Aufbau und Evaluierung einer exemplarischen Microsoft ... · 1. Zum einen das Betriebssystem...

Aufbau und Evaluierung

einer exemplarischen

Microsoft private Cloud

hinsichtlich ihrer

Einsatzmöglichkeiten am FTU

Max Julius

Prüfling-Nr. 20903

Dokumentation der Betrieblichen Projektarbeit im Rahmen der

Abschlussprüfung zum Fachinformatiker der Fachrichtung

Systemintegration vorgelegt bei der Industrie- und

Handelskammer Karlsruhe

April 2012

Betriebliche Projektarbeit Max Julius

________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 2 von 24

Ausbildungsberuf: Fachinformatiker Fachrichtung Systemintegration

Projekt: Aufbau und Evaluierung einer exemplarischen Microsoft private

Cloud hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten am FTU

Auszubildender: Max Julius

Gartenstraße 1

76774 Leimersheim

Prüflingsnummer 20903

Ausbildungsfirma: KIT Campus Nord

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1

76344 Eggenstein Leopoldshafen

Ausbilder: Dipl.-Inform. Torsten Neck

(0721) 608 - 24421

[email protected]

Siegfried Wünstel

(0721) 608 - 23203

[email protected]

Durführungszeitraum: 23.04.2012-27.04.2012


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 3 von 24

Im Nachfolgenden Dokument werden die folgend aufgeführten Konventionen verwendet:

Begriffe, die mit „*“ gekennzeichnet sind, werden im Glossar näher erläutert.

Verweise auf Anhänge werden mit [] gekennzeichnet.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 4 von 24

Betriebliche Projektarbeit: ...................................................................................................................................... 2

Typografische Konventionen .................................................................................................................................. 3

1. Ausgangssituation ............................................................................................................................................... 5

1.2 Projektbeschreibung ..................................................................................................................................... 5

1.1 Projektumfeld ............................................................................................................................................... 5

1.3 Prozessschnittstellen .................................................................................................................................... 5

1.4 Ist-Zustand .................................................................................................................................................... 6

1.5 Soll-Konzept .................................................................................................................................................. 6

2. Planung ............................................................................................................................................................... 6

2.1 Software- bzw. Systemvorrausetzungen ...................................................................................................... 6

2.2 Hardware ...................................................................................................................................................... 7

2.3 Software........................................................................................................................................................ 7

2.4 Evaluationsaspekte ....................................................................................................................................... 7

2.5 Terminplanungen.......................................................................................................................................... 8

2.6 Kostenplanung .............................................................................................................................................. 8

2.6.1 Hardwarekosten: ................................................................................................................................... 8

2.6.2 Softwarekosten ..................................................................................................................................... 8

2.6.3 Personalkosten ...................................................................................................................................... 9

2.6.4 Gesamtkosten ....................................................................................................................................... 9

2.7 Ablaufplan ..................................................................................................................................................... 9

3. Realisierung ....................................................................................................................................................... 11

3.1 Vorbereitungen ........................................................................................................................................... 11

3.2 Installation und Konfiguration .................................................................................................................... 11

3.2.1 Microsoft SQL Server 2008 R2 ............................................................................................................. 11

3.2.2 System Center 2012 mit Self-Service-Portal 2.0 .................................................................................. 12

3.2.3 Hinzufügen eines Hosts ....................................................................................................................... 13

3.3 Evaluation ................................................................................................................................................... 13

4. Ergebnis ............................................................................................................................................................. 14

4.1 Ist- / Sollvergleich ....................................................................................................................................... 14

4.2 Résumé ....................................................................................................................................................... 15

4.3 Qualitätssicherung ...................................................................................................................................... 15

4.4 Ausblick ....................................................................................................................................................... 15

Anlage ................................................................................................................................................................... 16

Nutzerdokumentation........................................................................................................................................... 16

Glossar .................................................................................................................................................................. 22

Persönliche Erklärung ........................................................................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 5 von 24

Am Fortbildungszentrum für Technik und Umwelt (FTU) arbeiten dreißig Mitarbeiter an individuellen,

sehr unterschiedlichen Workstations. Daneben stehen Präsentationsrechner unterschiedlichster Art in

den Vortragsräumen zur Verfügung.

Die Idee dieses Projektes ist. zu prüfen. ob, den Mitarbeitern und Referenten bedarfsgerecht und hoch

verfügbar virtuelle Rechenleistung und Speicherplatz zur Verfügung gestellt werden kann.

Dies könnte mit den Komponenten der Microsoft private Cloud - System Center 2012 und SQL Server

erreicht werden, die als „Release Candidate (RC)“ zur Verfügung stehen.

In meinem Projekt setzte ich eine solche private Cloud in einer Testumgebung auf und untersuche,

ihre Möglichkeiten, insbesondere ihre Eignung für den Betrieb am FTU und entwickle konkrete

Anwendungsszenarien.

Neben der Aufrechterhaltung des störungsfreien Betriebs stellt z.B. der Massenspeicher einen

weiteren Anwendungsaspekt dar: Mit einer Cloud soll der größtenteils ungenutzte Plattenspeicher der

Workstations als zentraler Speicher verfügbar gemacht werden.

Als weiteren Vorteil dieser Lösung sehe ich die Skalierbarkeit der Ressourcen und die

Anpassungsfähigkeit der Infrastruktur. Die Leistung der Cloud kann quasi beliebig gesteigert werden.

Da das Management von einem zentralen Programm erleichtert wird, vereinfacht dies die

Administration des gesamten Netzwerkes.

Da es sich bei diesem Projekt im Wesentlichen um eine Evaluation handelt, werden verschiedene

Tests zeigen, ob eine Cloud-Lösung für unser Institut tatsächlich eingerichtet wird.

Mein Projekt wird in den Räumlichkeiten des FTU am KIT Campus Nord (Karlsruher Institut für

Technologie) durchgeführt.

