Allgemeines zu VMware vsphere

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1 Allgemeines zu ware vsphere ESXi 5.0 vcenter Server 5.0 Dieses Dokument unterstützt die aufgeführten Produktversionen sowie alle folgenden Versionen, bis das Dokument durch eine neue Auflage ersetzt wird. Die neuesten Versionen dieses Dokuments finden Sie unter DE

2 Allgemeines zu ware vsphere Die neueste technische Dokumentation finden Sie auf der ware-website unter: Auf der ware-website finden Sie auch die aktuellen Produkt-Updates. Falls Sie Anmerkungen zu dieser Dokumentation haben, senden Sie Ihre Kommentare und Vorschläge an: Copyright ware, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Produkt ist durch Urheberrechtsgesetze, internationale Verträge und mindestens eines der unter aufgeführten Patente geschützt. ware ist eine eingetragene Marke oder Marke der ware, Inc. in den USA und/oder anderen Ländern. Alle anderen in diesem Dokument erwähnten Bezeichnungen und Namen sind unter Umständen markenrechtlich geschützt. ware, Inc Hillview Ave. Palo Alto, CA ware Global, Inc. Zweigniederlassung Deutschland Freisinger Str Unterschleißheim/Lohhof Germany Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) ware, Inc.

3 Inhalt Allgemeines zu ware vsphere 5 1 ware vsphere und die Virtualisierung der IT-Infrastruktur 7 Aspekte der Virtualisierung 7 ware vsphere, eine Plattform für die Virtualisierung und Cloud-Infrastruktur 10 ware vsphere -Komponenten und -Funktionen 12 Physische Topologie des vsphere -Datencenters 14 2 Virtualisierungsebene: vsphere-datacenter 17 Architektur des virtuellen Datencenters 17 Hosts, Cluster und Ressourcenpools 19 ware vsphere - Verteilte Dienste 20 Netzwerkarchitektur 23 ware vshield und Netzwerksicherheit 26 Speicherarchitektur 27 3 Verwaltungsebene: ware vcenter Server 29 Kerndienste von vcenter Server 31 vcenter Server-Plug-Ins 31 vcenter Server -Schnittstellen 32 4 Schnittstellenebene: Zugriff auf die virtuelle Infrastruktur 33 vsphere-client und vsphere Web Client 34 Verwenden des vsphere-clients 34 Verwenden von vsphere Web Client 35 SDKs und Befehlszeilenschnittstellen 35 Direkter Zugriff auf die Konsole der virtuellen Maschine 36 Index 37 ware, Inc. 3

4 Allgemeines zu ware vsphere 4 ware, Inc.

5 Allgemeines zu ware vsphere Allgemeines zu ware vsphere bietet Informationen zu den Funktionen von ware vsphere. Dieses Dokument beschreibt ware ESXi, ware vcenter Server und vsphere-clients, bei denen es sich jeweils um die Virtualisierungs-, Verwaltungs- und Schnittstellenebene von vsphere handelt. Zielgruppe Diese Information ist für Personen geeignet, die sich mit den Komponenten und Funktionen von ware vsphere vertraut machen möchten. Diese Informationen sind für erfahrene Windows- bzw. Linux-Systemadministratoren bestimmt, die mit der Technologie virtueller Maschinen und den Vorgängen von Datencentern vertraut sind. ware, Inc. 5

