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Die Basisplattform für das Management virtualisierter Serverumgebungen im Rechenzentrum Im Test: Vmware Infrastructure 3.5 Virtualisierungslösung für höchste Ansprüche

Autor / Redakteur: Götz Güttich / Ulrich Roderer

Vmware ist derzeit der führenden Anbieter von Virtualisierungssoftware. Die Virtual Infrastructure stellt eindeutig das Flagschiff des Unternehmens dar. Sie besteht aus mehreren unterschiedlichen Komponenten. DataCenter-Insider hat eine solche virtuelle Infrastruktur eingerichtet und getestet, was bei der Arbeit damit zu beachten ist.

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Der ESX-Server von Vmware ist eindeutig das Herzstück der Virtual Infrastructure. Das Produkt stellt – ähnlich wie der Vmware Server oder der Virtual Server von Microsoft – virtuelle Maschinen im Netz bereit. Im Gegensatz zu den beiden genannten Produkten kommt der ESX-Server aber ohne Host-Betriebssystem aus, muss also nicht in einer bestehenden Betriebssystemumgebung installiert werden. Er verfügt über ein eigenes Betriebssystem, dass die Leistung virtueller Maschinen (VMs) optimiert. Vor der Installation des ESX-Servers müssen die IT-Verantwortlichen allerdings sicher stellen, dass die von ihnen verwendete Hardware auch mit dem ESX-Server zusammenarbeitet.

Anders als bei Mainstream-Betriebssystemen wurde die Hardwareunterstützung des ESX-Servers nämlich nicht besonders umfassend ausgelegt, deshalb ist ein Blick Kompatibilitätsliste zwingend.

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Der Virtual-Center-Server kann im laufenden Betrieb mehrere ESX-Server verwalten. Er stellt die Basis da für weitergehende Vmware-Management-Lösungen wie den Distributed Ressource Scheduler (DRS), High Availibility (HA) und Vmotion.

Für den Test setzten wir einen ESX-Server auf, der auf einem Fujitsu Siemens Primergy RX3000 S3 mit Dual-Quad-Core-Xeon-CPUs lief. Den Virtual-Center-Server installierten wir auf einem Server mit einen Xeon-Prozessor, acht GByte RAM und eine 500 GByte große Festplatte. Die testinstallation umfasste zudem ein Intel Storage System vom Typ SSR212MC2 als Speicherserver. Wir konfigurierten letzteres als iSCSI-Lösung für Vmware. Der Microsoft SQL Server 2000 mit Service Pack 4 wurde auf dem gleichen System installiert wie der Virtual-Center-Server.

Setup

Um Virtual Infrastructure zu installieren müssen IT-Mitarbeiter drei Komponenten ESX-Server, Datenbank und Virtual Center installieren. Es kommen aber auch noch einige andere Bestandteile hinzu, nämlich der so genannte Virtual Infrastructure Client (VI Client) und ein Lizenz-Server, der wie Virtual Center unter Windows läuft. Beim VI Client handelt es sich um eine Windows-Software zum Verwalten der Virtual-Center- und ESX-Server-Hosts und zum Arbeiten mit VMs. Der genannte Client steht den Anwendern jederzeit über das Web-Interface der Virtual-Center- oder ESX-Server-Hosts zum Download zur Verfügung.

Virtual Center setzt als Host-Betriebssystem den Windows Server 2000 mit Service Pack 4 und Update Rollup, Windows XP mit Service Pack 2, Windows Server 2003 mit Service Pack 1 (nicht die 64-Bit-Version) und Windows Server 2003 R2 voraus. In der Praxis stellt es kein Problem dar, auf dem Virtual-Center-System gleich auch die Datenbank zu installieren, in diesem Fall müssen die Administratoren aber zusätzliche Ressourcen bereitstellen. Laut Vmware soll es übrigens eine elegante Lösung sein, den Lizenzserver ebenfalls auf dem gleichen Host einzurichten, wie das Virtual Center.

Der ESX-Server läuft auf einem Dual-Prozessor-System mit Intel-Xeon- oder AMD-Opteron-CPUs, die eine minimale Taktfrequenz von 1,5 GHz haben müssen. Es ist auch möglich, den Server auf Hardware mit Intel-Viiv- oder AMD-A64-x2-Dual-Core-CPUs zu betreiben, vorausgesetzt auch diese arbeiten mit einer Taktfrequenz von mindestens 1,5 GHz. Abgesehen davon benötigt der ESX-Server ein GByte RAM, einen Netzwerkanschluss und genügend Speicherkapazität auf der Festplatte.

