VMware vcloud Manager im Enterprise Lab

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1 VMware vcloud Manager im Enterprise Lab Bachelor Diplomarbeit Autor: Modul: David Copparoni TA.BA_BAA+INF.F1201 TA.BA_BAA+INF.F1201 Horw, 15. Juni 2012

2 VMware vcloud Manager im Enterprise Lab Autor David Copparoni Informatik SS Sonnhaldenstrasse Emmenbrücke Tel.: Mail: Dozent Roland Portmann Hochschule Luzern Technik & Architektur Technikumstrasse Horw Tel.: Mail: Experte Markus Pfyffer IBM Global Services Zürich Vulkanstrasse Zürich Mail: Wirtschaftspartner Bruno Joho Hochschule Luzern Technik & Architektur Technikumstrasse Horw Tel.: Mail: Selbstständigkeitserklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig angefertigt und keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel verwendet habe. Sämtliche verwendeten Textausschnitte, Zitate oder Inhalte anderer Verfasser wurden ausdrücklich als solche gekennzeichnet. Horw, David Copparoni TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 2 / 5

3 VMware vcloud Manager im Enterprise Lab Dokumentenverzeichnis 1. Management Summary 2. Abstract 3. Konzept Edu Cluster 4. Kundenanforderungen 5. Betriebliche Aspekte 6. Projektmanagement Plan 7. Fazit Anhang 8. Installationsanleitung 9. Administrationshandbuch 10. Fragenkatalog 11. Testplan 12. Testprotokoll 13. CD-ROM mit diversen Dateien TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 3 / 5

4 VMware vcloud Manager im Enterprise Lab Management Summary Für den Abschluss des Studiengangs Bachelor in Informatik führt jeder Student eine Diplomarbeit durch. Das Projekt ist als Teamarbeit gedacht, kann aber auch als Einzelarbeit durchgeführt werden. Der zeitliche Umfang beträgt 360 Stunden pro Student. Dabei soll ein wissenschaftliches Vorgehen angewendet werden. Im Rahmen eines internen Projektes wurde das Enterprise Lab mit einer VMware Umgebung erweitert. Damit ist es nun möglich komplexe Infrastrukturen aufzubauen. Gleichzeitig wurde aber auch die Administration komplexer und der Aufwand für den Unterhalt erhöht. Gespräche mit der Firma VMware liessen vermuten, dass mit dem Einsatz ihrer neuen Produkte der Administrationsaufwand gesenkt werden und gleichzeitig ein Mehrwert für Studierende geschaffen werden kann. Um diese Ziele zu erreichen, wurden im Rahmen der Diplomarbeit die Produkte vcloud Director, vshield Edge und vcenter Orchestrator der Firma VMware für einen möglichen Einsatz in der Lehre evaluiert. Diese Produkte ermöglichen es, eine Private Cloud zu betreiben. Dazu wurde ein Edu Cluster aufgebaut und direkt ins Enterprise Lab integriert. Um den Edu Cluster optimal an die Bedürfnisse der Lehre anpassen zu können, stellte uns VMware einen Tag lang ein Expertenteam zur Verfügung. Es wurden verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten aufgezeigt und ein Architektur Review durchgeführt. Die Evaluation des Edu Clusters hat gezeigt, dass sich der administrative Aufwand nicht direkt reduzieren lässt. Mit dem vcenter Orchestrator lassen sich zwar einfache tägliche Arbeiten automatisieren, in der Lehre kann damit aber kein grosser Zeitgewinn erzielt werden. Grund dafür ist, dass die meisten Arbeiten zu Semesterbeginn anfallen und während dem Semester keine grossen Änderungen vorgenommen werden. Dafür bietet der vcloud Director eine flexible und übersichtliche Privat Cloud Lösung, die einfach und intuitiv administriert werden kann. Dank diesen Eigenschaften kann den Studenten ein Selfservice-Portal zur Verfügung gestellt werden, auf dem die Studierenden frei über ihre Ressourcen verfügen können. Ein Selfservice-Portal für Studierende würde ein Studium an der Hochschule für Technik und Architektur noch attraktiver machen. Der Edu Cluster kann aber auch für Versuche in den verschiedenen Modulen eingesetzt werden. Dank den Firewall Funktionen, die der Edu Cluster bietet, kann auch ein Teil der virtuellen Checkpoint-Firewall-Instanzen im Enterprise Lab abgelöst werden. Um den Edu Cluster zu installieren wird mit einem Zeitaufwand von einer Woche gerechnet. Die Einarbeitungszeit für den vcloud Director und vcenter Orchestrator wird auf je einen Monat geschätzt. Für das Selfservice-Portal muss zusätzliche Hardware beschaffen werden. Es werden Server mit insgesamt 650GB RAM und je zwei 10Gbit Netzwerkanschlüsse benötigt. Weiter werden 3TB Datenspeicher benötigt. Zudem müssen einige Kompatibilitätsprobleme mit Mac und Linux Betriebssystemen gelöst werden. Der Edu Cluster ist klar auf das Cloud Computing ausgerichtet. Wenn damit nur der Administrationsaufwand gesenkt werden soll, ist der Edu Cluster nicht zu empfehlen. Für ein Selfservice-Portal hingegen sind die Produkte von VMware die ideale Lösung. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 4 / 5

