Was sind virtuelle Maschinen? Wie nutzt man sie? Und welchen Nutzen kann man daraus ziehen?
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Transcript of Was sind virtuelle Maschinen? Wie nutzt man sie? Und welchen Nutzen kann man daraus ziehen?
GFU Cyrus + Rölke mbH, Ralph Vergin, Dipl.-Inform. MCSE, [email protected]
VirtualisierungenProdukte und Lösungen
Präsentation29.06.2006
GFU Cyrus + Rölke mbH, Ralph Vergin, Dipl.-Inform. MCSE, [email protected]
Diese Folien sind begleitendes Material für einen ca. 45-minütigen Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe „Semicolon“ derGFU Cyrus + Rölke mbH, Köln. Für ein Selbststudium sind sie nicht konzipiert und daher aus sich selbst heraus auch nicht aussagekräftig genug.
Geschützte Namen und Begriffe werden anerkannt aber nicht gesondert mit einem Copyright oder Trademark versehen, um den Lesefluss nicht zu stören.
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Was ist ein virtuelles Betriebssystem?
Drei von einander unabhängige Dosboxen, jede gesteuert über NTVDM
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• Eine virtuelle Maschine besteht aus:– „virtueller Hardware“ die eine Verbindung
zur „echten Hardware“ hat
– max. 5 virtuellen PCI Steckplätze
– Speicher, CPU, Festplatten und Netzwerkkarten
– Schnittstellen (IDE/COM/LPT)
• Vorteile– Gastbetriebssystem sieht
eine Intel x86 Umgebung
– Kapselung
– Isolation
– Hardware Unabhängigkeit
Was ist eine virtuelle Maschine (VM)?
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Virtuelle Hardware im Windows Gerätemanager
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Virtuelle Hardware im Windows Gerätemanager
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Einsatzszenarien
• Virtuelle Maschinen statt realer– Alte Applikationen weiter unterstützen
• Szenario: Windows XP auf Clients einführen, aber eine Applikation noch unter Windows 98 laufen lassen
• Lösung.: VM mit Windows 98 konfigurieren– Support
• Szenario: Helpdesk soll diverse unterschiedliche Plattformen unterstützen
• Lösung.: Entsprechend eine Reihe von Virtual Machines aufsetzen
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• Virtuelle Maschinen statt realer– Konsolidieren
• Szenario: Nur eine Hardware vorhanden, aber es sollen mehrere Server bereitgestellt werden
• Lösung.: Auf einer Hardware mehrere virtuelle Maschinen bereitstellen
– Testen• Szenario: NT4/ Exchange 5.5 Migration auf
Windows/ Exchange 2003 testen• Lösung.: Zwei VMs aufsetzen
Einsatzszenarien
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Physikalische Maschine• aufwendig zu migrieren• schwierig zu kopieren• an bestimmte Hardware
gebunden
Virtuelle Maschine• Einfach zu bewegen und zu kopieren
– repräsentiert durch Dateien– unabhängig von der physikalischen
Hardware
• Leicht zu managen– isoliert von anderen virtuellen Maschinen– Hardwareänderungen haben keine
Auswirkung
Vorteile einer virtuellen Maschine
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Physikalische Maschine• bei Ausfall von Hardware
komplizierte, langwierige Wiederherstellung
• Netzwerkisolation nur durch weitere Hardware
Virtuelle Maschine• bei Ausfall von Hardware
– schnelle Wiederherstellung auf anderem Server
– nur die Datei neu starten
• Netzwerkisolation– durch virtuelle Adapter oder Switche per
Mausklick möglich
Vorteile einer virtuellen Maschine
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• OS und Applikationen sind von der physikalischen Hardware getrennt– einfachere Hardwarewartung– Weniger Probleme beim Hardware-Upgrade– Neue Optionen im Desaster Recovery
• Es ist einfach eine virtuelle Maschine zu klonen– Einmalige Konfiguration des OS und der Applikationen,
beliebig oft klonen (Dateien kopieren)– Eine virtuelle Maschine wird durch wenige Dateien
repräsentiert und gesichert
• Viele VMs können auf einem physikalischen Server laufen– Bessere Ressourcenausnutzung– Jede VM ist von den anderen VMs 100% getrennt– fein abstimmbare Tuning-Optionen
Warum virtuelle Maschinen benutzen?