Hier finden sich auf drei Etagen des Hauptgebäudes und in einem Hörsaaltrakt überwiegend

strukturiert verkabelt ca. 200 aktive Knoten (überwiegend Windows-Rechner), die in mehrere

Domänen und (IP)-Netze, darunter eine DMZ und ein zentrales WLAN, verteilt sind.

Die IT-Infrastruktur des FTU wird von Dipl.-Inform. Torsten Neck, Siegfried Wünstel, Bernd Thomas,

Max Julius (Auszubildender) und Thorsten Weniger (Auszubildender) betreut.

Als meine Ansprechpartner stehen zur Verfügung:

Schnittstelle Name Funktion

Auftraggeber Dipl.-Inform. Torsten Neck Leiter des Fachbereiches Informatik, Projektverantwortlicher Tel.: (0721) 608 - 24421

E-Mail: [email protected]

Ausbilder Siegfried Wünstel Verantwortlicher Technik

Tel.: (0721) 608 - 23203

E-Mail: [email protected]


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 6 von 24

Wie anfangs beschrieben arbeiten die 30 Mitarbeiter des FTU an individuellen, sehr unterschiedlichen

Workstations. Neben den Workstations der Mitarbeiter unterhält das FTU 14 Seminarräume und

Labors mit je einem Rechner. Der Kursraum 111 ist für Fortbildungskurse im Bereich Informatik

vorgesehen und besitzt weitere 13 Computer. Durch die unterschiedlichen Systeme sind

Neuinstallationen lästig und nehmen viel Zeit in Anspruch. Des Weiteren sind im FTU verschiedene

Server-Systeme im Einsatz, wie z.B. Windows- und ESXi-Server, die ungenutzte Rechenleistung zur

Verfügung stellen könnten.

Ziel ist es, eine private Cloud aufzubauen, bei der eine Thin-Client Lösung angestrebt wird, um eine

zentrale Verwaltung aller Workstations und Kursrechner zu erreichen. Des Weiteren arbeitet das

System Center 2012 sehr eng mit anderen Plattformen wie ESX/ESXi und Citrix XEN zusammen so

dass die überschüssigen Ressourcen der vorhandenen ESXi-Server integriert werden können. Durch

eine Cloud-Lösung könnte durchaus auch eine Deployment- und Backup-Lösung für das gesamte

FTU eingerichtet werden, wie es bisher noch nicht der Fall ist. Dies wäre auch ein Vorteil für den

Kursraum 111, bei dem es diese Möglichkeit ebenfalls nicht gibt. Durch einen Online-Zugang kann für

jeden Kursteilnehmer mehr, leichter und schneller Kursmaterial zur Verfügung gestellt werden.

Die Microsoft private Cloud setzt sich aus drei grundlegenden Elementen zusammen:

1. Zum einen das Betriebssystem Windows Server 2008 R2 Standard mit Hyper-V Rolle

2. System Center Virtual Machine Manager 2012 (SCVMM) mit Self-Service Portal 2.0

(SCMMSSP)

3. Microsoft SQL Server 2008 R2.

Außerdem wird eine Windows Server 2008 R2 Domänen-Gesamtstruktur benötig.

Folgende minimale Hardware wird vorausgesetzt:

Unterstützte Prozessoren: Intel und AMD jeweils mit x64 Architektur

Prozessor Taktfrequenz: 1,4 GHz

RAM: 1 GB

LAN: 100 MBit/s


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 7 von 24

Für eine Evaluierung von Microsoft private Cloud, werden leistungsstarke Computer benötigt, daher

wurde mir der Kursraum 111 zur freien Verfügung gestellt. Die 13 dort vorhandenen Computer haben

folgende Spezifikationen:

Mainboard: ASUS PQ5L Pro

Prozessor: Intel Core 2 Quad Q9550 2,83 GHz

RAM: 4 GB

Festplatte: 500 GB

Grafikkarte: NVIDA Quadro FX

Ethernet: 1 GBit/s

/s

Da es sich um Kursrechner handelt, sind für jeden Computer Bildschirm, Tastatur und Maus

vorhanden.

Zu Installation und Testzwecken werden acht baugleiche Computer verwendet.

Das Grundgerüst bildet das Betriebssystem Windows Server 2008 R2 Standard mit einer Hyper-V

Rolle und allen aktuellen Updates. Inzwischen ist das System Center 2012 mit Self-Service-Portal 2.0

als Final Version erschienenen und ersetzt somit den Release Candidate. Deshalb habe ich mich für

die aktuelle Version entschieden, da sie gegenüber dem RC mehr Stabilität bietet. Dasselbe

Verfahren gilt auch für den SQL Server, allerdings habe ich mich hier für einen SQL Server 2008 R2

entschieden und nicht für den SQL Server 2012 RC, da er gegenüber dem Release Candidate stabiler

läuft und von Microsoft zum System Center 2012 empfohlen wird. Die Software zum Windows Server

2008 R2, System Center 2012 und SQL Server 2008 R2 werden unter „www.microsoft.com/cloud“

zum Download angeboten.

Um die Eignung des System Center 2012 für einen Einsatz am FTU beurteilen zu können, müssen

dafür Kriterien festgelegt werden. Die folgenden Kriterien sind nach ihrer Priorität geordnet, dabei hat

das oberste das höchste Gewicht.

Nutzungsmöglichkeiten

Hier wird überprüft, wie das Programm mit Thin-Clients interagiert, welche Speichersysteme

unterstützt werden.

Bestehende Infrastruktur

Ist die bestehende Infrastruktur mit der private Cloud kompatibel und ist die aufkommende

Netzlast zu bezwingen? Teilkriterien sind: Verwendete Server, Verkabelung.

Kompatibilität zu anderen Betriebssystemen

Wie arbeitet das System Center mit anderen Microsoft Betriebssystemen zusammen? Sind

andere Systeme kompatibel?

Lizenzmodell

Welche Lizenzmodelle sind für die ausgewählten Programme verfügbar?