5 VMware vcloud Manager im Enterprise Lab Abstract The Enterprise Lab at the Lucerne University of Applied Science and Arts has changed in the past few years. A new VMware environment has been added which allows creating complex network infrastructures. This new environment has also increased the administration effort and the complexity. For this reason the Enterprise Lab team wants to evaluate new VMware products to simplify the maintenance of the Enterprise Lab and reduce costs. In addition the new VMware products should have an additional benefit for the students. During the diploma thesis the new VMware products have been evaluated to find out if these goals can be achieved. The main products used for the evaluation are vcloud Director, vcenter Orchestrator and vshield Edge. The vcloud Director delivers an on-demand infrastructure to the end users. The vcenter Orchrestrator helps to automate existing manual tasks and vshiled Edge provides network and security services. With these products a private cloud environment has been created. This environment allows allocating resources to users. With these resources users can create their own private environment with virtual Machines, Networks, Firewalls and Datacenters. The use of resources can be limited by the administrator. The results of the evaluation have shown that the new private cloud environment cannot reduce the Enterprise Lab s administration effort or complexity. Instead a self-service portal for students could be created. Each student could get his own separate environment. Thus studies at the Lucerne University of Applied Science and Arts would become more attractive to student. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 5 / 5

6 Konzept Edu Cluster VMware vcloud Manager im Enterprise Lab Autor: David Copparoni Modul: TA.BA_BAA+INF.F1201 TA.BA_BAA+INF.F1201 Horw, 15. Juni 2012

7 Konzept Edu Cluster Inhalt 1 Ziel und Zweck Theorie Cloud Computing Technische Evolution Definition Risiken Möglichkeiten VMware vsphere vcloud Director vshield vcenter Orchestrator Edu Cluster Aufbau Software VLAN Konzept IP- und Namenskonzept Netzwerk Backup Benutzerverwaltung vcloud Director Grundlagen Unterstützte Browser Unterstütze Guest-Betriebssysteme Verzeichnisse Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Quellenverzeichnis TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 2 / 28

8 Konzept Edu Cluster Versionen Version Datum Autor Bemerkungen David Copparoni Dokument erstellt David Copparoni Theorieteil Cloud Computing erstellt David Copparoni Theorieteil VMware erstellt David Copparoni Edu Cluster Konzept erstellt David Copparoni Edu Cluster Konzept ergänzt David Copparoni Abschluss Referenzen Dokument Version Datum Autor(en) Bemerkungen Aufgabenstellung Bachelor-Diplomarbeit Roland Portmann Anforderungen des Kunden Fragenkatalog David Copparoni Betriebskonzept Enterprise Lab Plus Roland Portmann, Bruno Joho Backup Konzept TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 3 / 28