6 Allgemeines zu ware vsphere 6 ware, Inc.

7 ware vsphere und die 1 Virtualisierung der IT-Infrastruktur ware vsphere nutzt die Leistungsstärke der Virtualisierung zum Umwandeln von Datencentern in skalierbare, konsolidierte Computing-Infrastrukturen. Eine virtuelle Infrastruktur bedeutet für IT-Unternehmen flexiblere Möglichkeiten bei der Bereitstellung des Dienstangebots. Die virtuelle Infrastruktur dient auch als Basis für das Cloud-Computing. Cloud-Computing ist eine IT-Technik, die auf Grundlage der Virtualisierung Ressourcenpools erzeugt, um eine bedarfsgerechte, elastische, selbstverwaltende Infrastruktur zu schaffen, die dynamisch in Form eines Dienstes zugeteilt werden kann. Durch die Virtualisierung werden Anwendungen und Informationen von der Komplexität der zugrundeliegenden Hardware-Infrastruktur entkoppelt. Neben ihrer Rolle als Basistechnik für das Cloud-Computing ermöglicht die Virtualisierung Unternehmen jeder Größe Verbesserungen in den Bereichen Flexibilität und Kostenkontrolle. Beispielsweise kann im Rahmen der Serverkonsolidierung ein einziger physischer Server mehrere Server ersetzen, indem er sie als virtuelle Maschinen ausführt. Zu den Nebenprodukten im Verlauf der Virtualisierung des Datencenters gehören insbesondere die effektive Ressourcennutzung und die leichte Verwaltbarkeit. Durch die Virtualisierung des Datencenters erleichtert sich die Verwaltung der Infrastruktur, deren verfügbare Ressourcen effektiver genutzt werden können. Die Virtualisierung ermöglicht es Ihnen, ein dynamisches, flexibles Datencenter zu schaffen, und die Betriebskosten durch Automatisierung und den Rückgang geplanter und ungeplanter Ausfallzeiten zu senken. Dieses Kapitel behandelt die folgenden Themen: Aspekte der Virtualisierung, auf Seite 7 ware vsphere, eine Plattform für die Virtualisierung und Cloud-Infrastruktur, auf Seite 10 ware vsphere-komponenten und -Funktionen, auf Seite 12 Physische Topologie des vsphere-datencenters, auf Seite 14 Aspekte der Virtualisierung ware vsphere virtualisiert und kumuliert die zugrunde liegenden physischen Hardwareressourcen über mehrere Systeme hinweg und bietet Pools virtueller Ressourcen für das Datencenter. Virtualisierung ist ein Prozess, bei dem die strikte Trennung zwischen physischer Hardware und dem Betriebssystem mit den darauf ausgeführten Anwendungen aufgehoben wird. Nachdem das Betriebssystem mit den Anwendungen in Form einer virtuellen Maschine von vsphere vorliegt, ist es aufgrund der fehlenden Bindung an eine physische Maschine von vielen Einschränkungen befreit. Die virtuellen Entsprechungen physischer Elemente wie Switches und Speicher werden in einer virtuellen, unternehmensweiten Infrastruktur betrieben. ware, Inc. 7

8 Allgemeines zu ware vsphere Virtualisieren des Computers Die x86-computer-hardware ist zur Ausführung eines einzelnen Betriebssystems und einzelner Anwendungen vorgesehen die meisten Maschinen werden nicht ausgelastet. Auch bei einer Vielzahl installierter Anwendungen verfügen die meisten Maschinen über ungenutzte Kapazitäten. Grundprinzip der Virtualisierung ist es, mehrere virtuelle Maschinen auf einer einzigen physischen Maschine ausführen zu können, wobei die virtuelle Maschinen aus unterschiedlichen Umgebungen gemeinsam auf die Ressourcen des einen physischen Computers zugreifen. Unterschiedliche virtuelle Maschinen können verschiedene Betriebssysteme mit einer Vielzahl von Anwendungen nebeneinander, jedoch isoliert voneinander auf derselben physischen Maschine ausführen. Abbildung 1-1. Virtualisieren des Computers und Hinzufügen virtueller Maschinen Anwendungen Ein System vor der Virtualisierung physisch Maschine virtuell Maschine x86-hardware Anw. Windows Windows CPU Arbeitsspeicher Video Festplatte Netzwerk ESXi-Host Hypervisor Das Betriebssystem und Anwendungen eines Systems, die in eine Virtuelle Maschine auf dem Host abstrahiert sind physisch Maschine virtuell Maschinen x86-hardware CPU Arbeitsspeicher Video Festplatte Netzwerk ESXi-Host Anw. Anw. Anw. Anw. Windows Windows Windows Linux Anw. Anw. Windows Solaris Ein einzelnes System, das jetzt bereit zum Hosten von virtuellen Maschinen physisch Maschine x86-hardware Hypervisor CPU Arbeitsspeicher Video Festplatte Netzwerk Virtualisieren der Infrastruktur Neben der Möglichkeit, einen einzelnen physischen Computer zu virtualisieren, können auch Teile der Infrastruktur mit ware vsphere gebildet werden, die sich über tausende vernetzter physischer Computer und Speichergeräte erstrecken. Mit Hilfe der Virtualisierung lassen sich Ressourcen und Verarbeitungsschritte dynamisch verschieben und Hardware-Ressourcen dynamisch zuteilen. Server, Speicher und Netzwerkbandbreite müssen nicht mehr dauerhaft einer Anwendung zugewiesen werden. 8 ware, Inc.

