Ein erster Blick auf Windows Server 2012 R2 und Hyper-V

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1 Ein erster Blick auf Windows Server 2012 R2 und Hyper-V Brien M. Posey Modern Data Protection Built for Virtualization

2 Lange Zeit galt Windows Server als solide Serverplattform, doch in Bereichen wie der Virtualisierung kann es nicht mehr mit den Konkurrenzprodukten mithalten. Als Microsoft Windows Server 2012 konzipierte, bestand eines der Hauptziele darin, einen Hypervisor zu kreieren, der gleichwertig mit den Angeboten von VMware sein sollte. Microsoft hat dieses Ziel weitestgehend erfüllt (und in einigen Bereichen sogar übertroffen), dennoch blieb weiterhin Spielraum für Verbesserungen. Der bald erhältliche Windows Server 2012 R2 soll diese Lücken in Windows Server 2012 nun schließen. Servervirtualisierung Microsoft konzentrierte sich bei Windows Server 2012 unter allen Bereichen des Betriebssystems vor allem auf Hyper-V. Daher stellt es keine Überraschung dar, dass sich Windows Server 2012 R2 ebenfalls maßgeblich auf Servervirtualisierung fokussiert. Virtuelle Maschinen der zweiten Generation Obwohl sich der Funktionsumfang von Hyper-V in den vergangenen Jahren zunehmend erweitert hat, haben virtuelle Maschinen (VMs) ihr grundlegendes Format seit ihrer Einführung unter Windows Server 2008 kaum verändert. Aus diesem Grund hat sich Microsoft zur Modernisierung von VMs unter Windows Server 2012 R2 entschlossen und das Konzept von VMs der zweiten Generation eingeführt. Bevor ich erläutere, um was es sich bei VMs der zweiten Generation handelt, möchte ich darauf hinweisen, dass VMs der ersten Generation weiterhin vollständig unterstützt werden. Sie können Ihre vorhandenen VMs mit Hyper-V auf Windows Server 2012 R2 migrieren oder Sie können neue VMs mithilfe einer Struktur der ersten oder zweiten Generation erstellen. Um das Konzept hinter der zweiten Generation von VMs verstehen zu können, muss man wissen, dass jede vorherige Windows-Version für einen Betrieb auf physikalischer Hardware konzipiert worden ist. Darum emulierten Hyper-V-VMs bestimmte physikalische Hardwaregeräte, die als universeller Standard gelten. Obwohl dieser Ansatz in der Vergangenheit gut funktionierte, neigt Hardware- Emulation dazu, langsamer als ein direkter Hardwarezugriff zu sein. Doch was am wichtigsten ist, einige der emulierten Geräte existieren einfach nicht auf modernen Servern. VMs der zweiten Generation wurden zur gemeinsamen Verwendung mit moderner Serverhardware konzipiert und benötigen keinerlei Emulation. Das Endergebnis ist eine effizientere Handwarenutzung, schnelleres Booten von VMs und eine wesentlich schnellere Installation eines Gastbetriebssystems. 2

3 Doch diese Vorteile haben ihren Preis. Insbesondere das in der VM laufende Betriebssystem muss die Geräte unterstützen können, die der Virtualisierungsumgebung zugrunde liegen. Die einzigen Betriebssysteme, die Microsoft im Rahmen von VMs der zweiten Generation unterstützt, sind 64-Bit- Editionen von Windows 8, Windows 8.1, Windows Server 2012 und Windows Server 2012 R2. Zudem muss beachtet werden, dass die Generation einer VM nach ihrer Erstellung nicht mehr geändert werden kann. Beispielsweise können Sie keine VM der ersten Generation auf eine VM der zweiten Generation upgraden. Und gleichzeitig gilt, dass keine VMs der zweiten auf eine VM der ersten Generation herabgestuft werden können. Da die VMs der zweiten Generation keine emulierte Hardware unterstützen, wundern Sie sich vielleicht, welche Arten von Hardwaregeräten auf dem Geräte-Manager laufen. Einen Vergleich finden Sie in den zwei unten stehenden Abbildungen. Abbildung A zeigt den Geräte-Manager eines Gastbetriebssystems, der auf einer VM der ersten Generation läuft. Abbildung B zeigt den Geräte-Manager einer VM der zweiten Generation. Abbildung A: Ein Geräte-Manager auf einer VM der ersten Generation. 3

