Definition

Was ist vSphere?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Andreas Donner

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

vSphere ist eine Virtualisierungslösung der Firma VMware. Mit ihr lassen sich Server und komplette Rechenzentren vollständig virtualisieren und moderne Cloud-Computing-Infrastrukturen schaffen. Die Virtualisierung basiert auf ESX/ESXi-Hypervisoren und umfasst Ressourcen wie CPU, Speicher und Netzwerkverbindungen.

VMware vSphere ist eine leistungsfähige Virtualisierungslösung. Sie besteht aus mehreren einzelnen Software-Produkten und stellt eine vollständige Virtualisierungsplattform für einzelne Server und komplette Rechenzentren zur Verfügung. Es lassen sich moderne Cloud-Infrastrukturen schaffen, in denen Ressourcen wie CPU, Speicher und Netzwerkverbindungen den virtuellen Maschinen flexibel zugeteilt werden können. Die Software wird vom Unternehmen VMware Inc. entwickelt und vertrieben.

Technisch basiert die Virtualisierung auf einem Hypervisor Typ 1, auch Bare-Metal-Hypervisor oder native Hypervisor genannt. Die Bezeichnung des Hypervisors von VMware lautet ESXi. In älteren vSphere-Versionen standen zwei Hypervisor-Varianten ESX und ESXi zur Verfügung. Neben dem Hypervisor ESXi ist das VMware vCenter eine zentrale Komponente der Virtualisierungslösung. Sie gestattet die Verwaltung der virtuellen Infrastruktur inklusive virtueller Maschinen, CPUs, Datastores, Netzwerken, Cluster und Datacenter.

Mit VMware vCenter entsteht eine einheitliche, dynamisch gestaltbare Betriebsumgebung. vSphere ist in verschiedenen Editionen wie Standard, Enterprise oder Platinum mit unterschiedlichem Funktions- und Leistungsumfang erhältlich. Eine kostenlos verfügbare Version nennt sich VMware vSphere Hypervisor und ist in ihren Funktionen sehr limitiert. Die Virtualisierungslösung von VMware steht in Konkurrenz mit Produkten anderer Hersteller wie Hyper-V von Microsoft oder Xen von Citrix.

Allgemeine Grundlagen der Virtualisierung und virtueller Maschinen

Virtualisierungslösungen wie VMware vSphere mit den Hypervisoren ESX/ESXi, Citrix Xen oder Microsoft Hyper-V erzeugen virtuelle Maschinen (VMs), die vom Hostsystem und untereinander logisch abgeschottet sind. Auf einem Hostsystem lassen sich viele verschiedene Gastsysteme mit unterschiedlichen Betriebssystemumgebungen installieren.

Das Betriebssystem oder die Anwendungen einer virtuellen Maschine verhalten sich aus Anwendersicht, als wären sie direkt auf einem physischen Rechner installiert. Zur Verwaltung und Zuteilung der Hardwareressourcen wie CPU-Leistung, Arbeitsspeicher, Speicherplatz und Netzwerkverbindungen kommen in der Regel so genannte Hypervisoren zum Einsatz. Sie erzeugen eine zwischengeschaltete Abstraktionsschicht und lassen sich in Typ-1- oder Typ-2-Hypervisoren unterscheiden.

Ein Hypervisor vom Typ 1, auch als native Hypervisor oder Bare-Metal-Hypervisor bezeichnet, wie ESX/ESXi von vSphere kommuniziert direkt über eigene Treibersoftware mit der Hardware des Hostsystems. Betriebssysteme sind oberhalb des native Hypervisors installiert und verfügen über keinen direkten Zugriff auf die Hardwareressourcen des Hosts. Hypervisoren vom Typ 2 sind oberhalb des Host-Betriebssystems installiert und nutzen dessen Hardwaretreiber. Oft werden Hypervisoren auch als Virtual Machine Monitor (VMM) bezeichnet.