9 Konzept Edu Cluster 1 Ziel und Zweck In diesem Dokument werden zuerst die wichtigsten Begriffe aus dem Bereich des Cloud Computing erläutert. Auch die Risiken und Möglichkeiten werden angesprochen. Des Weiteren werden alle VMware Produkte vorgestellt, die für die Installation des Edu Clusters benötigt werden. Die Beschreibung der Produkte wurde aus den VMware Produktdokumentationen entnommen und für die Zwecke dieser Diplomarbeit angepasst. Zum Schluss wird das Edu Cluster Konzept vorgestellt. Im Konzept wird der Grundaufbau des Edu Clusters aufgezeigt und wie er in das Netzwerk des Enterprise Lab integriert werden soll. Auch die Grundlagen des vcloud Directors werden beschreiben. Das Konzept dient als Grundlage für die Installation und Konfiguration des Edu Clusters. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 4 / 28

10 Konzept Edu Cluster 2 Theorie 2.1 Cloud Computing Unter Cloud Computing wird im Allgemeinen das Auslagern von Daten, Software und Programmierumgebungen ins Internet, in die metaphorische «Datenwolke» verstanden. Vereinfacht kann das Konzept wie folgt beschrieben werden: Ein Teil der IT-Landschaft wird auf Nutzerseite nicht mehr selbst betrieben oder örtlich bereitgestellt, sondern bei einem oder mehreren Anbietern gemietet. Es kann zum Beispiel ein Rechenzentrum, Datenspeicher oder Software ausgelagert werden. Die Anwendungen und Daten befinden sich dann nicht mehr auf dem lokalen Rechner oder im Firmenrechenzentrum, sondern in der Wolke (engl. cloud). Mit anderen Worten, statt dass die Anwender Software und Hardware selber kaufen, mieten sie entsprechende Angebote im Web. Abbildung 1: Cloud Computing TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 5 / 28

11 Konzept Edu Cluster Technische Evolution Cloud Computing ist das Resultat verschiedener technischer Entwicklungen und beruht auf einer Kette von Vorläufertechnologien: Client-Server Modell Bereits in den 1950er-Jahren wurde in der Informatik mit der Entwicklung von Netzwerkstrukturen begonnen, die darauf beruhten, auf dem Server Dienste anzubieten, die vom Client abgefragt werden können. Die Arbeitsteilung zwischen Server und Client wurde mit dem Konzept des «Thin Clients» noch weiter getrieben. Das Endgerät reduzierte sich auf das Grundlegendste und wurde nur noch für die Dateneingabe verwendet, während die Verarbeitung auf einer zentralen Recheneinheit erfolgte. Damit stiegen die Ansprüche und Anforderungen an die Server und ihre Leistungsfähigkeit. Clustering Für Firmen ist ein fester Bestand an Hochleistungsrechnern mit Nachteilen verbunden. Abgesehen von den Kosten für Anschaffung und Unterhalt, ist auch die Anpassungsfähigkeit beschränkt, um auf Schwankungen in der Nachfrage zu reagieren. Zunehmend setzte sich daher die Arbeit in so genannten Clusters durch. Die Rechner werden über ein schnelles Netzwerk miteinander verbunden, so dass Kapazitäten an dem Ort dort eingesetzt werden können, wo der Bedarf nach Leistung höher ist. Virtualisierung Mit der Nachfrage nach dynamischer Kapazitätenverteilung, stieg auch die Nachfrage nach flexiblen Konfigurationsmöglichkeiten. Die Anwender wollten nicht mehr für jede Anwendung einen eigenen physikalischen Rechner bedienen. Mit der Einführung der Virtualisierung wurde dem Benutzer eine Abstraktionsschicht zur Verfügung gestellt, die ihn von der Rechenleistung und dem Speicherplatz seines Rechners isoliert. Dadurch ist es möglich, ein Betriebssystem oder eine Anwendung zu simulieren. Mit Hilfe der Virtualisierung können mehrere Virtuelle Server gleichzeitig auf einem physikalischen Rechner laufen und die Ressourcen dynamisch zugeteilt werden. Durch die Virtualisierung kann dem Anwender auch vorgespiegelt werden, er bewege sich allein in einer Umgebung, die er in Wirklichkeit mit vielen anderen Anwendern teilt. Konvergenz Ein weiterer Treiber für das Rechnen in der Wolke stellt die Konvergenz der Endgeräte dar. Während es früher für unterschiedliche Tätigkeiten wie Telefonieren, Schreiben oder Musikhören verschiedene Endgeräte brauchte, sind die heutigen elektronischen Gadgets vielseitige Alleskönner. Damit diese verschiedenen Anwendungen auf unterschiedlichen Plattformen funktionieren, braucht es einheitliche Standards, die den Austausch verschiedenartiger Daten ermöglichen. Dem grossen Druck zur Konvergenz wollen sich die meisten Anbieter und Hersteller nicht entziehen, denn sie ermöglicht neue Wertschöpfungsketten. In Cloud Computing konvergieren die beschriebenen Trends. Es handelt sich um miteinander verbundene Rechencluster, die dank Virtualisierung einheitliche und einfach zu bedienende IT- Infrastrukturen zur Verfügung stellen. Sie ermöglichen es, von einem Endgerät aus Dienste von unterschiedlichsten Anbietern zu beziehen und eigene Daten auszulagern. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 6 / 28