9 Kapitel 1 ware vsphere und die Virtualisierung der IT-Infrastruktur Abbildung 1-2. Die Infrastruktur verbindet eine Vielzahl physischer Geräte ESXi-Host ESXi-Host ESXi-Host ESXi-Host ESXi-Host Enterprise- Server Enterprise- Netzwerk Enterprise- Speicher Eine virtuelle Infrastruktur besteht aus folgenden Teilen: Hypervisor auf Hardwareebene, mit denen die Virtualisierungsfähigkeiten einzelner x86-computer erschlossen werden. Virtuelle Infrastrukturdienste, wie z. B. Ressourcenverwaltung, mit denen die verfügbaren Ressourcen zwischen virtuelle Maschinen optimal aufgeteilt werden. Automatisierungslösungen, die spezielle Fähigkeiten zur Optimierung spezifischer IT-Prozesse wie z. B. Bereitstellung oder Notfallwiederherstellung realisieren. Cloud-Computing Beim Cloud-Computing liefert ein Anbieter gehostete Dienste bedarfsgerecht ( On-Demand ) über das Internet. Das Cloud-Computing ist vergleichbar mit Versorgungsdiensten wie Strom und Telefon. Der Nutzer kann jederzeit die benötigten Dienste im gewünschten Umfang in Anspruch nehmen, ohne für ihre Produktion oder Verwaltung Sorge zu tragen. Die virtuelle Infrastruktur dient auch als Basis für das Cloud-Computing. Cloud-Computing hängt von einem skalierbaren, elastischen Modell für das Liefern von IT-Diensten ab, welches wiederum nur durch Virtualisierung praktikabel ist. ware vsphere bietet diese Virtualisierung. Serverkonsolidierung Durch eine Serverkonsolidierung per Virtualisierung machen Sie mehr aus Ihren vorhandenen Servern. Dabei wird auch die Anzahl erforderlicher physischer Ressourcen mit den damit verbundenen Kosten für Verwaltung, Strom, Lagerung und Einkauf eingeschränkt. Durch die Konsolidierung bestehender Arbeitslasten und Nutzung der verbleibenden Server für die Bereitstellung neuer Anwendungen und Lösungen lassen sich hohe Konsolidierungsverhältnisse erzielen. ware, Inc. 9

10 Allgemeines zu ware vsphere Abbildung 1-3. Serverkonsolidierung: Konvertieren physischer Maschinen in virtuelle Maschinen zur Ausführung in einem vsphere ESXi-Host Physische Maschine 01 ESXi-Host Virtuelle Maschinen Physische Maschine 02 Physische Maschine 03 Server Konsolidierung Hypervisor Physische Maschine 04 Physische Maschine 01 Physische Maschine 05 Physische Maschine 06 Business Continuity Mit Hilfe der Virtualisierung kann die IT-Abteilung geplante und ungeplante Ausfallzeiten verkürzen oder vermeiden. Mit vsphere ist es beispielsweise möglich, virtuelle Maschinen während des Betriebs auf einen anderen Host zu migrieren und jederzeit Wartungsmaßnahmen an physischen Servern durchzuführen, ohne Benutzer oder Dienste zu beeinträchtigen. Ungeplante Ausfallzeiten können durch vsphere-funktionen wie High Availability und Fault Tolerance reduziert werden. Bei der herkömmlichen Planung der Notfallwiederherstellung werden manuelle, komplexe Arbeitsschritte vorgesehen, um Ressourcen für die Wiederherstellung zuzuteilen, hardwarenahe Wiederherstellungsmaßnahmen einzuleiten und die erneute Bereitschaft der Systeme zu prüfen. ware vsphere vereinfacht diese Situation. Hardwarekonfiguration, Firmware, Betriebssystem und Anwendungen werden zu Daten, die in einer geringen Anzahl von Dateien auf der Festplatte vorliegen. Durch die Sicherung dieser Dateien mit einer Sicherungs- oder Replikationssoftware wird das gesamte System geschützt. Die Dateien können auf einem beliebigen Computer wiederhergestellt werden, ohne sie anschließend anpassen zu müssen, da virtuelle Maschinen hardwareunabhängig konfiguriert werden. ware vsphere, eine Plattform für die Virtualisierung und Cloud- Infrastruktur ware vsphere verwaltet große Infrastrukturen (z. B. CPUs, Speicher und Netzwerke) als nahtlose und dynamische Betriebsumgebung und verwaltet zudem die Komplexität eines Datencenters. Der ware vsphere-software-stack besteht aus den Virtualisierungs-, Verwaltungs- und Schnittstellenebenen. 10 ware, Inc.