Die zentralen Softwarekomponenten ESXi und VMware vCenter Server

Zentrale Komponenten der Virtualisierungslösung vSphere sind ESXi und der VMware vCenter Server. Die Abkürzung ESXi steht für "Elastic Sky X integrated". Bis zur vSphere Version 5.0 war die Software mit zwei Typ-1-Hypervisoren verfügbar. Sie konnte sowohl mit dem schlanken ESXi-Hypervisor als auch mit dem ESX-Hypervisor mit eigenem Konsolenbetriebssystem installiert werden. Aktuelle Versionen beinhalten nur noch den ESXi-Hypervisor.

Mithilfe von ESXi lassen sich virtuelle Maschinen betreiben und konfigurieren, Betriebssysteme installieren und Anwendungen ausführen. Der Hypervisor ist direkt auf dem physischen Host-System installiert und hat unmittelbaren Zugriff auf dessen Ressourcen. Er kann Ressourcen partitionieren und sie den Gastsystemen zuteilen. Die ESXi-Software ist sehr schlank und verbraucht selbst nur wenig Ressourcen.

Beim vCenter Server handelt es sich um eine Softwarekomponente, die als zentrale Administrationsplattform für ESXi-Hosts fungiert. Der vCenter Server läuft als ständiger Dienst im Hintergrund und stellt Services zur Überwachung der Leistung, Steuerung von Zugriffen und Konfiguration zur Verfügung. Benutzer greifen über Clients oder den Webbrowser auf den vCenter Server zu. Der Server benötigt Netzwerkzugriff auf alle zu verwaltenden Hosts. Zur Datenablage nutzt der vCenter Server eine integrierte oder externe Datenbank (Oracle oder MS SQL).

Die virtuellen Maschinen einer vSphere-Umgebung sind in Verzeichnissen so genannter Datastores abgelegt. Genutzte Dateitypen sind *.vmx-Dateien für Konfigurationsdaten und *.vmdk-Dateien für virtuelle Festplatten. Datastores können auf physischen Festplatten oder verteilten Netzwerkspeichern abgelegt sein. Als Dateisystem kommt das robuste und clusterfähige VMFS zum Einsatz.

Die Funktionen und Einsatzmöglichkeiten der Virtualisierungslösung vSphere

vSphere ist eine komplette Virtualisierungsplattform und bietet zahlreiche Funktionen und Einsatzmöglichkeiten. Die Software lässt sich nutzen um:

  • den Rechenzentrumsbetrieb zu konsolidieren
  • vorhandene Ressourcen effizienter zu nutzen
  • hohe Performance für kritische Anwendungen bereitzustellen
  • Cloud-Umgebungen zur realisieren (Private Cloud, Public Cloud und Hybrid Cloud)
  • Plattformen für Big-Data-Anwendungen bereitzustellen
  • Infrastrukturen abzusichern
  • moderne Umgebungen für Container-basierte Anwendungen zu schaffen
  • und vieles mehr

vSphere gestattet das Verschieben virtueller Maschinen im laufenden Betrieb und bietet Funktionen wie Recovery, Rollback oder Patching. Mit der Snapshot-Funktion lassen sich Zustände virtueller Maschinen einfrieren und zu einem späteren Zeitpunkt wiederherstellen. Eine wichtige Funktion von vSphere ist High Availability (HA). Die Funktion startet bei einem Ausfall eines Hosts die auf diesem laufenden virtuellen Maschinen automatisch auf einem anderen Host und sorgt so für deren maximale Verfügbarkeit. Wichtige Systeme lassen sich per Fault Tolerance (FT) clustern.

Vorteile durch den Einsatz von vSphere

Die wichtigsten Vorteile von VMware vSphere sind:

  • horizontale und vertikale Skalierungsmöglichkeiten
  • hohe Verfügbarkeit
  • flexible Infrastruktur
  • beschleunigte Umstellung auf Cloud Computing
  • Unterstützung verschiedener Cloud-Modelle
  • hohe Performance
  • optimale Nutzung der Rechnerressourcen
  • hohes Sicherheitsniveau
  • Senkung der IT-Infrastrukturkosten

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