Servervirtualisierung Eine Revolution für KMU-Kunden

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1 Whitepaper Servervirtualisierung Eine Revolution für KMU-Kunden

2 Einführung Servervirtualisierung ist nichts Neues in der IT-Welt, und schon so mancher Datacenter- und Enterprise-Kunde hat in der Presse mit beeindruckenden Erfolgen von sich reden gemacht. Größere Unternehmen haben mit extremen logistischen und finanziellen Problemen aufgrund von unkontrollierter Server-Ausbreitung und zu hohen Kosten für Energie, Kühlung und Support zu kämpfen. Servervirtualisierung bietet Lösungen für diese Probleme. Sie kann Test- und Entwicklungsumgebungen transformieren und gleichzeitig Methoden für Geschäftskontinuität und Disaster Recovery radikal ändern. Wie sieht es aber bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMUs) aus, bei denen das Datacenter nicht viel mehr ist als ein IT- Schrank mit einer Handvoll Server und einer bunten Sammlung von Netzwerkkomponenten, Backup-Lösungen und unklaren Abläufen? Marktdefinition Kleinunternehmen 5 75 Benutzer Mittelständische Unternehmen Benutzer Einfach ausgedrückt bezeichnet Servervirtualisierung die Fähigkeit, mehrere Betriebssysteme gleichzeitig auf derselben Hardware- Plattform auszuführen. In den meisten Fällen werden von einem einzigen Betriebssystem bzw. einem Satz installierter Anwendungen vielleicht 10 % der verfügbaren Prozessorleistung und Ressourcen moderner Hardware-Plattformen genutzt. Das ist eine große Investition in Hardware, die keinerlei Zweck erfüllt. Physische Welt Virtualisierte Welt Herkömmliche x86-architektur Alte Regel: Max. eine Anwendung pro Server ausführen, da bei einem Absturz auch Betriebssystem oder Server ausfallen. Normale Hardware-Auslastung unter 8 % Virtualisierung Neue Regel: Es können mehrere Anwendungen pro Server ausgeführt werden, da Betriebssystem/ Anwendungen voneinander getrennt sind. Normale Hardware-Auslastung 80 % Abbildung 1. Virtualisierungsarchitektur In einer virtuellen Serverumgebung kann ein Softwarepaket (ein Hypervisor) Hardware-Ressourcen virtuellen Maschinen zuweisen. Statt 5 Server mit jeweils 10 % Auslastung zu betreiben, kann ein einziger Server mit einer höheren Auslastung eingesetzt werden. Virtualisierung reduziert nicht nur die Anzahl erforderlicher Server, sondern steigert auch die Flexibilität. Je nach Bedarf können virtuelle Maschinen ohne Unterbrechung oder Ausfälle hinzugefügt oder entfernt werden. Grob gesagt werden durch Servervirtualisierung Hardware und Prozessorleistung voneinander getrennt, sodass Administratoren beide unabhängig verwalten und anpassen können. Eine virtualisierte Infrastruktur besteht aus fünf Hauptkomponenten: Software (Virtualisierungssoftware wie VMware, Hyper-V oder XenServer) Server-Hardware (eine Standard-1U-Plattform wie Dell, HP, IBM oder ein Bladeserver) Storage (vernetzt, vorzugsweise mit sowohl NAS- als auch SAN-Funktionalität) Switches (1GE- oder 10GE-Netzwerk, verwaltet für optimale Datenverkehrssteuerung) Sicherheit (Schutz vor externen Eindringlingen und umfassenden Unterbrechungen des Datenverkehrs) 2

3 Funktion Serverkonsolidierung Dynamische Bereitstellung Auslastungsverwaltung Auslastungsisolierung Produktion und Test gemischt Betriebssysteme/Versionen gemischt Kostengünstige dedizierte Server Storage und Prozessorleistung getrennt Nutzen Bessere Ressourcenauslastung, geringerer Energieverbrauch, weniger Kühlungsaufwand Größere Flexibilität für Anwendungen und Storage Verbesserte Quality of Service (QoS) Höhere Verfügbarkeit/Sicherheit (bei einem Absturz keine Beeinträchtigung anderer Komponenten) Risikofreies Testen neuer Funktionen/Komponenten Keine dedizierten Server mehr für veraltete Systeme oder Anwendungen Einrichten von VMs bei Bedarf ohne Neuanschaffung oder -einrichtung