11 Kapitel 1 ware vsphere und die Virtualisierung der IT-Infrastruktur Abbildung 1-4. Beziehungen zwischen den Komponentenebenen von ware vsphere. ware vsphere E R W E I T E R U N G E N Clients vsphere- Client Anwendungsdienste Infrastrukturdienste vsphere Web Client vsphere- SDK vcenter Server Anderer Client Verfügbarkeit Sicherheit Skalierbarkeit Berechnen Speicher Netzwerk Anderer Client Schnittstellenebene Verwaltungsebene Virtualisierungsebene Enterprise- Server Enterprise- Netzwerk Enterprise- Speicher Virtualisierungsschicht Die Virtualisierungsebene von ware vsphere enthält Infrastruktur- und Anwendungsdienste. Infrastrukturdienste, wie z. B. Rechen-, Speicher- und Netzwerkdienste, abstrahieren, aggregieren und teilen Hardware oder Infrastrukturressourcen zu. Zu den Infrastrukturdiensten gehören die folgenden Typen: Rechendienste Speicherdienste Netzwerkdienste Umfasst die ware-funktionen, die weg von zugrunde liegenden unterschiedlichen Serverressourcen abstrahieren. Rechendienste aggregieren diese Ressourcen von vielen einzelnen Servern und weisen sie Anwendungen zu. Die Technologien, die die effizienteste Verwendung und Verwaltung von Speicher in virtuellen Umgebungen ermöglichen. Die Technologien, die Netzwerke in virtuellen Umgebungen vereinfachen und verbessern. Anwendungsdienste sind die Dienste, die für die Verfügbarkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit von Anwendungen sorgen. Dazu gehören z. B. vsphere High Availability und Fault Tolerance. Verwaltungsebene ware vcenter Server ist die zentrale Stelle zum Konfigurieren, zur Bereitstellung und zum Verwalten virtualisierter IT-Umgebungen. Schnittstellenebene Benutzer können über GUI-Clients, z. B. den vsphere-client oder vsphere Web Client auf das ware vsphere-datencenter zugreifen. Darüber hinaus können Benutzer auf das Datencenter über Client-Maschinen zugreifen, die Befehlszeilenschnittstellen und SDKs zur automatischen Verwaltung verwenden. ware, Inc. 11

12 Allgemeines zu ware vsphere ware vsphere -Komponenten und -Funktionen Eine Einführung in die Komponenten und Funktionen von ware vsphere hilft Ihnen, die Bestandteile und deren Interaktion zu verstehen. ware vsphere enthält die folgenden Komponenten und Funktionen. ware ESXi ware vcenter Server ware vsphere Client ware vsphere Web Client ware vsphere SDKs vsphere Virtual Machine File System (FS) vsphere Virtual SMP vsphere vmotion vsphere Storage vmotion Eine Virtualisierungsebene, die auf physischen Servern ausgeführt wird und Prozessor, Arbeitsspeicher, Speicher und Ressourcen in mehrere virtuelle Maschinen zusammenfasst. Die zentrale Stelle zum Konfigurieren, zur Bereitstellung und zum Verwalten virtualisierter IT-Umgebungen. Er bietet grundlegende Datencenterdienste, wie z. B. Zugriffssteuerung, Leistungsüberwachung und Alarmmanagement. Eine Schnittstelle, die es Benutzern ermöglicht, von jedem beliebigen Windows-PC aus eine Remoteverbindung zu vcenter Server oder ESXi herzustellen. Eine Webschnittstelle, die es Benutzern ermöglicht, von vielen unterschiedlichen Webbrowsern und Betriebssystemen aus eine Remoteverbindung mit vcenter Server herzustellen. Funktion, die Standardschnittstellen für ware und Drittanbieterlösungen zum Zugriff auf ware vsphere bereitstellt. Ein leistungsstarkes Clusterdateisystem für virtuelle ESXi-Maschinen. Ermöglicht einer einzelnen virtuellen Maschine die gleichzeitige Verwendung mehrerer physischer Prozessoren. Ermöglicht die Migration eingeschalteter virtueller Maschinen zwischen physischen Servern ohne Ausfallzeit, mit unterbrechungsfreier Verfügbarkeit der Dienste und vollständiger Transaktionsintegrität. Die Migration mit vmotion kann nicht verwendet werden, um virtuelle Maschinen von einem Datencenter in ein anderes zu verschieben. Ermöglicht die Migration von Dateien virtueller Maschinen von einem Datenspeicher in einen anderen ohne Betriebsunterbrechung. Sie können die virtuelle Maschine und alle zugehörigen Festplatten an einem einzigen Speicherort ablegen oder Sie wählen separate Speicherorte für die Konfigurationsdatei der virtuellen Maschine und für jede virtuelle Festplatte. Die virtuelle Maschine verbleibt bei der Ausführung von Storage vmotion auf demselben Host. Mithilfe der Migration mit Storage vmotion können Sie die virtuellen Festplatten oder die Konfigurationsdatei einer virtuellen Maschine auf einen neuen Datenspeicher verschieben, während die virtuelle Maschine ausgeführt wird. Die Migration mit Storage vmotion ermöglicht das Verschieben des Speichers einer virtuellen Maschine, während die virtuelle Maschine weiterhin verfügbar ist. 12 ware, Inc.