Der VI Client unterstützt die 32-Bit-Versionen der Betriebssysteme Windows 2000 Service Pack 4 mit Update Rollup, Windows XP Service Pack 2, Windows Server 2003 Service Pack 1, Windows Server 2003 R2, Windows Vista Business und Windows Vista Enterprise. Darüber hinaus benötigt er das Dotnet-Framework 2.0 und eine CPU mit mindestens 266 MHz Taktfrequenz, 256 MByte Arbeitsspeicher, Netzwerkzugang und 150 MByte Speicherkapazität auf der Festplatte.

Um das System aufzusetzen, müssen die IT-Verantwortlichen zuerst die Datenbank vorbereiten. Die SQL-Server-2005-Express-Edition, die Vmware für kleinere Installationen mit bis zu fünf Hosts und maximal 50 virtuellen Maschinen empfiehlt, gehört bereits zum Lieferumfang des Produkts. Abgesehen davon kommuniziert die Software auch mit Oracle und dem Microsoft-SQL-Server-2005 mit Service Pack 1.

Für die Inbetriebnahme der Datenbank stellten wir zunächst eine ODBC-Verbindung zum SQL-Server her. Die Vmware-Software unterstützt die Verwendung der Master-Datenbank in Verbindung mit dem Virtual Center nicht, deswegen erzeugten wir zunächst eine neue Datenbank und legten dann einen Datenbankbenutzer mit Database-Operator-Rechten an. Dessen Konto erhielt außerdem eine db_owner-Rolle für die MSDB- und die Virtual-Center-Datenbanken. Die db_owner-Rolle für die MSDB-Datenbank ist nur während der Installation erforderlich, die zuständigen Mitarbeiter können sie folglich nach dem Setup ohne Schwierigkeiten wieder entfernen.

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Um das Setup der Virtual Infrastructure durchzuführen, liefert Vmware die „Vmware Infrastructure Management Software CD“ aus. Diese umfasst neben dem Virtual-Center-Server den VI Client, das Dotnet-Framework von Microsoft, den SQL-Server-2005-Express von Microsoft, den Lizenzserver und zwei optionale Komponenten, nämlich den Vmware Update Manager sowie den Vmware Converter Enterprise. Ersterer übernimmt die Sicherheitsüberwachung und den Patch-Support für ESX-Server-Installationen und der zweite wandelt physikalische Installationen in virtuelle Maschinen um.

Beim Einspielen des Virtual Centers sollten die Administratoren als Zielhost einen Server wählen, der Domänenmitglied ist, da die Lösung auf einem Rechner, der als Workstation-Mitglied arbeitet, nicht alle vorhandenen Systeme erkennt. Die ESX-Server im Netz müssen außerdem dazu in der Lage sein, die DNS-Adresse des Virtual-Center-Systems richtig aufzulösen. Wenn die zuständigen Mitarbeiter im Rahmen der Installation keinen Lizenzserver im Netz angeben, so spielt die Installationsroutine automatisch einen ein. Ansonsten ergaben sich im Test keine Schwierigkeiten beim Setup, der Wizard fragt im Wesentlichen nach den einzuspielenden Komponenten, dem Datenbank-Server, der eingesetzten Lizenz, den Port- und Proxy-Informationen für die Datenkommunikation und dem Installationspfad. Danach läuft das Setup durch.

Zum Einrichten des ESX-Servers müssen die IT-Mitarbeiter die Setup-CD in ein entsprechendes Laufwerk auf dem ausgewählten Server einlegen und das System dann von dieser starten. Ein Installations-Wizard hilft ihnen dann beim Setup. Der genannte Wizard fragt vor allem nach der Tastaturbelegung, den Daten für die Partitionierung, dem Installationsort für den Boot-Manager und den Kernel-Parametern, die das System benutzen soll. Abgesehen davon möchte er auch noch die Netzwerkeinstellungen wissen, und zwar mit Hostname und IP-Adresse. Die Konfiguration der Zeitzone, des Root-Passworts und die Präsentation einer Zusammenfassung der Setup-Einstellungen schließen die Installationsroutine ab. Danach läuft das Setup durch.

Konfiguration

Nach dem Abschluss der Installation setzten wir auf unserer Arbeitsstation unter Windows XP Service Pack 2 den VI Client auf und stellten eine Verbindung zum Virtual-Center-Host her. Nachdem wir uns erfolgreich eingeloggt hatten, legten wir über „Inventory / Hosts and Clusters / New Datacenter“ zunächst ein virtuelles Rechenzentrum an und fügten diesem dann unseren ESX-Server hinzu. Dazu müssen die Verantwortlichen erst einmal die Zugriffsrechte der Anwender auf den jeweiligen Server definieren und können den ESX-Server dann über „New Host“ einrichten. Dabei benötigt das System neben dem Namen des Servers auch die Zugriffsdaten eines Kontos mit administrativen Berechtigungen.