Weitere Komponenten des System Centers

Über welchen Umfang an Programmen verfügt das System Center 2012?


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 8 von 24

Die zeitliche Planung wurde dadurch vereinfacht, dass bis auf die Verfügbarkeit der Testumgebung

keine Abhängigkeiten berücksichtigt werden mussten. Alle Ansprechpartner hatten ihre Bereitschaft

zugesagt und auch die Verfügbarkeit aller Ressourcen war vorab gewährleistet bzw. im Falle der

Hardware durch ein Ersatzkonzept (s. 2.6) abgesichert. Für die Durchführung des Projektes war ich

weitgehend freigestellt, so dass für die alltäglichen Aufgaben nur marginale Zeit vorgesehen werden

musste. So ergibt sich folgender, einfacher Terminplan:

Für mein Projekt hatte ich vor, die Beschaffung von sieben Rechnern, die für einen spezielle

internationale Kursreihe ab Juli 2012 vorgesehen sind, vorzuziehen und habe deswegen ein

entsprechendes Angebot mit einem Investitionsvolumen von 6.293,00 Euro [siehe Anlage

Kostenvoranschlag] eingeholt. Es stellte sich jedoch heraus, dass im Durchführungszeitraum ähnlich

geeignete Geräte in unserem Informatik-Kursraum ungenutzt sind, so dass ich zur Einsparung von

Kosten auf diese zurückgriff.

Die 13 genannten PCs sind über den Kursbetrieb finanziert, so dass ich im Bereich Hardware weder

Investitionen, noch Betriebskosten berücksichtigen muss.

Ich habe mich im Endeffekt dafür entschieden, die Kursrechner zu nehmen, da dies aus

Kostengründen mir sinnvoller erschien.

Die benötigten System Windows Server 2008 R2, System Center 2012 und SQL Server von Microsoft

werden jeweils in einer Testversion für die Evaluation benutzt, so dass hierfür keine Kosten entstehen.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 9 von 24

Da es sich bei dieser Evaluierung um einen institutsinternen Auftrag handelt und dieses Projekt

ausschließlich von mir durchgeführt wurde, wird ein Personalkostensatz von einem Auszubildenden

berechnet. Der interne Stundensatz beträgt 25 Euro, dies bei einem Zeitaufwand von 27 Stunden

(hierbei wird die Dokumentation nicht mit eingerechnet), so ergeben sich Personalkosten von 810 €.

Bei den laufenden Betriebskosten wurden die Computer inklusive Bildschirm ca. 18 Stunden benutzt.

Hierbei werden die Analyse, die Planung und die Dokumentation nicht mit einberechnet. Für acht

Computer wird ein Durchschnittsverbrauch von 2,4 KWh und für die Bildschirme 1,2 KWh berechnet.

Menge (Std.) Einheit Preis pro kWh Betrag

laufende Betriebskosten:

Computer

18 2,4 kWh 0,15 €

6,48 €

Bildschirme

18 1,2 kWh 0,15 €

3,24 €

Betriebskosten 9,72 €

Menge (Std.)

Preis pro Std.

Personal:

Arbeitsstunden

27

25,00 €

675,00 €

Personalkosten 675,00 €

Gesamt 684,72 €


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 10 von 24

Sammeln von

Informationen

Entwickeln des

Cloud Szenarios

Systemvorrausetzungen

Hardware

Auswahl

Planung der

Installation 1

2

Dokumentation

3

1

Installation u.

Konfiguration Evaluation

Zusammenfassung

4

2

Evaluationsplan

3

5

4

Ergebnis

5

Ende


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 11 von 24

Für die Evaluation wird eine Windows Domäne benötigt, die eine Gesamtstruktur auf Basis des

Windows Server 2008 R2 voraussetzt. Da die aktuelle Domäne des Kursraumes eine Struktur von

Windows Server 2003 besitzt und diese nicht hochgestuft werden kann, wird eine neue Domäne

„testumgebung.com“ auf zunächst zwei Kursrechnern erstellt. Die zwei Domänencontroller bekommen

die Computernamen DC1 und DC2. Des Weiteren wird ein DNS (Domain Name System) auf DC1

eingerichtet. Dieser erhält eine Forward- und eine Reverse-Lookup Zone. Der Domänencontroller DC2

wird als redundanter DNS funktionieren und bekommt eine sekundäre Forward- und eine sekundäre

Reverse-Lookup Zone mit Verweis auf DC1 eingerichtet. Um einen störungsfreien Ablauf zu

ermöglichen, werden die benötigten Computer quasi als Insel in ein separates VLAN gestellt: eine

Internet-Verbindung sowie Verbindung in das Kursnetz ist für diese Evaluation nicht von Nöten, da alle

Installationspakete lokal vorhanden sind. Zusätzliche Programme, die bei der Planung nicht ersichtlich

waren, werden noch über einen externen Computer heruntergeladen und über einen USB-Stick

installiert. Eine Liste mit der Namensgebung und IP-Adressen befindet sich im Anhang [siehe Anhang

Liste IP-Adressen].

Nach erfolgreicher Implementierung der Domäne werden für den weiteren Projektverlauf neben dem

Domänenadministrator noch zwei Administratoren hinzugefügt.

Für die Administration im Bereich SQL wird der Benutzer „sqladmin“, für den Bereich VMM-

Verwaltungsserver der Benutzer „vmmadmin“ hinzugefügt. Beide werden in die Gruppe

Administratoren der Domäne hinzugefügt.

Um Installationsabläufe schneller zu realisieren, wird ein Abbild mit Acronis True Image 2012 erstellt, welches die Server 2008 R2 Standard-Installation mit allen Updates beinhaltet. Dieses Image wird auf drei externe Festplatten verteilt, um den Installationsvorgang zu beschleunigen. Es werden sechs Computer mit diesem Image bespielt. Des Weiteren werden der Computername und die TCP/IP Einstellungen jeweils angepasst. Um die Arbeit zu erleichtern, wird bei jedem Computer der Firewall-Dienst deaktiviert, was Zeit spart.