13 Kapitel 1 ware vsphere und die Virtualisierung der IT-Infrastruktur vsphere High Availability (HA) vsphere Distributed Resource Scheduler (DRS) vsphere Speicher-DRS vsphere Fault Tolerance vsphere Distributed Switch (VDS) Hostprofile Eine Funktion, die High Availability (hohe Verfügbarkeit) für virtuelle Maschinen zur Verfügung stellt. Wenn ein Server ausfällt, werden betroffene virtuelle Maschinen auf anderen verfügbaren Servern mit überschüssiger Kapazität neu gestartet. Funktion, die Rechenkapazität zwischen Hardwareressourcen für virtuelle Maschinen dynamisch zuteilt und ausgleicht. Diese Funktion bietet auch eine verteilte Energieverwaltung (Distributed Power Management, DPM), um den Energieverbrauch von Datencentern zu senken. Funktion, die Speicherkapazität und E/A zwischen erfassten Datenspeichern dynamisch zuteilt und ausgleicht. Diese Funktion umfasst die Verwaltungsfunktionen, die das Risiko von Speicherplatzmangel und von E/A-Engpässen, die die Leistung von virtuellen Maschinen bremst, minimieren. Bietet kontinuierliche Verfügbarkeit durch Schutz einer virtuellen Maschine mit einer Kopie. Wenn diese Funktion für eine virtuelle Maschine aktiviert ist, wird eine Kopie der originalen (oder primären) virtuellen Maschine als sekundäre erstellt. Alle Aktionen, die auf der primären virtuellen Maschine abgeschlossen werden, werden auch auf die sekundäre virtuelle Maschine angewendet. Steht die primäre virtuelle Maschine nicht zur Verfügung, wird die sekundäre Maschine sofort aktiviert. Ein virtueller Switch, der sich über mehrere ESXi-Hosts erstreckt, was eine wesentliche Reduzierung der laufenden Netzwerkwartungsaktivitäten und eine Erhöhung der Netzwerkkapazität mit sich bringt. Diese höhere Effizienz ermöglicht virtuellen Maschinen bei der Migration zwischen mehreren Hosts die Beibehaltung einer konsistenten Netzwerkkonfiguration. Eine Funktion, die die Verwaltung der Hostkonfiguration über benutzerdefinierte Konfigurationsrichtlinien vereinfacht. Die Hostprofilrichtlinien erfassen den Entwurf einer bekannten, validierten Hostkonfiguration und verwenden diese zum Konfigurieren des Netzwerks, des Speichers, der Sicherheit und anderer Einstellungen auf mehreren Hosts. Sie überwachen zudem die Übereinstimmung mit Standardeinstellungen der Hostkonfiguration im Datencenter. Hostprofile verringern die manuellen Schritte, die zum Konfigurieren eines Hosts erforderlich sind, und unterstützen Sie dabei, die Konsistenz und Korrektheit der Daten im Datencenter aufrechtzuerhalten. Hostprofile sind auch ein Bestandteil von vsphere Auto Deploy. Das Konzept eines automatisch bereitgestellten Hosts bedeutet, dass vcenter Server Eigentümer der gesamten Hostkonfiguration ist und diese in einem Hostprofil erfasst wird. Bestimmte Richtlinien erfordern, dass Benutzer hostspezifische Werte eingeben. Zur Unterstützung von Auto Deploy für Hostprofile wird eine Antwortdatei erstellt, die die Definitionen für diese Richtlinien enthält. ware, Inc. 13