Nachdem diese Schritte durchgeführt waren, standen uns im Test alle Funktionen der Umgebung zur Verfügung. Der VI Client kommt als MMC-Snapin daher, es findet sich also auf der linken Fensterseite eine Baumstruktur, die die integrierten ESX-Server anzeigt, während die eigentlichen Konfigurationsarbeiten im Hauptfenster auf der rechten Seite ablaufen.

Außerdem existiert noch eine Menüzeile, die den Nutzern Gelegenheit bietet, neue virtuelle Maschinen und sogenannte „Ressource Pools“ anzulegen, Diagnosedaten zu sichern, Host- und Leistungsreports zu generieren, Timeouts zu definieren, Zugriffsrechte festzulegen, das System neu zu starten oder herunterzufahren und ähnliches.

Am unteren Bildschirmrand zeigt die Software ein Log mit den zuletzt durchgeführten Aufgaben an. Die Struktur der Lösung ist demzufolge außerordentlich übersichtlich.

Bei der Arbeit mit dem VI Client kommen zwei unterschiedliche Modi zum Einsatz, nämlich die Inventory- und die Admin-Ansicht. Wir gehen an dieser Stelle zunächst auf die Inventory-View ein. Diese umfasst einen Übersichtspunkt namens „Summary“, der tiefgehende Informationen zum aktuell verwendeten ESX-Server anzeigt. Dazu gehören unter anderem Herstellerdaten sowie Details über die eingesetzten Prozessoren, die Netzwerkanschlüsse, die aktiven Tasks und die VMs.

Der Punkt „Commands“ gibt den Benutzern die Möglichkeit, neue VMs und neue Ressource-Pools anzulegen. Das Einrichten der virtuellen Maschinen läuft dabei über einen Wizard ab, der zunächst einen Namen für die neue Virtual Machine haben möchte und dann wissen will, in welchem Datenspeicher die Dateien der VM landen sollen. In unserem Test verwendeten wir den Storage-Server als Speicherziel. Anschließend möchte der Assistent das einzuspielende Betriebssystem, die Zahl der verwendeten virtuellen Prozessoren, die Größe des Arbeitsspeichers und die zu benutzende Netzwerkverbindung wissen.

Jetzt geht es an die Konfiguration der IDE- und SCSI-I/O-Adapter und die Definition einer virtuellen Festplatte. Damit schließt der Assistent. Das gesamte Vorgehen läuft demzufolge so ähnlich ab, wie vom Vmware-Server oder von Vmware-Workstation her bekannt.

Ressource Pools

Mit „Ressource Pools“ haben die IT-Mitarbeiter die Option, bestimmte Bestandteile des Host-Systems wie etwa CPU-Leistung oder auch Arbeitsspeicher in Pools zusammenzufassen und diese anschließend dynamisch bestimmten VMs zur Verfügung zu stellen. Dank dieses Ansatzes passen die Administratoren die im Server vorhandenen Ressourcen genau an die Bedürfnisse der in den Virtual Machines laufenden Applikationen an.

Im Test traten dabei keine Schwierigkeiten zu Tage. Abgesehen davon existiert an dieser Stelle des Administrationstools auch die Möglichkeit, den Rechner herunterzufahren, neu zu starten oder in den Maintenance-Modus zu versetzen. In diesem Modus lässt der Server nur die Konfiguration des Hosts und nicht den Betrieb von VMs zu. Abgesehen davon gehört noch eine Übersicht mit Informationen zu CPU-Last, Netzwerken, Speicherbelegung und ähnlichem zum Funktionsumfang des genannten Bereichs.

Schaltzentrale

Das Herzstück des ESX-Servers ist ohne Zweifel das Konfigurationsmenü für die virtuellen Maschinen. Dieses enthält eine Liste der vorhandenen VMs mit Leistungsübersicht und der Option der Vergabe von Zugriffsrechten auf die jeweilige Virtual Machine. Dazu kommen noch Dialogfelder zum Modifizieren der Settings der VM (wie Zahl der CPUs, CD-Laufwerke, Festplatten, Netzwerk oder Speicher), Punkte zum Hoch- und Runterfahren der virtuellen Maschinen und ähnliches. Mittels „Ressource Allocation“ können die Administratoren den VMs bestimmte Kapazitäten wie CPU- oder Arbeitsspeicher zuweisen. Die Leistungsübersicht präsentiert im Gegensatz dazu eine grafische Übersicht über die Prozessorlast.

