Virtualisierung mit Linux

Weniger ist mehr – Server-Virtualisierung im Rechenzentrum

 

Virtualisierung ist seit einigen Jahren im IT-Bereich ein Thema, das in regelmäßigen Abständen immer wieder als Revolution des Servermarktes gefeiert wird. Zwar hat sich der Blickwinkel immer wieder neu verändert – vom Ressourcensparen, höherer Flexibilität über die Kostenersparnis bis hin zur Möglichkeit, eine stromsparende „Green-IT“ aufzubauen – die Grundidee ist jedoch nach wie vor die gleiche geblieben. Auf einem einzelnen physikalischen Server mit einer entsprechenden Hardwareausstattung werden mehrere virtuelle Server betrieben. Inzwischen hat sich diese Technologie soweit im Markt durchgesetzt, dass sie nicht mehr nur ein Privileg großer Firmen mit ebenso großen IT-Abteilungen ist. Auch bei vielen mittelständischen Unternehmen kommt Virtualisierung bereits zum Einsatz.

Große Wachstumsquoten

Die wirtschaftliche Bedeutung des Themas Virtualisierung hat in den letzten Jahren deutlich an Fahrt aufgenommen. Dieser Trend wird sich nach einhelliger Meinung der Analysten auch in den kommen Jahren fortsetzen. So prognostiziert Gartner ein Wachstum des weltweiten Marktes für Software zur Server-Virtualisierung bis 2013 um jährlich 28 Prozent. Alleine 2009 soll der Umsatz mit solchen Software-Lösungen um 43 Prozent gewachsen sein. [1] Ebenso wächst die Zahl der Server, die mit einer integrierten Virtualisierungslösung ausgeliefert werden: Laut einer Untersuchung von IDC ist hier mit einem jährlichen Wachstum von 21 Prozent zu rechnen. 2009 hat die Zahl der virtuellen ausgelieferten Server die der physikalischen um 10 Prozent übertroffen, im Jahr 2013 soll sich dieses Verhältnis sogar auf 3:2 verschieben. [2]

Viele Vorteile

Die Server-Virtualisierung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen. Als Erstes werden meist die eher wirtschaftlichen Vorteile angeführt, die sich in einem konkreten Return on Investment (ROI) niederschlagen. Zu nennen sind hier Kosteneinsparungen durch weniger Hardware, geringerer Stromverbrauch, Reduzierung des Administrationsaufwandes oder weniger Platzbedarf im Rechenzentrum. Doch auch andere Vorteile können durch eine Virtualisierung der eigenen Server-Landschaft erreicht werden: Erhöhung der Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit der Systeme, mehr Flexibilität bei der Entwicklung und Einführung neuer Technologien, Plattform- und Hardwareunabhängigkeit und das schnelle Reagieren auf veränderte Marktsituationen. Virtualisierungslösungen verursachen aber auch Kosten, die je nach eingesetztem Produkt und Lizenzierungsmodell stark variieren können.

Ein weiterer aber oft nicht beachteter Punkt ist, dass Virtualisierung auch eine Alternative zu teuren Blade-Server sein kann, da durch die Server-Virtualisierung quasi ein Software-Blade entsteht, das weitaus kostengünstiger und flexibler als reale Blade-Server ist.

Unterschiedliche Ansätze

Für die Umsetzung der Server-Virtualisierung existieren verschiedene Lösungsansätze. [3] [4]

In der Komplettvirtualisierung wird für jedes installierte Gastsystem die komplette Hardware emuliert. Dadurch ist keine Anpassung des Gast-Betriebssystems notwendig und die emulierten Hardwareressourcen können flexibel angepasst und verändert werden. Nachteil dieser Technik ist jedoch, dass durch die Emulation je nach Lösung zwischen zwei und 25 Prozent der Systemleistung verloren gehen. Bei der Komplettvirtualisierung wird noch zwischen Hosted- und Hypervisor-Lösungen unterschieden. Die Hosted-Lösung benötigt ein Betriebssystem auf dem Server und wird dann darin installiert. Die Hypervisor-Lösung dagegen setzt direkt auf der Hardware auf und ist daher in punkto Geschwindigkeit den Hosted-Lösungen überlegen.