Die Installation von SQL Server 2008 R2 kann für dieses Projekt mit den Standardeinstellungen

geschehen. Lediglich die Instanz und die Datenbankadministratoren werden individuell gesetzt: die

Instanz bekommt den Namen „EVCLOUD“, als Datenbankadministrator dient ein

Domänenadministrator „sqladmin“, den ich im Vorfeld (s. 3.1) schon angelegt habe. Der

Installationspfad von Microsoft SQL Server 2008 R2 befindet sich bei dieser Installation unter dem

Standardpfad C:\Programe Files\ Microsoft SQL Server\. Während der Installation von System Center

2012 wurde festgestellt, dass TCP/IP für den SQL Server-Dienst aktiviert werden muss. Des Weitern

wurde entdeckt, dass bei einem Datenbank-Connect vom System Center keine Pakete am SQL

Server ankamen. Dies wurde herausgefunden durch das Programm Wireshark, einem Netzwerk-


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 12 von 24

Analysetool. Beide Probleme konnten mithilfe des „Server Configurations Manager“ (ein

Verwaltungstool von SQL Server) gelöst werden, indem TCP/IP für den SQL Server-Dient aktiviert

wurde. Das zweite Problem wurde dahingehend behoben, dass von dynamischer Port-Wahl auf einen

statischen Port umgestellt wurde. Hierfür wurde der am häufigsten verwendete SQL-Port gewählt,

welcher der Port 1433 ist. Nun arbeitet der SQL Server einwandfrei und nimmt die Pakete des System

Center problemlos an.

Der erste Schritt bei dieser Installation ist das Hinzufügen der Server Rollen Hyper-V und IIS 7.0. Ich

wähle den Computer sc.testumgebung.com aus.Aus dem System Center 2012 Paket benötige ich zu

Anfang lediglich den Virtual Machine Manager (VMM), der das Grundgerüst der private Cloud bildet.

Nach Entpacken und Starten der Installationsdateien bekommt man ein Auswahlmenü, in dem drei

Komponenten zur Verfügung stehen. Der VMM-Verwaltungsserver, welcher den zentralen

Verwaltungsserver der private Cloud darstellt, eine VMM-Konsole zum Verwalten des VMM-Servers

und ein Self-Servie-Portal. Letzteres ist eine Web Verwaltungs-Plattform, über die der VMM-Server

von einem beliebigen Ort verwaltet werden kann. Ferner dient diese Plattform dem Endbenutzer, der

sich dort mit einem Login anmelden kann, von dem er auf seine Services wie Iaas*, PaaS* und SaaS*

zugreifen kann.

Nach dieser Auswahl muss den AGB’s und der Lizenzvereinbarung zugestimmt werden, um die

Installation fortsetzten zu können. Als Installationspfad wurde der Standardwert genommen:

C:\Program Files\Microsoft System Center 2012\ Virtual Machine Manager\.

Das Programm überprüft nun, ob die vorhandenen Softwarevorrausetzungen erfüllt sind. Hier wurde

ermittelt, dass das .NET Framework* 3.5 SP1 nicht vorhanden war. Des Weiteren fehlte das AIK*, die

beiden Dienste W3SVC* und IISADMIN*.

Bei der Problemlösung wurde das .NET Framework* 3.51 und das AIK* installiert. Die beiden

fehlenden Dienste wurden mittels Erweitern der Rolle IIS 7.0 um die Optionen

Anwendungsentwicklung und IIS-Verwaltungskompatibilität ergänzt.

Nach einer weiteren Prüfung des VMM-Setups stellt dieses fest, dass ein weiteres Programm nicht

installiert ist, welches für den SQL-Connect benötigt wird. Das SQL-Befehlszeilentool 2008 R2*

befindet sich im SQL 2008 R2 Feature Pack*, welches bei Microsoft zum Download bereit steht. Um

das Befehlszeilentool installieren zu können, wurde als Erstes noch der Native Client* aus dem

Feature Pack benötigt, welcher vorher installiert werden musste.

Der nächste Schritt war der SQL-Connect. Dort wurde der Servername SQL.testumgebung.com

angegeben und der vorher konfigurierte Port 1433. Die Anmeldung wurde durch den „sqladmin“

durchgeführt. Der Instanz Name wurde bei richtiger Konfiguration sofort angezeigt und ausgewählt.

Lediglich der Namen der zu erstellenden Datenbank wurde noch geändert in VMMDB.

Als nächstes folgt eine Übersicht mit Ports, über die der VMM mit anderen Computern kommuniziert.

Diese Ports könnten nach Belieben geändert werden, allerdings übernehme ich die

Standardeinstellungen, um spätere Konflikte zu vermeiden [siehe Anlage Port-Konfiguration].

Letzter Schritt vor der Installation war schließlich die Namensgebung der VMM-Bibliothek* und eine

optionale Freigabe. Im Falle mehrerer Domänen würde diese auf einem Domänencontroller abgelegt

werden. Auch ein Domänenadministrator muss angegeben werden, der diesen VMM-Server verwaltet.

Zu diesem Zweck wurde der Domänenadministrator mit dem Namen „vmmadmin“ erstellt.

Die anschließende Installation dauerte ca. 20 bis 30 Minuten, danach ist der VMM einsatzbereit.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 13 von 24

Nach erfolgreicher Installation wählt der Administrator sich über die Konsole in den VMM-

Verwaltungsserver mit dem bei der Installation angegebenen Konto ein. Das Host-Betriebssystem ist

bei dieser Evaluation Windows Server 2008 R2 mit Hyper-V. Nach dem Überspielen des Images wird

ein Feature hinzugefügt. Dieses Feature ermöglicht es, über mehrere Schnittstellen auf ein

Speichermedium zuzugreifen. Es wird das Feature Multipfad–E/A* auf dem Host hinzugefügt.