Mittels „Configuration“ stellen die IT-Mitarbeiter sämtliche sonst relevanten Parameter wie beispielsweise Hyperthreading ein. Darüber hinaus integrieren sie hier auch Speicherkomponenten via SCSI, SAN und NFS. Zur Konfiguration der Speicherkomponenten gehört auch eine Übersicht, die Auslastung, das verwendete Dateisystem und ähnliches umfasst. Die nächsten Punkte im Konfigurationsmenü übernehmen das Einrichten der virtuellen Netzwerke mit virtuellen Switches, die die Kommunikation der VMs untereinander und mit der Außenwelt abwickeln. Außerdem findet an gleicher Stelle die Administration der Speicheradapter statt. Was die Speichergeräte angeht, so unterstützt der ESX-Server neben den von uns verwendeten iSCSI-Systemen auch RAID-Lösungen.

Im Anschluss geht es an die Administration der Netzwerkadapter (mit IP-Adresse und Verbindungsgeschwindigkeit) und der lizenzierten Funktionen.

Unter „DNS and Routing“ geben die Administratoren Systemnamen, Gateway, Domäne und DNS-Server an. Im Gegensatz dazu haben sie unter „Virtual Machine Startup and Shutdown“ die Option, für das Hoch- und Herunterfahren einzelner virtueller Maschinen Verzögerungszeiten einzurichten. Das ergibt zum Beispiel Sinn, wenn die IT-Verantwortlichen verhindern möchten, dass nach einem System-Reboot alle VMs versuchen, gleichzeitig zu starten und so den ganzen Server vorübergehend lahm legen. Im Test bewährte sich die genannte Funktion sehr.

Die letzten Punkte der VM-Konfiguration dienen zum Anpassen der Firewall-Regeln, zum Überarbeiten der Ressource-Allocation sowie zum Aufrufen des Advanced-Settings-Dialogs, der unter anderem Konfigurationsmöglichkeiten für NUMA, das IRQ-Routing und SCSI-Timeouts enthält.

Zusätzlich zu den genannten Features erhalten die IT-Verantwortlichen in der Inventory-Sicht auch noch Gelegenheit, Benutzer und Gruppen einzusehen, die Event-Liste anzuzeigen und einzelnen Usern und Groups die Rechte „Administrator“, „Read Only“ und „No Access“ zuzuweisen.

Für den Administrator

In der „Admin-View“ haben die zuständigen Mitarbeiter Zugriffsmöglichkeiten auf die einzelnen System-Log-Dateien. Dazu gehören „/var/log/messages“, „var/log/vmware/hostd.log“, „/var/log/vmkernel“, „/var/log/vmksummary.txt“ und „/var/log/vmkwarning“. An gleicher Stelle lassen sich auch die so genannten Roles, also die Gruppen mit Administrator-, Read-Only- und No-Access-Rechten anzeigen, und zwar mit den jeweils dazugehörenden Benutzer-Accounts. Diese Roles dienen übrigens nicht nur zum Regeln des Zugriffs auf die virtuellen Maschinen, sondern sichern auch andere Objekte des ESX-Servers ab, wie zum Beispiel Netzwerke, virtuelle Rechenzentren, Alarme oder Einzelressourcen wie „Create Pool“.

Wählt ein IT-Mitarbeiter im Baum eine der der VMs aus, so erhält er die Gelegenheit, sich eine VM-bezogene Übersicht über Speicher, CPU-Last, IP-Adresse, den Status der Vmware-Tools und vergleichbares zu Gemüte zu führen. Die Vmware-Tools übernehmen die Aufgabe, innerhalb der Virtual Machine den Netzwerkdurchsatz, die Grafikleistung und ähnliches zu verbessern. Punkte zum Darstellen einer Leistungsgrafik sowie einer Event-Liste runden gemeinsam mit einer Option zum Anpassen der Zugriffsrechte auf die VM den Leistungsumfang des VI Clients ab.

Fazit

Die Installation und Konfiguration der Virtual Infrastructure sollte – kompatible Hardware vorausgesetzt – keinen IT-Fachmann vor unüberwindliche Schwierigkeiten stellen. Der Leistungsumfang der Software überzeugt ebenfalls, vor allem in Bezug auf die Ressourcenzuweisung zu den virtuellen Maschinen. Administratoren, die bereits mit anderen Produkten von Vmware gearbeitet haben, werden im Betrieb kaum Schwierigkeiten mit dem System haben, da die Administration im Prinzip ähnlich abläuft wie bei den anderen Lösungen. In vielen Fällen wird es sich deshalb auszahlen, dass der Hersteller den Vmware Server kostenlos abgibt. Die Vmware Infrastructure konnte auf jeden Fall im Test voll überzeugen.

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