14 Allgemeines zu ware vsphere Physische Topologie des vsphere -Datencenters Ein typischer ware vsphere-datencenter besteht aus einfachen physischen Bausteinen wie z. B. x86-virtualisierungsservern, Speichernetzwerken und Arrays, IP-Netzwerken, einem Verwaltungsserver und Desktop-Clients. Die vsphere-datencentertopologie umfasst die folgenden Komponenten. Compute-Server Speichernetzwerke und Arrays IP-Netzwerke vcenter Server Dem Industriestandard entsprechende x86-server, die ESXi auf Hardwareebene ausführen. ESXi-Software bietet Ressourcen für die virtuellen Maschinen und führt sie aus. Jeder Rechenserver wird in der virtuellen Umgebung als eigenständiger Host bezeichnet. Sie können mehrere ähnlich konfigurierte x86- Server, die mit demselben Netzwerk und denselben Speichersubsystemen verbunden sind, gruppieren, um ein Ressourcenaggregat, Cluster genannt, in der virtuellen Umgebung zur Verfügung zu stellen. Bei Fibre-Channel-SAN-Arrays, iscsi-san-arrays und NAS-Arrays handelt es sich um weit verbreitete Speichertechnologien, die von ware vsphere unterstützt werden, um den verschiedenen Speicheranforderungen von Datencentern zu entsprechen. Die Speicher-Arrays sind durch SANs mit Servergruppen verbunden und werden dadurch von ihnen gemeinsam genutzt. Diese Anordnung ermöglicht die Zusammenfassung der Speicherressourcen und eine flexiblere Bereitstellung für virtuelle Maschinen. Jeder Compute-Server kann mit mehreren physischen Netzwerkadaptern ausgestattet werden, um so das gesamte ware vsphere-datencenter mit einer hohen Bandbreite und einem verlässlichen Netzwerk zu versehen. vcenter Server bietet einen einzelnen Kontrollpunkt für das Datencenter. Es bietet grundlegende Datencenterdienste, wie z. B. Zugriffssteuerung, Leistungsüberwachung und Konfiguration. Er vereinigt die Ressourcen der einzelnen Rechenserver, damit diese von virtuellen Maschinen im gesamten Datencenter gemeinsam genutzt werden. Dies wird durch die Verwaltung der Zuweisung virtueller Maschinen zu den Rechenservern sowie der Zuweisung von Ressourcen zu den virtuellen Maschinen in einem bestimmten Rechenserver erreicht. Dem Ganzen liegen wiederum die Richtlinien zugrunde, die der Systemadministrator vorgegeben hat. Computer-Server funktionieren sogar in dem unwahrscheinlichen Fall weiter, dass vcenter Server nicht erreicht werden kann (beispielsweise bei einer Netzwerkunterbrechung). Server können auch getrennt verwaltet werden und führen dann weiter die ihnen bei der letzten Ressourcenzuweisung zugewiesenen virtuellen Maschinen aus. Nachdem die Verbindung mit vcenter Server wiederhergestellt wurde, kann das Datencenter wieder als Ganzes verwaltet werden. Verwaltungsclients ware vsphere bietet mehrere Schnittstellen für die Datencenterverwaltung und den Zugriff auf virtuelle Maschinen. Zu diesen Schnittstellen gehören der ware vsphere Client (vsphere-client), der vsphere Web Client zum Zugriff über einen Webbrowser oder die vsphere-befehlszeilenschnittstelle (vsphere- CLI). 14 ware, Inc.

15 Kapitel 1 ware vsphere und die Virtualisierung der IT-Infrastruktur Abbildung 1-5. Physische Topologie des ware vsphere-datencenters vsphere vcenter Server vsphere-client Web Client Terminal Servergruppe 1 Servergruppe 2 Servergruppe 3 Virtuelle Maschinen ESXi Fibre-Channel Switch Fabric / IP-Netzwerk Fibre-Channel- Speicher-Array iscsi- Speicher-Array NAS- Speicher-Array ware, Inc. 15

16 Allgemeines zu ware vsphere 16 ware, Inc.

17 Virtualisierungsebene: vsphere- 2 Datacenter Die Virtualisierungsebene besteht aus dem ESXi-Hypervisor, der Prozessoren, Arbeitsspeicher, Video, Speicher und Ressourcen in virtuelle Maschinen abstrahiert. Die Virtualisierungsebene enthält auch Anwendungsdienste, wie z. B. Fault Tolerance, die für Verfügbarkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit sorgen. Dieses Kapitel behandelt die folgenden Themen: Architektur des virtuellen Datencenters, auf Seite 17 Netzwerkarchitektur, auf Seite 23 Speicherarchitektur, auf Seite 27 Architektur des virtuellen Datencenters ware vsphere virtualisiert die gesamte IT-Infrastruktur einschließlich Server, Speicher und Netzwerken. ware vsphere fasst diese Ressourcen zusammen und bietet in der virtuellen Umgebung einen einheitlichen Satz von Elementen. Mit ware vsphere können Sie IT-Ressourcen wie ein gemeinsam genutztes Dienstprogramm verwalten und Ressourcen für verschiedene Geschäftsbereiche und Projekte dynamisch bereitstellen. Abbildung 2-1. Schlüsselelemente in der Architektur des virtuellen Datencenters Cluster1 RP2 Datenspeicher Datenspeicher Host1 RP1 Datenspeicher RP3 Datenspeicher-Cluster RP1 RP2 RP3 Ressourcenpools Netzwerk A Netzwerk B ware, Inc. 17