Anschließend muss eine Änderung am „Distributed Component Object Model“ kurz DCOM*

durchgeführt werden. Dies geschieht mittels des Konfigurationstools „dcomcnfg“. Im Kontextmenü des

Arbeitsplatzes des DCOM-Konfigurationstools werden Eigenschaften ausgewählt. Unter dem Reiter

DCOM-Sicherheit bei „Start- und Aktivierungsberechtigungen“ die Schaltfläche „Limits bearbeiten“

auswählen, um dort den Administrator des VMM-Servers hinzuzufügen und mit der Berechtigung

„Remotestart“ ausstatten.

Um einen Host auf dem VMM-Server hinzuzufügen, wird die Schaltfläche „Ressourcen hinzufügen“

und anschließend „neuen Host“ gewählt. Es erscheint ein Auswahlmenü, in dem folgende Optionen

zur Verfügung stehen.

Hinzufügen eines Hosts aus:

einer sicheren Domäne

einer unsicheren Domäne

einem anderen Netzwerk

Da es sich hierbei um eine sichere Domäne handelt, wird diese Option gewählt. Als Nächstes folgt

eine Abfrage des Computernamens, der hinzugefügt werden soll. Hinzugefügt werden kann der Host

entweder durch die direkte Eingabe des Computernamens oder über eine Active Directory Abfrage.

Das nun folgende Auswahlmenü zeigt alle Computer an, die aufgrund der vorhergehenden Eingabe

gefunden wurden. Mit Auswahl der Rechner und Klicken auf „hinzufügen“ werden diese als Host auf

dem VVM-Server eingetragen und erscheinen links in der Übersicht. Des Weiteren kann eine

Hostgruppe angelegt werden, in welchen die Hosts eingeordnet werden können.

Durch diese Methode können theoretisch beliebig viele Hosts addiert werden, allerdings beschränkt

Microsoft die maximale Hostanzahl auf 400 und 8000 VMs.

Meine folgende Evaluation hat die in 2.4 festgelegten Kriterien als Grundlage. Das Ergebnis dieser

Evaluierung ist, dass sich eine private Cloud nicht für den Einsatz am FTU eignet.

Bei den Nutzungsmöglichkeiten ist mir aufgefallen, dass eine Cloud nicht implementiert

werden kann, da diese ein SAN* benötigt. Eine Nutzung mit Thin-Clients wäre möglich, da

dieses Prinzip auf der Virtualisierung beruht und eine Cloud praktisch dies anbietet.

Die bestehende Infrastruktur ist ungeeignet, da im Hauptgebäude ein 100 MBit/s Standard zu

Grunde liegt, des Weiteren wird der Kursraumtrakt mit einer half duplex* Leitung von 10

MBit/s versorgt. Die bestehenden Leitungen wären schnell überlastet, da der Virtual Machine

Manager ständig eine Aktualisierung der Bibliothek, Host und VMs durchführt, sodass hier

eine erhöhte Netzlast zu erwarten ist. In welchem Ausmaße diese sein wird, lässt sich nicht

abschätzen, da zu viele Faktoren berücksichtigt werden müssen. Ein weiteres Problem ergibt

sich daraus, dass über das Netzwerk oftmals mehrere Gigabyte ausgetauscht werden müssen

(Implementierung einer VM, Umzug einer VM,…), dies stellt gerade im Kursraumtrakt eine

erhebliche Einschränkung da.

Am FTU ist eine auf Windows Server 2003 basierende Domänen Gesamt-Struktur

vorzufinden, welche für eine Cloud hochgestuft werden müsste. Hier gibt Microsoft eine

Struktur auf Basis von mindestens Windows Server 2008 R2 vor. Ein weiteres Problem ist,

dass die Domäne für das FTU vom „Steinbuch Centre of Computing“ dem

Hauptrechenzentrum des KIT verwaltet wird. Daher ist eine Heraufstufung nicht möglich und

somit auch keine Implementierung einer Cloud.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 14 von 24

Das System Center 2012 hat eine Mindestanforderung an das Betriebssystem. Eine

Implementierung des System Centers ist nur unter Windows Server 2008 R2 oder höheren

Betriebssystem wie Windows 8 Server möglich. Allerdings ist letzteres erst in der Beta-

Testphase*.

Die Zusammenarbeit mit anderen Systemen hat sich auf zwei beschränkt. Dies sind zum

einen Citrix XEN, zum anderen VMWare. Bei diesen Systemen können die virtuellen

Maschinen vom System Center mitverwaltet werden. Auch ist es möglich einen

Ressourcenpool zu erstellen, auf den das System Center zugreifen kann.

Für das System Center 2012 ist ein Lizenzierungsmodell verfügbar, welches nicht klar

ersichtlich ist. Jedoch kann durch alte Dokumente aus Zeiten des Release Candidate, kann

eine Schätzung erstellt werden, daher können die folgenden Lizenzen vom tatsächlichen

Stand abweichen:

o Eine Server Lizenz für das System Center 2012, hierbei muss eine Lizenz für das

gesamte System Center 2012 erworben werden.

o Für jeden weiteren Gast (VM) muss eine Client Lizenz gekauft werden.

o Jeder Server der das Betriebssystem Windows Server 2008 R2 hat, benötigt eine

Lizenz.

o Eine SQL Server 2008 R2 Lizenz wird benötigt.

Eine aktuelle Preisangabe ist nur auf Anfrage bei Microsoft möglich, allerdings kann eine

Schätzung basierend auf alten Informationen abgegeben werden, welche leider nicht mehr

konkret zur Verfügung steht. Nach dieser Schätzung halte ich eine Summe von mehreren

zehntausend Euro für nötig, um eine private Cloud zu implementieren.