Hinzufügen und Entfernen von Kapazität und Servern bei Bedarf Tabelle 1. Funktionen/Nutzenübersicht Software (Hypervisoren) In der Welt der Hypervisoren gibt es drei Hauptakteure: VMware, Microsoft und Citrix. Ein Hypervisor erlaubt die Einrichtung mehrerer virtueller Maschinen auf derselben Hardware-Plattform und bietet eine Verwaltungsschnittstelle zwischen jedem virtualisierten Betriebssystem und der CPU, dem Speicher sowie E/A-Ressourcen (z. B. Netzwerk und Storage). In einer KMU-Umgebung erlauben kostenfreie Hypervisoren mit eingeschränkter Skalierbarkeit einen finanziell schmerzfreien Umstieg, und zukünftiges Wachstum ist mithilfe von lizenzierten Funktionsaktualisierungen möglich. Erweiterte Angebote umfassen Optionen für Planung, Migration, Verwaltung und Steuerung der gesamten virtualisierten Infrastruktur. Software- und Hardware-Tools von Drittanbietern sorgen möglicherweise für stabile Redundanz, kurze Wiederherstellungszeiten und präzise Wiederherstellungspunkte. In diesem Zusammenhang ist kostenfrei keineswegs mit schwach gleichzusetzen. Selbst die einfachsten Hypervisoren eignen sich für KMU- Kunden, und erschwingliche Lösungen können Herausforderungen in Bezug auf Geschäftskontinuität, Datensicherung/-wiederherstellung und Disaster Recovery begegnen. Virtuelle Maschinen revolutionieren häufig Disaster Recovery, da sie als Dateien gepackt und für einfache Disaster Recovery offsite kopiert werden können (siehe Diagramm unten). Abbildung 2. ReadyNAS -Replikation 3

4 Anbieter VMware Microsoft Citrix Produkt ESX ESXi Server Windows Hyper-V R2 Hyper-V R2 XenServer Version Kosten Gebühren Kostenfrei Kostenfrei Kosten für Betriebssystem Kostenfrei Kostenfrei Format der virtuellen Festplatte VMDK VMDK VMDK VHD VHD VHD NFS-Unterstützung Ja Ja Abhängig vom Host-BS Nein Nein Ja iscsi-unterstützung Ja Ja Abhängig vom Host-BS Ja Ja Ja Snapshot-VMs Ja Ja Ja Ja Ja Ja VMs verschieben VMotion VMotion Nein Live Migration Live Migration XenMotion Tabelle 2. Produktvergleich Die meisten modernen Betriebssysteme und Anwendungen arbeiten mit einem bestimmten Marken-Hypervisor zusammen. Auskünfte hierzu erteilt im Zweifelsfall der Anwendungsanbieter. Moderne Hypervisor-Software umfasst außerdem nützliche P2V-Tools (physical-to-virtual), um die Erstkonvertierung von physischen Servern in virtuelle Maschinen (VMs) zu vereinfachen. Intelligente und erschwingliche Netzwerkstorage-Produkte und Switches können mit jedem Hypervisor zur Umwandlung einer IT-Umgebung in kleinen Unternehmen eingesetzt werden. Werfen wir einen Blick auf den Umfang einer Gesamtlösung. Servers Da die verbleibenden Server immer wichtiger werden, empfiehlt es sich unbedingt, zum Hosten der VMs auf eine stabile Serverhardware- Plattform zu aktualisieren. Die großen Anbieter von Hypervisoren stellen Empfehlungen bezüglich der Mindestanforderungen an die Hardware bereit. Zwar sind Hypervisoren mit Funktionen zur Speicherverwaltung ausgestattet, jedoch sollte der physisch installierte Speicher die Anforderungen aller bei der Virtualisierung verwendeten Betriebssysteme und Anwendungen kombiniert abdecken. Bei vier virtuellen Einzelservern, die jeweils 2 GB RAM benötigen, sollte der Hostserver mit 8 GB ausgestattet sein. Dadurch werden später Speicherauslagerungen auf Festplatte und potenzielle Leistungsprobleme vermieden. Storage Das wahre Potenzial von Virtualisierung liegt im Netzwerkspeicher. Für hohe Verfügbarkeit (VMware HA), Load-Balancing (Hyper-V Live-Migration) und Optionen zur Site-Wiederherstellung (VMware SRM) ist freigegebener Netzwerkspeicher erforderlich. Wenn der Speicher zentralisiert ist, können virtuelle Maschinen auf ihre eigene Kapazität zugreifen und dann im laufenden Betrieb zwischen Serverplattformen migrieren. Load- Balancing kann automatisiert werden, um Betriebssysteme