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Isolation
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ZentralesManagement der“Virtual Infrastructure”•VMware VirtualCenter
(mit VMotion)
Physical to Virtual Migration•VMware P2V Assistant
Die VMware Produktlinie
Virtuelle Plattform•VMware ESX Server(mit Virtual SMP)
•VMware (GSX) Server•VMware Workstation•VMware ACE
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ZentralesManagement der“Virtual Infrastructure”• fehlt, bzw. durchDrittanbieter
Physical to Virtual Migration• Virtual Server Migration Toolkit (VSMT)
Die Microsoft Produktlinie
Virtuelle Plattform• MS Virtual Server• MS Virtual PC
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XEN 3.0 Architektur
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• Desktop Manager erzeugen eine gepackte Desktopumgebungfür den Rollout an die Benutzer
VMwareACE Manager ACE Package
VMware ACE(Desktop)
End User’s PCIT Desktop Manager’s PC
VMware Assured Computing Environment “ACE”
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• Hosted (VMware Workstation und Server, MS-Produkte)
– Maximale Kompatibilität– Ist eine Applikation– niedrigerer (kein) Preis
• Native (ESX Server, XEN)– Maximale Performance– Kleinster Overhead– Dynamische Ressourcen
Steuerung– Virtual SMP
Plattform Produktarchitekturen
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Workstation und Server Architektur
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ESX Server Architektur
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Physical NICs
ProductionLANs
Management LAN
VirtualNICs
Netzwerk am Beispiel ESX
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Netzwerkkonfiguration
- jede VM ist im Netz eindeutig mit IP- und MAC-Adresse erreichbar
- der Host macht DHCP für VMs
- der Host macht NAT mit Portforwarding für VMs
-jede VM kann vollständig vom Netz isoliert werden
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• SAN Storage mit ESX Servern für– einfaches Verschieben von VMs (VMotion)– Disaster Recovery
– geclusterte Applikationen– Template Repository
SAN
traditionelle Umgebung VMware ESX Server mit VMFS Volumes
Local storage
ESX und SAN Storage
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• VMkernel kann mit NAS nicht arbeiten– VMkernel kennt kein NFS oder SMB *– NAS kann für Templates oder ISO-Images
benutzt werden
• VMkernel kann virtuelle Disks auf einem SAN benutzen– VM Storage ist für einfaches Management
zentralisiert– wird für Clustering zwischen VMs auf
unterschiedlichen ESX Servern benötigt
• VMkernel kann auch Raw LUNs auf einem SAN benutzen– wird für physical-to-virtual Clustering benötigt– sinnvoll für Zugriffe auf ein natives Filesystem
ohne Konvertierung in eine virtuelle Disk
* bis Version 2.x
ESX, NAS und SAN
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• VirtualCenter: ist ein Management FrontEnd zu ESX- und GSX-Servern und deren VMs– Windows Applikation mit Datenbank
(Access, MS SQL, Oracle)– Aufgaben *:
• zentrales Management aller VM Images • VMs werden von standardisierten Templates ausgerollt • Monitoring von Status und Performance der VMs• “Single-Point-Of-Control”
• VMotion: Migration laufender VMs von einem ESX-Server zu einem Anderen ohne Downtime
* ab Version 3.0 automatisches Verschieben, Loadbalancing
vManage Produkte
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ESX Server
ESX Server Remote Console
VirtualCenter
VMwareManagement
Interface (“MUI”)
Arbeiten mit virtuellen Maschinen
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• VMware P2V Assistant– Macht eine Momentaufnahme einer physikalischen Maschine – Überträgt diese in eine VMware VM
• für ESX Server, (GSX) Server oder Workstation
– Unterstützte Betriebssysteme:• Windows NT 4.0 >= SP4• Windows 2000 >= SP1• Windows Server 2003
vTool Produkt
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• Server Konsolidierung– Migration nicht ausgelasteter physikalischer Maschinen in
virtuelle Maschinen– geringere Wartungs- und Betriebskosten
• Disaster Recovery– VMs als preisgünstige Stand-By-Server für physikalische
Maschinen
• Testen und Entwicklung– Bereithalten von vorkonfigurierten VMs– geringere Wartungskosten für viele Testkonfigurationen
• Desktop Deployment– VMware ACE für abgesicherte und zeitlich begrenzte
Umgebungen
Lösungsszenarien für Virtualisierungs-Produkte
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Pro und Contra Virtualisierungen
Pro• Kosten:
• bessere Auslastung der Hardware
• schnelle Verfügbarkeit eines neuen Systems
• Flexibilität:
• Testsysteme
• Schulungssysteme
• Templates (Vorlagen)
• Administration:
• Ersatz von HW im Betrieb
• Backup im Betrieb
• Klonen im Betrieb
• ohne Risiko updaten
Contra• Ausfallrisiko:
• bei Ausfall der Hardware sind mehrere logische Systeme betroffen
• Komplexität:
• Administration flexibler aber nicht einfacher
• Sicherheit:
• Ist Hostsystem korrumpiert sind alle Gastsysteme betroffen
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