12 Konzept Edu Cluster Definition Was sich hinter dem Ausdruck «Cloud Computing» genau verbirgt, ist allerdings recht nebulös. Die Definitionen sind nicht trennscharf, und auch die Fachleute sind sich darin einig, dass alle sich unter Cloud Computing etwas anderes vorstellen. Deshalb veröffentlichte das National Institute for Standards and Technology (NIST) im Jahre 2009 eine Definition, die auf weitgehende Akzeptanz stiess und verschiedene Definitionsansätze bündelt: Cloud Computing als Servicemodell IaaS Infrastructure as a Service bietet den Nutzungszugang von virtualisierten Computerhardware Ressourcen, wie Rechnern, Netzwerken und Speicher. Die Benutzer sind daher für die Auswahl, die Installation, den Betrieb und das Funktionieren ihrer Software selbst verantwortlich. PaaS Platform as a Service bietet den Nutzungszugang von Programmierungs- oder Laufzeitumgebungen mit anpassbaren Rechen- und Datenkapazitäten. Im Unterschied zu IaaS hat der Benutzer hier keinen direkten Zugriff auf die Recheninstanzen. Im PaaS-Szenario bringt er ausschließlich seine Programmlogik in die Cloud ein. SaaS Software as a Service bietet den Nutzungszugang von Software-Sammlungen und Anwendungsprogrammen. Hierbei bringt der Benutzer seine Applikation weder in die Cloud ein, noch muss er sich um Skalierbarkeit oder Datenhaltung kümmern. Er nutzt eine bestehende Applikation, die ihm vom SaaS Dienstanbieter nach aussen hin angeboten wird. Cloud Computing als Liefermodell Public Cloud die öffentliche Rechnerwolke bietet Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen für die breite Öffentlichkeit über das Internet. Private Cloud die private Rechnerwolke bietet Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen innerhalb der eigenen Organisation. Hybrid Cloud die hybride Rechnerwolke bietet kombinierten Zugang zu abstrahierter IT- Infrastrukturen aus den Bereichen von Public Clouds und Private Clouds, je nach den Bedürfnissen ihrer Nutzer. (z.b Universitäten) Community Cloud die gemeinschaftliche Rechnerwolke bietet Zugang zu abstrahierten IT- Infrastrukturen wie bei der Public Cloud. Jedoch für einen kleineren Nutzerkreis, der sich, meist örtlich verteilt, die Kosten teilt. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 7 / 28