aufgrund fester Richtlinien zwischen Hostservern zu verschieben, damit durch eine verteilte Auslastung die Hardwarenutzung maximiert wird und das spontan und bei Bedarf. Wenn eine virtuelle Maschine abstürzt, kann sie einfach per Tastendruck auf einem anderen Host gestartet werden. Optionen für hohe Verfügbarkeit können Remote-Sites zum Zweck der Disaster Recovery umfassen. Dazu werden VMs an einem anderen Standort repliziert und auf einer neuen Hardware-Plattform per Fernzugriff gehostet. Ein einheitliches Speichersystem bietet die größte Flexibilität. Wenn sowohl NAS als auch SAN unterstützt werden, können Dateiserver vollständig eliminiert und direkt auf NAS verlagert werden, während Anwendungsserver über das bevorzugte Protokoll (NFS, iscsi oder beides) in VMs umgewandelt werden können. Einheitliche Speichersysteme von NETGEAR ReadyNAS sind für den Einsatz mit Lösungen vieler Virtualisierungsanbieter zertifiziert, wodurch Kompatibilität und Support gewährleistet sind. Zuverlässigkeit ist wichtig, allerdings müssen viele KMUs vor allem auf die Kosten achten. ReadyNAS -Systeme verfügen über vor Ort austauschbare Komponenten. Wenn also die Anschaffung von mehreren Netzteilen aus Kostengründen nicht möglich ist, können die Systeme trotzdem schnell vor Ort wiederhergestellt werden. Dieser Kunde reduzierte die Anzahl physischer Server um 50 % und ersetzte gleichzeitig ältere High-End-Speichersysteme. Dadurch wurden Kapital, Wartungskosten und Rack-Platzbedarf um 80 % verringert. Außerdem implementierte er mithilfe der integrierten ReadyNAS - Softwaretools ohne zusätzliche Kosten eine Offsite-Lösung für Disaster Recovery. 4

5 Switching Die Netzwerkinfrastruktur ist ein entscheidender Faktor für eine virtuelle Umgebung, denn jede VM ist auf den Zugriff auf Netzwerkressourcen angewiesen. Das Switching auf einem externen physischen Netzwerk muss schnell genug sein, um auch in Stoßzeiten den gesamten Netzwerkverkehr bewältigen zu können. Es muss zuverlässig sein und über ausreichend Leistung verfügen, um Datenverkehr sowie QoS und Sicherheit zu verwalten. Außerdem muss es auch für KMUs erschwinglich sein. Von NETGEAR ProSafe verwaltete Switches verfügen über eine Garantie auf Lebenszeit und bieten die Netzwerkinfrastruktur zum flexiblen Einbinden von physischen Servern, Clients, Netzwerkspeichern und anderen Ressourcen mithilfe benutzerfreundlicher Verwaltungssoftware. Sicherheit 10GE-Verbindungen und Verknüpfungsaggregation für höhere Leistung Failover-Portkonfiguration für größere Zuverlässigkeit VLANs zum Trennen des Datenverkehrs für Sicherung, NAS oder SAN Verwaltung des Netzwerkverkehrs zur Verbesserung der Gesamtleistung Jede neue Technologie bringt auch neue Bedrohungen und Sicherheitsbedenken mit sich. Virtualisierung ist da keine Ausnahme. Im Oktober 2007 sagte Gartner vorher, dass bis Prozent aller virtuellen Maschinen (VMs) im Produktionsbetrieb mehr Sicherheitsmängel aufweisen würden als ihre physischen Gegenstücke. Nachfolgend sind einige der größten Sicherheitsrisiken in Bezug auf Virtualisierung aufgelistet: Virtualisierungsspezifische Angriffe Herkömmliche Bedrohungen Verwaltungsverantwortlichkeiten Unkontrollierte VM-Ausbreitung Segmentierung virtueller Maschinen Die meisten Unternehmen haben mit herkömmlichen Bedrohungen mehr Erfahrung als mit anderen der hier aufgelisteten Bedrohungen. Dies ist ein guter Ausgangspunkt für die Absicherung einer virtuellen Umgebung, da viele Bedrohungen, die auf VMs abzielen, nach wie vor über herkömmliche Methoden in das Netzwerk eindringen, wie z. B. Spam und schadhafte Webseiten. Seit Jahren sind Server und Endbenutzer- Computer zahlreichen Online-Bedrohungen ausgesetzt. Jedes Jahr werden Millionen neuer Malware-Programme in Umlauf gebracht. Diese Malware wird über Webseiten und Spam- auf