Das System Center 2012 verfügt über mehrere Komponenten, um eine private Cloud optimal

zu verwalten. Nicht alle Komponenten des System Center 2012 sind dazu vonnöten. Die nun

folgenden Komponenten werden für eine private Cloud benötigt.

o Service Manager: Ist die Schnittstelle zwischen dem Anwender und dem

Administrator, praktisch ein Serviceprotal.

o Virtual Machine Manager: Ist das Grundgerüst der private Cloud. Es verwaltet die

VMs, Hosts, Bibliotheken sowie den Netzwerkspeicher. Des Weiteren führt er Load-

Balancing* in der Cloud durch.

o App Controller: Stellt gewünschte Anwendungen in der Cloud bereit.

Die Komponenten für eine Cloud wurden installiert und die grundlegenden Voraussetzungen zu ihrem

Betrieb geschaffen. Auf dieser Basis wurde eine Evaluierung durchgeführt. Diese ergab, dass eine

private Cloud nicht implementiert werden konnte.

Eine Thin-Client Lösung wäre denkbar, allerdings war es mir bei der Evaluierung nur möglich VMs auf

den Hosts zu erstellen und nicht in der Cloud, da dies ein SAN benötigt. Des Weiteren konnte

festgestellt werden, dass eine Verwendung mit den vorhandenen ESXi-Servern grundsätzlich möglich

ist. Da eine private Cloud nicht implementiert wurde, konnte keine Backuplösung erforscht werden,

grundsätzlich ist dies mit einer Cloud aber möglich.

In meiner Analysephase stellte ich fest, dass die Software- und Systemvoraussetzungen in die

Planung mitaufgenommen werden mussten. Hierbei plante ich eine Stunde mehr ein. Die

Realisierungsphase dauerte aufgrund einer längeren Evaluation zwei Stunden länger als gedacht,

allerdings konnte ich bei der Dokumentation zwei Stunden einplanen.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 15 von 24

Abschließend lässt sich sagen, dass eine Cloud Lösung für das FTU vorerst nicht in Frage kommt, da

es unüberschaubare Kosten mit sich bringen würde. Zum Einen wäre die Anschaffung eines SANs

vonnöten, zum Anderen eine neue Infrastruktur für das gesamte FTU. Eine Verwendung des

ungenutzten Plattenspeichers der Workstations ist nicht möglich, da die Cloud nur mit einem SAN

funktionieren kann. Die Kosten für eine Umsetzung einer private Cloud würden sich Schätzungen

zufolge auf mehrere zehntausend Euro aufsummieren.

Ferner ist Microsofts private Cloud auf Rechenzentren ausgelegt, deshalb würde sich ein Einsatz am

FTU nicht lohnen.

Durch ständige Tests und Überprüfung des Netztwerkverkehrs wurde ein reibungsloser Ablauf

garantiert.

Ich erachte dieses Projekt in naher Zukunft als nicht umsetzbar, da für diese Lösung neue Ethernet-

Kabel im Kursraumtrakt verlegt werden müssten. Des Weiteren wären neue Switches vonnöten. Auch

die Anschaffung eines SANs würde keine rentablen Vorteile bieten. Wie schon in 4.2 erwähnt, ist die

private Cloud auf Rechenzentren mit mehr Kapazität ausgelegt. Eine Thin-Client Lösung über ESX

erachte ich meiner Meinung nach als sinnvoller und kostengünstiger. Eine Backup-Lösung könnte

durch andere Systeme durchgeführt werden, die nicht so kostenintensiv sind wie eine Cloud.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 16 von 24

In dieser Dokumentation wird beschrieben, wie eine Installation von Windows Server 2008 R2,

System Center 2012 Virtual Machine Manger mit Self-Service-Portal 2.0 und Microsoft SQL Server

2008 R2 durchzuführen ist, mit einigen Beispielen.

Welche System- und welche Softwarevorrausetzungen mindestens erfüllt sein müssen, werden in den

nachfolgenden Erläuterungen näher beschrieben.

Die Microsoft private Cloud setzt sich aus drei grundlegenden Elementen zusammen:

1. Zum einen das Betriebssystem Windows Server 2008 R2 Standard mit Hyper-V Rolle

2. System Center Virtual Machine Manager 2012 (SCVMM) mit Self-Service Portal 2.0

(SCMMSSP)

3. Microsoft SQL Server 2008 R2.

Außerdem wird eine Windows Server 2008 R2 Domänen-Gesamtstruktur benötig.

Folgende minimale Hardware wird vorausgesetzt:


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 17 von 24

Unterstützte Prozessoren: Intel und AMD jeweils mit x64 Architektur

Prozessor Taktfrequenz: 1,4 GHz

RAM: 1 GB

LAN: 100 MB/s

Die Installation von SQL Server 2008 R2 kann mit den Standardeinstellungen geschehen. Lediglich

die Instanz und die Datenbankadministratoren werden individuell gesetzt: die Instanz bekommt einen

Namen Ihrer Wahl, als Datenbankadministratoren dient ein Domänenadministrator dieser sollte am

besten im Vorfeld schon angelegt werden. Der Installationspfad von Microsoft SQL Server 2008 R2

befindet sich unter dem Standardpfad C:\Programe Files\ Microsoft SQL Server\, dieser kann in einen

beliebigen Pfad geändert werden. Es ist sicherzustellen, dass auf dem angegebenen Pfad mindestens

1,5 GB freier Speicherplatz zur Verfügung steht. Nach Abschluss der Installation ist sind zwei

Konfigurationen vorzunehmen. Einerseits muss für die Verwendung des SQL Servers das Protokoll

TCP/IP aktiviert werden, andererseits wird empfohlen den dynamischen SQL-Port als statischen Port

zu konfigurieren.

Mit dem SQL-Servertool „Server Configurations Manager“ das mitinstalliert wurde, können beide

Konfigurationen unter der Rubrik SQL Server-Konfiguration durchgeführt werden. Hierzu werden die

Eigenschaften über das Kontextmenü der TCP/IP Einstellungen aufgerufen. Das nun erscheinende

Fenster beinhaltet zwei Reiter mit den Namen „Protokoll“ und „IP-Adressen“. Bei „Aktiviert“, wird nun

der Wert auf „Ja“ gesetzt. Für die Auswahl eines statischen Ports, wird der Reiter „IP-Adressen“

gewählt und dort unter der Rubrik „IPALL“ bei TCP-Port ein beliebiger Port gewählt. Mit einem Klick

auf „OK“ ist die Konfiguration des SQL Servers abgeschlossen. Sollte der dynamische Port

beibehalten werden, so steht dieser bei „Dynamische TCP-Ports“.