13 Konzept Edu Cluster Risiken Die Frage nach den Risiken stellt sich deshalb, weil Cloud Computing auf Internet aufbaut, das für maximale Kommunikationsfähigkeit, aber nicht auf höchste Sicherheit oder Verfügbarkeit ausgelegt ist. Durch Cloud Computing entstehen zudem neuen Abhängigkeiten, die nicht zu unterschätzen sind. Treten bei einem grossen Anbieter technische Schwierigkeiten auf, zieht er auch alle Kunden mit ins Ungemach, die ihre IT-Infrastrukturen auf seine Plattformen ausgelagert haben. Auch die Herstellerabhängigkeit, der so genannte Vendor Lock-In muss beachtet werden. Weil es derzeit noch zu wenige Standards für die Interoperabilität zwischen Angeboten gibt, kann ein Kunde nicht ohne weiteres vom einen Anbieter zum nächsten wechseln. Der Wechsel ist oft mit grossem Aufwand und hohen Kosten verbunden. Dazu kommt noch, dass durch die schwindenden Systemgrenzen, die Verantwortungen zwischen voneinander abhängigen Services innerhalb eines Wertschöpfungsnetzes nicht klar geregelt sind. Im Bereich der Sicherheit gibt unterschiedliche Ansichten was die Risiken betrifft. Fakt ist, dass die Sicherheitskontrolle nach aussen, in die Wolke delegiert wird. Für grössere Firmen kann dies ein grosses Risiko bedeuten. Für KMUs hingegen kann sich die Sicherheit sogar erhöhen, weil diese sonst oft zu wenig in Firewalls und andere Schutzmassnahmen investieren. Letztlich bleibt es aber eine Frage des Vertrauens in die beteiligten Provider. Eine Aussage vom Zentrum für Technologiefolgen-Abschätzung bringt das Ganze auf einen Punkt: Alles in Allem erachten verschiedene Fachleute in der Diskussion den Umgang und die Probleme mit Cloud Computing als typisch für Erscheinungen im Informatik-Bereich: Es werden neue Konzepte, Anwendungen und Modelle verkauft, noch bevor alle Probleme erkannt, geschweige denn gelöst sind. (TA-SWISS, Cloud Computing, 2012, S. 08) Möglichkeiten Dank der offenen Schnittstellen schafft Cloud Computing die Bedingungen für derzeit noch ungeahnte Möglichkeiten neuer Geschäftsmodelle. Die Wolke ist Insbesondere für Privatpersonen oder Kleinunternehmen attraktiv, die sich scheuen, ihre IT-Infrastruktur selber zu unterhalten. Je schneller sich die Technologie entwickelt und je öfter die Software aktualisiert werden muss, desto grösser werden die Vorteile eines Cloud-Systems. Besonders die kleineren Firmen können von Cloud Computing profitieren, indem auch sie die Skalierbarkeit der Informatik besser ausnutzen können. Aus diesem Blickwinkel könnte Cloud Computing sogar dazu beitragen, IT- Lösungen gesamthaft effizienter und ökologischer zu machen, indem ineffiziente Kleinanlagen überflüssig werden (Stichwort «Green IT»). Die Fachleute sind sich einig, dass sich die Frage, ob Cloud Computing sich durchsetzt, gar nicht stellt, denn Cloud Computing gibt es bereits und wird praktiziert. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 8 / 28

14 Konzept Edu Cluster 2.2 VMware VMware, Inc. ist ein US-amerikanisches Unternehmen das 1988 gegründet wurde. Es ist weltweit der führende Anbieter im Bereich der Virtualisierungs und Cloud-Infrastrukturen. Die Lösungen werden von mehr als Kunden eingesetzt. Mit den Lösungen von VMware kann die Komplexität der IT reduziert und auf ein IT-as-a-Service-Modell umgestiegen werden. Mit dem Portfolio von Cloud-Infrastruktur und Managementlösungen, kann eine Cloud Computing Architektur implementiert, verwaltet und gesichert werden. Es werden sowohl private als auch öffentliche Clouds unterstützt vsphere VMware vsphere enthält Komponenten und Vorgänge für das Verwalten virtueller Maschinen. vsphere ermöglicht es, die Objekte der virtuellen Umgebung als verwaltete Komponenten zu betrachten. Dies können zum Beispiel virtuelle Maschinen, Hosts und Ressourcenpools sein. Die Funktionskomponenten von vsphere bieten die Möglichkeit zum Verwalten dieser Komponenten in der virtuellen Umgebung. Zudem werden vapps unterstützt. Eine vapp ist ein Container, der eine oder mehrere virtuelle Maschinen enthalten kann. vapps können einzelne virtuelle Maschinen oder komplexe multitier business Applikation darstellen. Templates können von einer vapp erstellt und einfach geklont und verteilt werden. Abbildung 2: VMware vsphere TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 9 / 28