18 Allgemeines zu ware vsphere Sie können diese Hauptkomponenten mithilfe von vsphere anzeigen, konfigurieren und verwalten. Nachfolgend ist eine Liste der Hauptkomponenten: Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen, die als Hosts, Cluster und Ressourcenpools bezeichnet werden Speicherressourcen, die als Datenspeicher und Datenspeicher-Cluster bezeichnet werden Netzwerkressourcen, die als Netzwerke bezeichnet werden Virtuelle Maschinen Bei einem Host handelt es sich um die virtuelle Abbildung der Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen eines physischen Computers, auf dem ESXi ausgeführt wird. Wenn mehrere physische Computer so zusammengefasst sind, dass sie als ein Ganzes betrieben und verwaltet werden, bilden die gesamten Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen einen Cluster. Computer können einem Cluster dynamisch hinzugefügt oder aus ihm entfernt werden. Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen auf Hosts und in Clustern lassen sich detailliert in eine Hierarchie aus Ressourcenpools partitionieren. Bei Datenspeichern handelt es sich um virtuelle Abbildungen einer Kombination zugrunde liegender physischer Speicherressourcen im Datencenter. Diese physischen Speicherressourcen stammen aus den folgenden Quellen: Lokalen SCSI-, SAS- oder SATA-Festplatten des Servers Fibre-Channel-SAN-Festplatten-Arrays iscsi SAN-Festplatten-Arrays Network Attached Storage-Arrays (NAS) Ein Datenspeicher-Cluster ist eine Zusammenfassung mehrerer Datenspeicher zu einem einzigen logischen Pool mit Lastausgleich. Netzwerke in der virtuellen Umgebung verbinden die virtuellen Maschinen miteinander oder mit dem physischen Netzwerk außerhalb des virtuellen Datencenters. Virtuelle Maschinen können bei ihrer Erstellung einem bestimmten Host, Cluster oder Ressourcenpool sowie einem Datenspeicher und einem Datenspeicher-Cluster zugeordnet werden. Nach dem Einschalten konsumieren virtuelle Maschinen Ressourcen dynamisch bei steigender Arbeitslast bzw. geben Ressourcen bei sinkender Arbeitslast dynamisch frei. Die Bereitstellung virtueller Maschinen verläuft im Vergleich zu physischen Computern wesentlich schneller und einfacher. Neue virtuelle Maschinen können innerhalb von Sekunden angelegt werden. Wenn eine virtuelle Maschine bereitgestellt wird, können das entsprechende Betriebssystem und die Anwendungen unverändert auf der virtuellen Maschine installiert werden, um eine bestimmte Arbeitslast zu übernehmen, als würden sie auf einem physischen Computer installiert. Eine virtuelle Maschine kann mit dem Betriebssystem und den Anwendungen bereitgestellt werden, die bereits installiert und konfiguriert sind. Die Ressourcen werden virtuellen Maschinen unter Berücksichtigung der Richtlinien bereitgestellt, die der Systemadministrator vorgegeben hat, der die Ressourcen verwaltet. Die Richtlinien können auch verschiedene Ressourcen für eine bestimmte virtuelle Maschine reservieren, um deren Leistung zu garantieren. Die Richtlinien können auch Prioritäten sowie einen variablen Teil der Gesamtressourcen für jede virtuelle Maschine vorgeben. Es wird verhindert, dass eine virtuelle Maschine eingeschaltet wird und Ressourcen belegt, wenn dadurch die Richtlinien der Ressourcenzuteilung verletzt werden. Weitere Informationen zur Ressourcen- und Energieverwaltung finden Sie unter Handbuch zur vsphere-ressourcenverwaltung. 18 ware, Inc.