Bei der Paravirtualisierung greifen die Gastsysteme über eine Virtualisierungsschicht direkt auf die Hardware des Servers zu und teilen sich die vorhandenen Ressourcen. Dies erfordert jedoch eine Anpassung des Gast-Betriebssystems, was zur Folge hat, dass hauptsächlich Open-Source-Betriebssysteme wie Linux oder FreeBSD als Gastsysteme eingesetzt werden. Gleichzeitig ist das auch der größte Nachteil der Paravirtualisierung, da die Modifizierung proprietärer Betriebssysteme von deren Rechteinhabern meist nicht erlaubt wird.

Die Betriebssystemvirtualisierung stellt den Gastsystemen eine komplette Laufzeitumgebung des installierten Host-Betriebssystems zur Verfügung. Es muss so kein zusätzliches Betriebssystem gestartet werden, die Gastsysteme teilen sich gemeinsame Betriebssystemdaten. Dabei werden nur wenig Ressourcen verbraucht was es wiederum ermöglicht, eine große Zahl an virtuellen Maschinen (VM) parallel zu betreiben. Der Nachteil ist jedoch, dass die VMs vom Hostsystem abhängen, sprich in einer Betriebssystemvirtualisierung unter Microsoft Windows können auch nur Windows-Gastsysteme laufen.

Virtualisierung mit CoreBiz Virtual Server Base

CoreBiz Virtual Server Base ist eine Komplettvirtualisierung als Hypervisor-Lösung auf Basis von KVM. [5] Da die Hardware auf dem Host-System auf der Kernel-Ebene virtualisiert wird, müssen die Gast-Betriebssysteme nicht modifiziert werden. So kann neben freien Betriebssystemen wie Linux oder FreeBSD beispielsweise auch Microsoft Windows virtualisiert werden. Ein weiterer Vorteil der KVM-Lösung ist, dass durch die Virtualisierung im Kernel ein sehr geringer Overhead entsteht und sich so die Systemleistung der Gastsysteme nur minimal verringert. Zusätzlich erlaubt KVM das Durchreichen von PCI Geräten an einzelne Gast-Systeme. Für Netzwerkkarten beispielsweise bietet dieser direkte Zugriff erhebliche Performance-Vorteile.

Da sowohl die Virtual Server Base (VSB) als auch die Gast-Systeme im CoreBiz Directory registriert sind und ihre Konfiguration daraus zentral gesteuert wird, ist die Administration der virtuellen Maschinen stark vereinfacht. So ist zum Beispiel die PCI Hardware des VSB Host automatisch im LDAP inventarisiert und kann über die CoreBiz Managemant Console einfach einem Gast-System zugeordnet werden. Außerdem wird über das CoreBiz Directory der Betrieb von zwei Virtual Server Base Hosts als hochverfügbarer Cluster stark vereinfacht. Auch dieses Cluster wird, wie die einzelnen VMs, über die zentrale CoreBiz Management Console administriert und überwacht.

Da CoreBiz Virtual Server Base auf Linux basiert ist das Lizenzierungsmodell besonders attraktiv. Es entstehen keine zusätzlichen Kosten pro Prozessor oder virtualisierter Serverinstanz wie beispielsweise bei proprietären Konkurrenzprodukten. Durch die hohe Flexibilität und Geschwindigkeit ist eine auf Linux basierende Virtualisierungslösung als Basis-Infrastruktur für das Rechenzentrum ideal, da sie dem Systemadministrator erlaubt, jede beliebige Plattform darauf zu virtualisieren.

 

[1] Studie: Gartner Says Worldwide Virtualisation Software Revenue to Increase 43 Per Cent in 2009

[2] Virtualisierung krempelt den Server-Markt um - IDC-Studie

[3] Virtualisierung - Artikel aus der freien Enzyklopädie Wikipedia

[4] FAQ zu Virtualisierung auf computerwoche.de

[5] CoreBiz Virtual Server Base - Produktbeschreibung