15 Konzept Edu Cluster Zum Ausführen der vsphere-umgebung werden folgenden Komponenten benötigt: ESX/ESXi Eine Virtualisierungsplattform, die zum Erstellen virtueller Maschinen verwendet wird. Eine virtuelle Maschinen ist eine Gruppe von Konfigurations- und Festplattendateien, die zusammen alle Funktionen einer physischen Maschine Ausführen. Über ESX/ESXi können diese virtuellen Maschinen konfiguriert und ausgeführt werden. Auf den virtuellen Maschinen können Betriebssysteme und Anwendungen installiert werden. vcenter Server vcenter Server ist ein Dienst, der als zentraler Administrator für VMware ESX/ESXi-Hosts dient, die über ein Netzwerk verbunden sind. Er lenkt die Aktionen auf den virtuellen Maschinen und den Hosts der virtuellen Maschinen (den ESX/ESXi-Hosts). vcenter Server ist ein Windowsdienst, der permanent im Hintergrund ausgeführt wird. vcenter Server Datenbank Die vcenter Server Datenbank ist ein dauerhafter Speicherbereich zum Verwalten des Status der vcenter Server Umgebung. Der Zustand aller virtuellen Maschinen, Hosts und Benutzer, wird in dieser der Datenbank verwaltet. vsphere Client vsphere Client ist die primäre Benutzeroberfläche für das Erstellen, Verwalten und Überwachen von virtuellen Maschinen und deren Ressourcen und Hosts. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 10 / 28

16 Konzept Edu Cluster vcloud Director Der VMware vcloud Director ermöglicht durch die Erstellung von Pools aus Infrastrukturressourcen in virtuellen Rechenzentren, den Aufbau sicherer Hybrid-Clouds mit mehreren Mandanten. Die Ressourcen können von den Benutzern nach Bedarf verwendet werden. Im vcloud Director werden Rechenzentrumsressourcen (Computing-, Storage- und Netzwerkressourcen) sowie die zugehörigen Richtlinien in virtuellen Rechenzentren zusammengefasst. Durch die Erstellung von Hybrid-Clouds mit vsphere und VMware vcloud Director werden IT- Organisationen zu Serviceanbietern für die von ihnen betreuten Unternehmen. Auf diese Weise kann die Agilität und Effizienz der Unternehmen gesteigert werden. Abbildung 3: vcloud Director TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 11 / 28

17 Konzept Edu Cluster Die Hauptmerkmale von VMware vcloud Director sind: Virtuelle Rechenzentren Virtuelle Rechenzentren sind logische Konstrukte, die Computing-, Storage- und Netzwerkkapazitäten mit der entsprechenden Richtlinie umfassen. Eine vollständige Abstrahierung zwischen der Bereitstellung von Infrastrukturservices und den zugrunde liegenden Ressourcen wird somit ermöglicht. Sicherheit Die integrierten vshield Edge-Technologien bieten Virtualisierungsorientierte Sicherheit wie Perimeterschutz, Firewall auf Portebene, sowie NAT- und DHCP-Dienste. Diese vereinfachen die Anwendungsbereitstellung und setzen Beschränkungen, um Compliance-Standards gerecht zu werden. Durch ein Upgrade auf die vshield Edge-Lösung kommen erweiterte Dienste wie etwa Site-to-Site-VPN, Netzwerkisolierung und Internet- Lastausgleich hinzu. Weitere Informationen zum Thema Sicherheit sind in Kapitel zu finden. Schnelles Provisioning Durch die VMware Linked Clones-Technologie wird das Klonen von Basis-vApps in untergeordnete vapps beschleunigt. Dies weil nur die Änderungen in den untergeordneten Elementen gespeichert und alle sonstigen Daten aus der Basis-vApp übernommen werden. Auf diese Weise kann Storage- Kapazität gespart werden. Somit profitieren die Anwender von einer beschleunigten Bereitstellung. vapp-katalog Der vapp-katalog ermöglicht es, vorab konfigurierte Infrastruktur- und Anwendungsservices mit einem Mausklick aus dem zentralen Katalog bereitzustellen und zu nutzen. In einem Katalog können virtuelle Appliances, virtuelle Maschinen und Betriebssystem-Images bereitgestellt werden. So können Angebote standardisiert und die Fehlerbehebung, das Patching und das Änderungsmanagement vereinfacht werden. Organisationen Anwender können, mit entsprechenden Richtlinien, in Organisationen gruppiert werden. Diese Richtlinien können einem Entwicklungsteam, einer Geschäftseinheit oder anderen Gruppen mit ähnlichem Nutzungsverhalten entsprechen. Jeder Organisation können isolierte virtuelle Ressourcen, eine unabhängige LDAP-Authentifizierung, spezifische Richtlinienkontrollen und vapp-kataloge zugeordnet werden. Dank diesen Merkmalen kann eine sichere mandantenfähige Architektur aufgebaut werden, die eine kontrollierte gemeinsame Nutzung der Infrastruktur ermöglicht. Self-Service-Portal Anwender haben über ein Webportal direkten Zugriff auf ihre Kataloge und virtuellen Rechenzentren. TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 12 / 28