Zur Vereinfachung der Installation und dem späteren Betrieb, wird der Firewall-Dienst unter Windows

Server deaktiviert. Diese Einstellung wird bei allen weiteren Servern vorausgesetzt.

Des Weiteren müssen SQL Server und System Center 2012 auf getrennten Servern installiert werden

Folgende Komponenten werden für die Installation benötigt:

- Windows AIK*

- Microsoft .NET Framework* 3.51

- SQL Befehlszeilentool*

- SQL Native Client*

- Neuer Domänenadministrator

Diese Komponenten sind vor der Installation des System Center 2012 zu installieren. Die Programme

AIK und .NET Framework 3.51 können vom offiziellen Webauftritt heruntergeladen werden. Das SQL

Befehlszeilentool sowie der SQL Native Client, sind in dem SQL Server 2008 Feature Pack R2

enthalten und können ebenfalls bei Microsoft heruntergeladen werden. Vor der Installation des SQL

Befehlszeilentools muss der SQL Native Client installiert werden.

Der erste Schritt bei dieser Installation ist das Hinzufügen der Server Rollen Hyper-V und IIS 7.0. Des

Weiteren werden die Dienste W3SVC und IISADMIN benötigt. Die beiden fehlenden Dienste werden

mittels erweitern der Rolle IIS 7.0 um die Optionen Anwendungsentwicklung und IIS-

Verwaltungskompatibilität ergänzt. Aus dem System Center Paket benötigt man zu Anfang lediglich

den Virtual Machine Manager (VMM), der das Grundgerüst der private Cloud bildet. Nach Entpacken


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 18 von 24

und Starten der Installationsdateien, bekommt man ein Auswahlmenü, in dem drei Komponenten zur

Verfügung stehen. Der VMM-Verwaltungsserver, welcher den zentralen Verwaltungsserver der private

Cloud darstellt, eine VMM-Konsole zum Verwalten des VMM-Servers und ein Self-Servie-Portal.

Letzteres ist eine Web Verwaltungs-Plattform, über die der VMM-Server von einem beliebigen Ort

verwaltet werden kann. Ferner dient diese Plattform dem Endbenutzer, der sich dort mit einem Login

anmelden kann, von dem er auf seine Services wie Iaas, PaaS und SaaS zugreifen kann.

Nach dieser Auswahl muss den AGB’s und der Lizenzvereinbarung zugestimmt werden, um die

Installation fortsetzten zu können. Als Installationspfad gilt der Standardwert: C:\Program

Files\Microsoft System Center 2012\ Virtual Machine Manager\, dieser kann natürlich beliebig

geändert werden. Es ist darauf zu achten, dass mindestens 15 GB freier Speicherplatz zur Verfügung

steht.

Der nächste Schritt ist ein SQL-Connect. Dort wird der Servername des SQL Servers angegeben und

der Falls vorher konfigurierte Port. Sollte eine dynamische Port Wahl bestehen, ist dieser in Erfahrung

zu bringen und einzugeben. Das Herausfinden des SQL Ports geschieht durch das SQL Servertool

„Server Configurations Manager“. Die Anmeldung am SQL Server wird durch den in der SQL

Installation angegebenen Administrator durchgeführt. Der Instanz Name wird bei richtiger

Konfiguration sofort angezeigt und ausgewählt. Der Name der späteren Datenbank kann in einen

beliebigen Wert geändert werden.

Als nächstes folgt eine Übersicht mit Ports, über die der VMM mit anderen Servern kommuniziert.

Diese Ports könnten nach Belieben geändert werden, allerdings wird empfohlen, die

Standardeinstellungen beizubehalten, um durch vergessen der Ports unnötigen

Konfigurationsaufwand zu haben.

Letzter Schritt vor der Installation ist schließlich die Namensgebung der VMM-Bibliothek* und eine

optionale Freigabe. Im Falle mehrerer Domänen, kann diese auf einem Domänencontroller abgelegt

werden. Auch ein Domänenadministrator muss angegeben werden, der diesen VMM-Server Verwaltet

(s. benötigte Komponenten).

Die anschließende Installation dauert ca. 20 – 30 Minuten, danach ist der VMM einsatzbereit.

Nach erfolgreicher Installation wählt der Administrator sich über die Konsole in den VMM-

Verwaltungsserver mit dem bei der Installation angegebenen Konto ein. Ein Host darf nicht der VMM-

Server oder der SQL Server sein.

Das Host-Betriebssystem ist bei dieser Evaluation Windows Server 2008 R2 mit Hyper-V. Nach

erfolgreicher Installation, wird ein Feature hinzugefügt. Dieses Feature ermöglicht es, über mehrere

Schnittstellen auf ein Speichermedium zuzugreifen wie z.B. SAN. Es wird das Feature Multipfad –E/A*

auf dem Host hinzugefügt. Anschließend muss eine Änderung am „Distributed Component Object

Model“ kurz DCOM* durchgeführt werden. Dies geschieht mittels des Konfigurationstools „dcomcnfg“.

Im Kontextmenü des Arbeitsplatzes des DCOM-Konfigurationstools werden Eigenschaften

ausgewählt. Unter dem Reiter DCOM-Sicherheit bei „Start- und Aktivierungsberechtigungen“, die

Schaltfläche „Limits bearbeiten“ auswählen, um dort den Benutzer des VMM-Servers hinzuzufügen

und mit der Berechtigung „Remotestart“ ausstatten.