den Desktop von Benutzern eingeschleppt. Virtuelle Maschinen sind im Wesentlichen reale Rechner, bei denen jedoch die physischen Aspekte entfernt wurden. Daher sind sie ebenso anfällig für solche Angriffe wie ihre physischen Gegenstücke. Die meisten Bedrohungen unterscheiden nicht zwischen virtuellen und physischen Maschinen. Spam befällt einen Mailserver unabhängig davon, ob es sich um eine VM handelt oder nicht. Virtuelle Maschinen können durch die Ausführung von schadhaftem Code infiziert werden. In diesem Fall ist allerdings nicht nur die VM selbst gefährdet, sondern auch die Hypervisoren und alle übergeordneten Maschinen. Wenn erst einmal der Hypervisor selbst befallen ist, besteht keine Hoffnung mehr. Alle Daten und Anwendungen auf den VMs sind in Gefahr. Währenddessen sind sich die VMs des Angriffs nicht bewusst. Anwendung Anwendung Anwendung Virtuelle Maschine 1 Befallen Virtuelle Maschine 2 Befallen Virtuelle Maschine 3 Befallen Befallener Hypervisor Host-Betriebssystem Gemeinsam genutzte Hardware Abbildung 3. Befallener Hypervisor und befallene VMs 5

6 Herkömmliche Sicherheitsmaßnahmen müssen strenger beachtet werden als je zuvor. Software zur Virenabwehr muss auf jeder einzelnen VM und vor allem auf dem Hostsystem installiert werden. Für jede virtuelle Ressource müssen eindeutige Zugriffsrechte festgelegt werden. Im Idealfall ist eine mehrschichtige Gateway-Sicherheitslösung auf dem Netzwerk-Gateway bereitgestellt. Zugriffsschutzsysteme können Angriffe verhindern, die nicht auf Malware basieren, wie z. B. SQL-Injections. Spam-Abwehr und Webfilter verhindern, dass Benutzer Malware ausgesetzt werden, die über Webseiten und übertragen wird. Malware, die diese Ebenen überwindet, sollte von Anti-Malware-Scannern am Gateway erkannt und entfernt werden, bevor die Datei Server oder Endbenutzermaschinen erreicht. Unabhängig davon, ob die Umstellung von einer physischen auf eine virtuelle Umgebung vollständig oder nur zum Teil geschieht, muss der Schutz aller Ressourcen vor Bedrohungen immer höchste Priorität haben. Achten Sie auf Produkte, die IT-Zyklen reduzieren und sowohl interne als auch externe Bedrohungen (Malware, Viren, Trojaner, Spam und schadhafte URLs) abdecken. Es ist wenig sinnvoll, die Netzwerkinfrastruktur zu vereinfachen, wenn sie auch weiterhin herkömmlichen Sicherheitsrisiken ausgesetzt ist. NETGEAR ProSecure Security Appliances schützen Netzwerke vor Millionen von internen und externen Sicherheitsbedrohungen. Informieren Sie sich in einer Fallstudie über den Versandhändler J. Peterman und dessen Erfahrungen mit NETGEAR -Produkten für Switching, Storage und Sicherheit. Zusammenfassung KMUs können die gleichen Virtualisierungsergebnisse erzielen wie Großunternehmen, jedoch mit Produkten und Dienstleistungen, die in Umfang und Kosten für sie angemessen sind. Große Anbieter haben immer wieder eingeschränkte Produkte für kleinere Unternehmen im Programm, jedoch besteht hier ein unvermeidbarer Interessenkonflikt, aufgrund dessen diese Produkte immer mehr an Relevanz verlieren. Nur bei NET- GEAR gibt es die Produkte und Partnerschaften, die vier der fünf kritischen Komponenten abdecken: Server, Software, Storage, Switching und Security. Weitere Informationen hierzu sowie zu NETGEAR -Wiederverkäufern finden Sie unter Weitere Informationen hierzu sowie zu NETGEAR Wiederverkäufern finden Sie unter NETGEAR, das NETGEAR-Logo, Connect with Innovation, ProSafe, ProSecure und ReadyNAS sind Marken und/oder eingetragene Marken von NETGEAR, Inc. und/oder seiner Tochtergesellschaften in den USA und/oder anderen Ländern. Andere Markennamen in diesem Dokument dienen nur zu Identifizierungszwecken und können Marken der jeweiligen Inhaber sein. Informationen können ohne vorherige Ankündigung geändert werden NETGEAR, Inc. Alle Rechte vorbehalten.