18 Konzept Edu Cluster vshield vshield ermöglicht die Absicherung virtueller Rechenzentren und Cloud Umgebungen auf allen Ebenen. Dazu gehören Hosts, Netzwerke, Anwendungen, Daten und Endpunkte. vshield bietet umfassende Funktionen zur Selbstprüfung und zum Schutz von Hosts und virtuellen Maschinen. Diese Funktionen stellen sicher, dass Anwendungen und Daten in VMware basierten Clouds geschützt sind. vshield App Bei vshield App handelt es sich um eine virtualisierte, anwendungsorientierte Firewall-Lösung für virtuelle Rechenzentren. vshield sorgt für den Schutz vor internen netzwerkbasierten Bedrohungen und für die Reduzierung des Risikos von Richtlinienverletzungen innerhalb der firmeninternen Sicherheitsebenen. Hierfür kommen anwendungsorientierte Firewalls mit Deep Packet Inspection zum Einsatz. Deep Packet Insprection steht für ein Verfahren, bei dem gleichzeitig der Datenteil und der Headerteil des Datenpaketes auf bestimmte Merkmale wie z.b Computerviren überprüft werden. Mithilfe von vshield App können Anwendungen unterschiedlicher Vertraulichkeitsstufen (Zonen) im selben virtuellen Rechenzentrum ausgeführt werden. Abbildung 4: vshield App TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 13 / 28

19 Konzept Edu Cluster vshield Edge Bei vshield Edge handelt es sich um eine Sicherheitslösung für den Netzwerkrand virtueller Rechenzentren. Es bietet unabdingbare Sicherheitsfunktionen, wie Netzwerksicherheits-Gateway- Dienste und Internet-Lastausgleich. In Verbindung mit dem VMware vcloud Director, automatisiert vshield Edge das sichere Provisioning von virtuellen Rechenzentren in Cloud Infrastrukturen. Durch die Aufteilung der Aufgaben, kann der Zugriff auf autorisierte Mitarbeiter begrenzt werden. Abbildung 5: vshield Edge Hauptmerkmale: Firewall mit Stateful Inspection Übersetzung der IP-Adressen von und in die virtualisierte Umgebung Maskierung der IP-Adressen virtueller Rechenzentren gegenüber nicht vertrauenswürdigen Standorten Automatisches Provisioning von IP-Adressen auf virtuellen Maschinen in vsphere Umgebungen (DHCP) Sichere Kommunikation zwischen virtuellen Rechenzentren (Site-to-Site VPN) Ausgleich der eingehenden Datenlast für den gesamten Datenverkehr inklusive Internet Datenverkehr Messung der Ressourcenauslastung im virtuellen Rechenzentrum und Zuordnung zum jeweiligen Mandanten TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 14 / 28

20 Konzept Edu Cluster vshield Endpoint Mit dieser Lösung werden Antiviren-Programme und andere Tools für die Endpunktsicherheit in VMware Umgebungen optimiert. vshield Endpoint trägt zu einer Performanceverbesserung bei, indem die Virenscanner-Aktivitäten von den einzelnen virtuellen Maschinen auf eine sichere virtuelle Appliance mit eigener Scanning-Engine übertragen werden. Bei dieser Architektur wird für die Antiviren-und Anti-Malware-Funktionen auf den virtuellen Gastmaschinen, kein Speicherplatz durch Softwareagenten belegt. Dadurch werden Systemressourcen freigegeben und das Risiko von überlasteten Ressourcen bei geplanten Scans und Signatur-Updates ausgeschaltet. Abbildung 6: vshield Endpoint vshield Manager Der VMware vshield Manager ist die Managementschnittstelle und ist in allen vshield-produkten enthalten. Er bietet eine rollenbasierte Zugriffssteuerung und die Möglichkeit, administrative Zuständigkeiten zu delegieren. Abbildung 7: vshield Manager TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 15 / 28

