform auszuführen Hypervisor = Virtual Machine Manager Management-Plattform, welche die Ressourcen-Zuweisung und den Betrieb der virtuellen Instanzen verwaltet Host- und Cluster-Management Verwaltungsinstanz, welche eine Gruppe mehrerer physischer Server (Virtualisierungs Hosts) und die darauf laufenden virtuellen Systeme steuert Foto: © AMD CPU-Kommandos steuern die Virtualisierung von CPU- und bald auch von I/O-Instanzen (Ring 0,1 -1 etc) Der Hypervisor verwaltet und Überwacht die Maschinen. Kann als eigenes OS auftreten oder Teil des OS-Kerns sein. (Berücksichtigt nicht: Hosted-Products wie VM-Workstation oder Virtualbox)

Schematische Darstellung Explaining how we started with basic virtualization, mainly for test/dev 10 years ago Animation und Bilder © VMWare 4

Vorraussetzungen für die Praxis Mindestens zwei Server mit gleicher CPU-Architektur Redundante Netzwerkanbindung Redundantes Speichernetzwerk Ausfallsischerer SAN-Speicher Zwei Server für Failover, dabei aber beide mit 100% RAM, besser drei-Systeme und mehr für n+1 Verfügbarkeit. Anschaffungskosten: 30k€ – 120k€

Hochverfügbarkeit VM-Hoch- verfügbarkeit SAN-Hoch- verfügbarkeit Virtual Machines Virtual Machines Virtual Machines VM-Hoch- verfügbarkeit Hypervisor Hypervisor Hypervisor Hochverfügbarkeit: Nach Host-Ausfall starten die VMs auf einem anderen neu. Geringe Ausfallzeiten. Ausfallsicherheit für Storage über SAN-Funktionen. Verfügbarkeit auch über WAN-Verbindungen möglich Speichernetzwerk SAN-Hoch- verfügbarkeit

Erweiterung im laufenden Betrieb Virtual Machines Virtual Machines Virtual Machines Virtual Machines Hypervisor Hypervisor Hypervisor Hypervisor Erweiterung/Migration von Server und Storage im laufenden Betreib. Keine Downtimes, keine speziellen Service-Slots und keine großen Migrationen merh Speichernetzwerk

Virtualisierung und VoIP Problem: Virtualisierte I/O und gemeinsam genutzte LAN- Anbindung verursacht Latenzen und damit Jitter Lösung: Direct I/O und PCI-Passthrough VT-D und IOMMU blenden Hardware- Ressourcen wie LAN- oder ISDN PRI- Adapter direkt in virtuelle Maschinen ein. Direct-I/O schränkt Virtualisierungs- Funktionen ein. Implementierungen aktuell begrenzt Confidential

Vmware vSphere PRO Vmware Contra Vmware Kostenbeispiele: ESX/ESXi als Hypervisoren, vSphere Management Plattform ESXi-Free als kostenfreie Einsteigerversion Kommt in 85% aller Virtualisierungsprojekte zum Einsatz PRO Vmware Contra Vmware Großer Funktionsumfang Simple Bedienung Herstellersupport Viele Zusatzprodukte Skallierbar Vmware Direct Path Knowhow vorhanden Lizenzmodell & Preise Eingeschränktes VT-d Kostenbeispiele: 2500 EU für 3 Server (Essentials Plus Paketpreis für 3 Server) 15 000 EU für 4 Server (8 Sockets, Advanced Lizenz)

Citrix Xen PRO Xen Contra Xen Kostenbeispiele: Xen Hypervisor, Xen Center Management, Free-Version mit gutem Funktionsumfang verfügbar In 10% der Virtualisierungsprojekte im Einsatz (Tendenz, fallend) PRO Xen Contra Xen Ressourcensparend Integration in Citrix PCI-Passtrough Bedienung komplexer Schlechte LAN-Anbindung Weiger Herstellersupport Zukunftsaussichten Kostenbeispiele: 1000 $ pro Server Advanced 2500 $ pro Server Enterprise 5000 $ pro Server Platinum Confidential

Hyper-V PRO Hyper-V Contra Hyper-V Windows Server 2008R2 integriert Free-Version ohne GUI erhältlich In 5% der Virtualisierungsprojekte im Einsatz PRO Hyper-V Contra Hyper-V W2K8R2 integriert Integriertes Management MS-Zertifiziert Komplexer Cluster Schlechte LAN-Anbindung Nur für W2K3 und W2K8 Gastsysteme geeignet Kein VT-D 11 Confidential Confidential

KVM PRO KVM Contra KVM In allen Linux-Distributionen Support via Redhat Aktuell selten anzutreffen PRO KVM Contra KVM Großer Funktionsumfang Open Source PCI-Passthrough Skalierbar Linux KnowHow erforderlich Mäßiger Hersteller-Support Confidential

Umstieg auf Virtualisierung Bestehende Umgebung messen. Geplante Änderungen (neue DB, Umstieg W2K8) berechnen VRA misst Disk I/O, Netzwerk I/O, CPU- und RAM-Last Confidential

1. Mangelhafte LAN-Anbindung Populäre Fehler 1. Mangelhafte LAN-Anbindung 2. Unpassender SAN-Speicher 3. fehlende Redundanz Unpassende Server Falsche VM-Konfiguration Schlechte Hardware Konzeptlosigkeit Confidential

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