Virtualization Schriftzug

Vereinfacht ausgedrückt ist Virtualisierung das Nachbilden von Hardware-Ressourcen durch Software-Implementierungen und wird insbesondere für das Bereitstellen von mehreren Server-Systemen auf einem Hardware-System genutzt. Obwohl ich mich in diesem Artikel auf die Virtualisierung von Server-Systemen konzentrieren werde, soll nicht unerwähnt bleiben, dass diese Prinzipien auch in den Bereichen der Netzwerktechnik und der Datenspeicherung und auch auf Clients immer stärker Einzug halten.

Unabdingbar für Virtualisierung sind Hypervisor, also die Software, mit der physikalische Schnittstellen (z.B. Netzwerkkarte oder Festplatte) emuliert, dass heißt nachgeahmt, werden. Kernel-based Virtual Machine, allgemein bekannt unter der Kurzform KVM, stellt dabei einen der führenden Hypervisor und auch den Standard in UCS dar. Neben KVM sind auch die Hypervisor Xen, VMWare vSphere und Microsoft HyperV auf Servern zu finden.

Datencenter Server

Vorteile von Virtualisierung

Einer der führenden Ansätze beim Planen von IT-Systemen ist das Trennen von Anwendungen auf mehrere Server. Neben einem Sicherheitsgewinn steht dabei vor allem die Wartung der Dienste im Vordergrund. z.B. können Neustarts und Updates im Rahmen eines Datenbank-Updates ohne Einfluss auf das Usermanagement durchgeführt werden, wenn beide getrennt sind. Da ein durchschnittliches Unternehmen jedoch über eine Vielzahl von Server-Anwendungen verfügt, würde eine Trennung der Dienste auf mehrere pysikalische Server zu einer Verschwendung von Ressourcen führen. Eine Virtualisierung ermöglicht es hier, dass mehrere virtuelle Maschinen, kurz VMs, mit ihren Anwendungen sich ein Hardware-System (oft als „Host“ bezeichnet) teilen.

Auch aus Sicht des Hardware Management gibt es Vorteile. Bei richtiger Konfiguration können virtuelle Maschinen zwischen verschiedenen Host-Systemen verschoben werden, ohne dass die VMs davon maßgeblich beeinflusst werden würden. Weiterhin bietet die Abstraktion durch die Virtualisierungsschicht den Vorteile, dass die Betriebssysteme unabhängig von der Hardware werden und so beispielsweise auch nicht mehr alle Treiber für die verwendete Plattform mitbringen müssen. So können ältere Betriebssysteme auch auf neuerer Hardware betrieben werden.

Auch im Rahmen von „Green-IT“ bietet Virtualisierung einige Vorteile. Durch das Gruppieren von Anwendungen auf einem Server können vorhandene Hardware Ressourcen besser ausgenutzt werden. So benötigen File-Server in der Regel die meisten Ressourcen tagsüber, wenn die Nutzer der IT Umgebung arbeiten und auf diesen Teil der Server-Ressourcen zugreifen. Berichtssysteme hingegen können die meisten von ihnen durchgeführten Kalkulationen auch nachts durchführen. Wenn diese beide Dienste sich einen Server teilen, kann die Hardware optimal ausgenutzt werden.

Management von Virtualisierungsinfrastruktur

libvirt-logoDie Grundregel, dass mit der Zahl der Server auch die Komplexität der Administration steigt, gilt natürlich auch für virtuelle Server. Da die Zahl der Server aber nicht durch die Hardware begrenzt ist, gewinnt ein integriertes Managementsystem an Wichtigkeit. Dabei unterscheiden sich VMs in der Administration nicht von physikalischen Servern. Die meisten Hypervisor-Implementierungen bringen zwar ihre eigenen Kommandozeilen-Tools zur Administration mit, lassen sich aber auch über eine Vielzahl von weiteren Tools, wie z.B. Univention Virtual Machine Manager (UVMM), steuern. Libcloud und libvirt stellen für viele dieser Tools das Backend bereit.

Virsh

Eines der bekanntesten Werkzeuge ist „virsh“. Dieses erlaubt die Verwaltung von virtuellen Maschinen und Storage Instanzen auf allen von Libvirt unterstützten Hypervisoren. Die wichtigsten Befehle sind dabei:

  • Anzeigen aller laufenden virtuellen Maschinen:
    virsh list
  • Anzeigen aller virtuellen Maschinen:
    virsh list --all
  • Starten einer virtuellen Maschine:
    virsh start \<Name der VM\>
  • Stoppen einer virtuellen Maschine (dies beendet die VM, wie das ziehen des Stromkabels)
    virsh destroy \<Name der VM\>
  • Löschen einer virtuellen Maschine:
    virsh undefine \<Name der VM\>
  • Erstellen einer neuen virtuellen Maschine:
    virsh define \<XML Datei\>

Die Definitionsdatei zum Erstellen der VM enthält alle Informationen, die der Hypervisor braucht. Unter anderem sind dies die Zahl der virtuellen Prozessoren sowie die Festplatten und welche Netzwerkports genutzt werden sollen.

Festplatten werden in der Regel als Datei des Hostsystems abgelegt, entweder auf einem lokalen Datenträger oder auf einem Netzlaufwerk. Im einfachsten Fall handelt es sich um eine „raw“ Datei, die vor dem Erstellen der VM mit folgenden Befehl erstellt werden kann:

qemu-img create -f raw \<Disk Name>.img \<Größe\>

Fazit

Die Vorteile von Sever Virtualisierung liegen auf der Hand. Durch die Reduzierung der Zahl der physischen Server können nicht nur Hardware- und Energiekosten gespart, sondern IT Umgebungen auch schneller den aktuellen Anforderungen entsprechend skaliert werden. Gleichzeitit reduziert Virtualisierung, wenn richtig konzeptioniert, Administrationsaufwände und vermindert Sicherheitsriskiken.

Diese Effekte können jedoch nur komplett ausgenutzt werden, wenn es, neben einer guten Planung, auch ein effektives Management der virtualisierten Server und der gesamten Umgebung gibt.

Ich hoffe, dass ich Ihnen einige nützliche Hinweise zu der Thematik geben konnte, und stehe Ihnen natürlich gerne für weitere Fragen zur Verfügung, die Sie gerne als Kommentare zu diesem Blogbeitrag formulieren können.

Weitere Informationen

Neben der UCS Dokumentation hat auch die Libvirt Dokumentation viele hilfreiche Informationen .

UCS Core Edition jetzt kostenfrei einsetzen!

Zum Downloadbereich

Kevin Dominik Korte studierte Informatik an der Jacobs University Bremen und schloss 2011 mit einem Master of Science ab. Anschließend arbeitete er zwei Jahre im Professional Services Team von Univention. Seit Oktober 2013 ist er President of Univention North America Inc. und für die Geschäftsentwicklung in den USA verantwortlich.

Was ist Ihre Meinung? Hinterlassen Sie einen Kommentar!

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.