21 Konzept Edu Cluster vcenter Orchestrator Der VMware vcenter Orchestrator bietet direkt nutzbare Workflows, mit denen Administratoren vorhandene manuelle Aufgaben automatisieren können. Der Orchestrator ermöglicht Anwendern die Erstellung einfacher und komplexer Workflows, indem die verschiedenen Workflow- Komponenten per Drag-and-Drop zusammengestellt werden können. Die für Systemadministratoren bestimmte Workflow-Bibliothek von Orchestrator, enthält über 800 mögliche Aufgaben für häufig ausgeführte Aktionen. Mit dem Snapshot-Workflow können Administratoren beispielsweise einen Snapshot für eine große Anzahl virtueller Maschinen in einem bestimmten Ressourcenpool erstellen. Es können aber auch virtuelle Maschinen erstellt, gestartet oder geklont werden. Abbildung 8: vcenter Orchestrator TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 16 / 28

22 Konzept Edu Cluster 3 Edu Cluster 3.1 Aufbau Der Edu Cluster ist die Bezeichnung für den Zusammenschluss vom Management und Resource Cluster. Ein Cluster besteht jeweils aus einem oder mehreren ESXi Servern. Im Edu Cluster werden insgesamt fünf solcher Server eingesetzt. Ein Server bildet den Management Cluster und die anderen vier den Resource Cluster. Auf dem Management Cluster sind alle Produkte installiert, die für die Administration des Edu Clusters und für die Bereitstellung der Ressourcen zuständig sind. Der Resource Cluster stellt die Hardwareressourcen für die Studenten (Kunden) zur Verfügung. vcloud Director vcenter Orchestrator Datenbank Abbildung 9: Aufbau Edu Cluster Die klare Trennung zwischen Management und Resource Cluster wird aus 3 Gründen gemacht: Übersicht Sicherheit Ressourcenverwaltung TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 17 / 28

23 Konzept Edu Cluster Dank der Aufteilung ist jederzeit ersichtlich, welcher Bereich den Studenten zur Verfügung steht und wo nur der Administrator Zugriff hat. Auch die Sicherheit ist ein wichtiger Aspekt. Dank der Trennung können Studenten nur auf die für sie bereitgestellten Ressourcen zugreifen. Alle anderen Server und Dienste sind für die Studenten nicht erreichbar. Zudem wird die Verwaltung der Ressourcen (CPU, RAM, ) erleichtert. Auf dem Resource Cluster können alle Ressourcen für die Studenten verwendet werden und auf dem Management Cluster alle für die Infrastruktur- Produkte. Für den Edu Cluster werden noch weitere Dienste benötigt, die sich aber nicht innerhalb des Edu Clusters befinden. Die Namensauflösung und die Verwaltung der Mandanten werden von Diensten im Enterprise Lab übernommen. Auch der Datenspeicher befindet sich nicht auf den ESXi Servern und wird vom Enterprise Lab zur Verfügung gestellt. 3.2 Software Damit die Datenbank und die VMware Produkte installiert werde können, muss ein entsprechendes Betriebssystem vorhanden und installiert sein. Die Betriebssysteme werden in einer virtuellen Maschine (VM) auf dem Management Cluster installiert. Eine Ausnahme ist der ESXi Server. Dieser kann direkt auf einem physischen Server installiert werden. Für den Aufbau des Edu Clusters wird folgende Software benötigt: Produkt Betriebssystem VMware ESXi Server - VMware vcenter Server Windows Server VMware vcloud Director RedHat Server VMware vshield Manager Linux VMware vcenter Orchestrator Windows Server Microsoft SQL Server Windows Server Tabelle 1: Software Edu Cluster TA.BA_BAA+INF.F1201 Seite 18 / 28

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