19 Kapitel 2 Virtualisierungsebene: vsphere-datacenter Hosts, Cluster und Ressourcenpools Hosts, Cluster und Ressourcenpools ermöglichen eine flexible und dynamische Organisation sämtlicher Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen in der virtuellen Umgebung und verbinden sie mit den zugrunde liegenden physischen Ressourcen. Da ein Host die aggregierten Ressourcen eines physischen x86-servers umfasst, verfügt der Host über 32 GHz an Rechenleistung und 32 GB an verfügbarem Arbeitsspeicher zum Ausführen von ihm zugewiesenen virtuellen Maschinen, wenn der physische x86-server vier Dual-Core-CPUs mit je 4 GHz und 32 GB Systemarbeitsspeicher hat. Ein Cluster verhält sich wie ein einziges Element und wird genauso verwaltet. Es handelt sich um die zusammengefassten Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen einer Gruppe physischer x86-server, die dasselbe Netzwerk und dieselben Speicher-Arrays gemeinsam nutzen. Wenn z. B. die Gruppe acht Server mit vier Dualcore- CPUs mit 4 GHz pro CPU und 32 GB Systemarbeitsspeicher enthält, verfügt der Cluster über eine Rechenleistung von insgesamt 256 GHz und einen Gesamtarbeitsspeicher von 256 GB, die zum Ausführen von virtuellen Maschinen zur Verfügung stehen. Ressourcenpools sind Partitionen von Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen eines einzelnen Hosts oder Clusters. Ressourcenpools können hierarchisch und verschachtelt sein. Sie können jeden Ressourcenpool in kleinere Ressourcenpools partitionieren, um die Ressourcen aufzuteilen und verschiedenen Gruppen zuzuweisen oder für andere Zwecke zu nutzen. Beispiel für die Verwendung von Ressourcenpools Abbildung 2-2 veranschaulicht die Verwendung von Ressourcenpools. Drei x86-server mit jeweils 4 GHz Rechenleistung und 16 GB Arbeitsspeicher werden zu einem Cluster mit 12 GHz Rechenleistung und 48 GB Arbeitsspeicher zusammengefasst. Der Ressourcenpool der Buchhaltung reserviert 8 GHz an Rechenleistung und 32 GB Arbeitsspeicher vom Cluster. Die verbleibende Rechenleistung von 4 GHz sowie 16 GB Arbeitsspeicher werden für die andere virtuelle Maschine reserviert. Das kleinere, verschachtelte Ressourcenpool Buchhaltung reserviert 4 GHz Rechenleistung und 16 GB Arbeitsspeicher vom Ressourcenpool Finanzabteilung für die virtuellen Maschinen der Buchhaltung. Es bleiben 4 GHz Rechenleistung und 16 GB Arbeitsspeicher für die virtuelle Maschine Gehaltsabrechnung. ware, Inc. 19

20 Allgemeines zu ware vsphere Abbildung 2-2. Hosts, Cluster und Ressourcenpools Andere Lohnbuchhaltung Ressourcenpool: Finanzabteilung Ressourcenpool: Buchhaltung 4 GHz 16 GB RAM 8 GHz 32 GB RAM Cluster 12 GHz 48 GB RAM Virtuell Physische x86-server 4 GHz 16 GB RAM x86-server 4 GHz 16 GB RAM x86-server 4 GHz 16 GB RAM Sie können Ressourcenzuteilungsrichtlinien dynamisch ändern. Beispielsweise wächst die Arbeitsbelastung der Buchhaltung am Jahresende, weshalb die für den Ressourcenpool Buchhaltung reservierte Rechenleistung von 4 GHz auf 6 GHz erhöht werden muss. Diese Änderung des Ressourcenpools kann dynamisch erfolgen, ohne dass dazu die zugeordneten virtuellen Maschinen heruntergefahren werden müssen. Wenn reservierte Ressourcen nicht von einem Ressourcenpool oder einer virtuellen Maschine verwendet werden, können sie auch anderweitig genutzt werden. Wenn in diesem Beispiel die 4 GHz Ressourcen, die für die Buchhaltungsabteilung reserviert sind, nicht verwendet werden, kann die virtuelle Maschine Gehaltsabrechnung diese Rechenleistung verwenden, wenn sie ausgelastet ist. Sobald die Buchhaltung mehr Ressourcen benötigt, gibt Gehaltsabrechnung die Ressourcen dynamisch zurück. Ressourcen werden für verschiedene Ressourcenpools reserviert und werden nicht unnötig belegt, wenn ihr Besitzer sie nicht verwendet. Diese Fähigkeit hilft bei der Maximierung der Ressourcennutzung und stellt sicher, dass Reservierungen eingehalten und Ressourcenrichtlinien erzwungen werden. Wie im Beispiel gezeigt, können Ressourcenpools geschachtelt, hierarchisch organisiert und dynamisch umkonfiguriert werden, sodass die IT-Umgebung die Struktur des Unternehmens abbildet. Einzelne Geschäftsbereiche können dedizierte Ressourcen erhalten und gleichzeitig von der Effizienz des Ressourcenpools profitieren. ware vsphere - Verteilte Dienste vsphere vmotion, vsphere Storage vmotion, vsphere DRS, vsphere Storage DRS, Storage I/O Control, vsphere HA und Fault Tolerance sind verteilte Dienste, die eine effiziente und automatisierte Ressourcenverwaltung und eine hohe Verfügbarkeit für virtuelle Maschinen ermöglichen. vsphere vmotion Virtuelle Maschinen benötigen zur Ausführung Ressourcen von ESXi. Mit vmotion können Sie ohne Betriebsunterbrechung ausgeführte virtuelle Maschinen von einem physischen Server auf einen anderen migrieren. Dies führt zu einer effizienteren Zuweisung von Ressourcen. Mit vmotion können Ressourcen virtuellen Maschinen serverübergreifend dynamisch neu zugewiesen werden. 20 ware, Inc.

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