Um einen Host auf dem VMM-Server hinzuzufügen, wird die Schaltfläche „Ressourcen hinzufügen“

und anschließend „neuen Host“ gewählt. Es erscheint ein Auswahlmenü, in dem folgende Optionen

zur Verfügung stehen.

Hinzufügen eines Hosts aus:

einer sicheren Domäne

einer unsicheren Domäne

einem anderen Netzwerk


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 19 von 24

In diesem Fallbeispiel gehen wir davon aus, das eine sichere Domäne als Umgebung dient. Deshalb

wird die Option „aus einer sicheren Domäne“ gewählt. Als Nächstes folgt eine Abfrage des

Computernamens, der hinzugefügt werden soll. Hinzugefügt werden kann der Host entweder durch

die direkte Eingabe des Computernamens oder über eine Active Directory Abfrage. Das nun folgende

Auswahlmenü zeigt alle Computer an, die aufgrund der vorhergehenden Eingabe gefunden wurden.

Mit Auswahl der Rechner und klicken auf „hinzufügen“ werden diese als Host auf dem VVM-Server

eingetragen.

Die Host können durch diese Methode theoretisch beliebig viele addiert werden, allerdings beschreibt

Microsoft die maximale Hostanzahl auf 400 und 8000 VMs.

Eine weitere Konfiguration einer private Cloud war mir nicht möglich, da mir die Anbindung an ein

SAN gefehlt hat und ich somit keinen Speicherpool erstellen konnte, welcher der Cloud zu Grunde

liegt.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 20 von 24

Anlage Kostenvoranschlag der Firma Magic:

Anlage Port-Konfiguration des VMM-Verwaltungsservers:

Portkonfiguration des Verwaltungsservers

Beschreibung Port

Kommunikation mit der VMM-Konsole 8100

Kommunikation mit Agents auf Hosts und Bibliotheksservern 5985

Dateiübertragung an Agents auf Hosts und Bibliotheksserver 443

Kommunikation mit Windows-Bereitstellungsdiensten 8102

Kommunikation mit Windows PE-Agents (Windows Preinstallation Environment) 8101

Kommunikation mit Windows PE-Agent für Zeitsynchronisierung 8103


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 21 von 24

Anhang Liste IP-Adressen:

Name IP-Adresse

DC1.testumgebung.com 141.52.251.211

DC2.testumgebung.com 141.52.251.210

SQL.testumgebung.com 141.52.251.208

SC.testumgebung.com 141.52.251.209

SC2.testumgebung.com 141.52.251.206




________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 22 von 24

Begriff Erklärung .NET Framework Dies ist eine Bibliothek von Klassen, Schnittstellen und

Werttypen, die Zugriff auf Systemfunktionen ermöglichen.

AIK Das Windows Automated Installation Kit ist eine Sammlung von Tools und Dokumentationen, die eine Bereitstellung des Betriebssystems vereinfacht. In diesem fall, dient es hauptsächlich um die Windows-Installationen zu automatisieren.

W3SVC Der W3SVC-Publishing Dienst verwaltet oder steuert die http.sys und ist für die Leistungsüberwachung zuständig.

IISADMIN Der IISADMIN-Dienst verwaltet

SQL Server 2008 Feature Pack R2 Ist eine Erweiterung mit eigenständigen Paketen für den SQL Server 2008 R2. Dieses Feature Pack steht hier zum Download zur Verfügung: http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=26728

SQL-Befehlszeilenprogramme Mithilfe des Dienstprogrammes SQLCMD kann eine Verbindung zu einem SQL Server aufgebaut werden, unter Verwendung Transact-SQL-Batches. Des Weiteren kann es Rowsetinformationen aus Instanzen ausgeben lassen.

SQL-Native Client Beinhaltet eine Laufzeitunterstützung für Anwendungen und unterstützt neu Anwendungen bei Nutzung der neuen SQL Server 2008-Features.

VMM-Bibliothek "Bei der Virtual Machine Manager-Bibliothek handelt es sich um einen Ressourcenkatalog, in dem Benutzer Objekte speichern können, die nicht ausgeführt werden oder einem Host zugeordnet sind. Die Bibliothek enthält auf Bibliotheksfreigaben gespeicherte Dateien sowie Vorlagen, Betriebssystemprofile und Hardwareprofile, die in der VMM-Datenbank gespeichert sind. Es gibt in VMM zwei Möglichkeiten, Objekte aufzubewahren und zu verwalten: registriert auf einem Host oder gespeichert in der VMM-Bibliothek." -> http://technet.microsoft.com/de-de/library/cc764248.aspx

DCOM Ist eine Technik zur Erstellung von Systemkomponenten und ermöglicht es Windows Betriebssystemen Interprozesskommunikation und dynamische Objekterzeugung.

IaaS Bei Infrastructur as a Service, wird dem Endbenutzer eine Laufzeitumgebung zur Verfügung gestellt, praktisch das Betriebssytem des bei PaaS gemieteten Servers.

PaaS Bei Plattform as a Service wird eine Benutzer Rechenleistung bereitgestellt.

SaaS Software as a Service, ist die Bereitstellung einer Software nicht nach Lizenz sondern nach gebraucht. Hier wird die Sofware also nur geliehen und nicht gekauft.

Multipfad –E/A Dies ist ein Feature des Windows Server 2008 R2 zum Herstellen einer Verbindung über mehrere Adapter zu einem Speichermedium.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 23 von 24

SAN Storage Area Network, ist ein Netzwerk zur Anbindung von Festplattensubssytemen.

half duplex Hierbei können Informationen über Leitung in beide Richtugnen fließen, doch jeweils nur abwechselnd.

Beta-Testphase Ist eine vom Hersteller vorab veröffentlichte Version zur Fehlersuche.


________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ Seite 24 von 24

Aufbau und Evaluierung einer exemplarischen Microsoft ... · 1. Zum einen das Betriebssystem...

Documents

Transcript of Aufbau und Evaluierung einer exemplarischen Microsoft ... · 1. Zum einen das Betriebssystem...