4 Abbildung B: Ein Geräte-Manager auf einer VM der zweiten Generation. VMs der zweiten Generation bieten neben ihrer Leistungsfähigkeit noch viele weitere Vorteile. Als Erstes ist zu nennen, dass VMs der zweiten Generation den Secure Boot unterstützen, welcher standardmäßig aktiviert ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass jetzt von einer virtuellen SCSI-Festplatte gebootet werden kann. Tatsächlich werden IDE Virtual Hard Disks (VHDs) von VMs der zweiten Generation generell nicht unterstützt. Dies bedeutet aber zugleich, dass eine VM nicht länger von einem physikalischen SATA-DVD- Laufwerk gebootet werden kann. Wenn Sie eine VM von einer DVD booten möchten, müssen Sie ein virtuelles SCSI -DVD-Laufwerk erstellen. Zu anderen nennenswerten Änderungen bei VMs der zweiten Generation gehören eine UEFI-Firmwareunterstützung und die Fähigkeit, einen PXE- Startvorgang über einen Standard-Netzwerkadapter auszuführen. 4

5 Erweiterte Replikationsfähigkeiten Ich habe niemals ein Geheimnis daraus gemacht, dass meiner Meinung nach die Replikationsfunktion die beste Neuerung von Windows Server 2012 mit Hyper-V war. Falls Sie nicht mit dieser Funktion vertraut sein sollten: Damit kann eine VM (oder präziser gesagt eine Sammlung von VHDs) von einen Host-Server auf einen anderen Host-Server repliziert werden. Die Replikationsfunktion ist nicht so solide wie ein Failover-Clustering, aber sie kann genutzt werden, um ein geplantes oder ungeplantes Failover einer replizierten VM vorzunehmen. Das Replikat stimmt nicht hundertprozentig mit der primären VM-Kopie überein, aber in den meisten Fällen unterscheidet es sich nur um etwa fünf Minuten zur aktuellsten Version. Wie Sie sich vorstellen können, ist die Replikationsfunktion eine großartige Lösung für Organisationen, die weder über das Budget noch das technische Know-how zur Implementierung von umfangreichen Failover-Clustering-Lösungen verfügen. Leider ist die Replikationsfunktion recht eingeschränkt. Neben Failover-Funktionalitäten in Echtzeit mangelt es ihr auch an anderen Leistungsmerkmalen. Die zwei grundsätzlichen Einschränkungen der Replikationsfunktion liegen darin, dass nur ein einziges Replikationsziel bestimmt werden kann, und dass die Replikation anhand eines vom Betriebssystem vorgegebenen Zeitplans und nicht dem eines Administrators erfolgt. Beide Probleme wurden in Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V angegangen. Die wichtigste Änderung, die Microsoft an der Replikationsfunktion vorgenommen hat, besteht darin, dass eine VM nun auf zwei separate Host-Server repliziert werden kann. Dadurch ist es möglich, ein internes sowie ein externes Replikat zu erstellen. Auf diese Weise können Organisationen eine Kopie der VMs vor Ort parat haben sowie eine zweite Kopie an einem sicheren externen Ort speichern, wie einem sekundären Rechenzentrum oder in der Cloud. Man könnte nun schnell zu dem Schluss gelangen, dass diese Art der Replikation drei separate Hyper-V-Server erfordert und dass mit drei Hyper- V-Servern auf einfache Weise ein Failover-Cluster erstellt werden könnte. Obwohl dies teilweise zutrifft, ist ein Failover-Cluster bestehend aus drei Nodes ungeeignet für mehrere Rechenzentren; eine Replikation aus drei Nodes erfüllt diese Möglichkeit jedoch. 5

6 Die Wahl zwischen einem Failover-Cluster und einer Drei-Wege-Replikation ist letztendlich eine Entscheidung darüber, welche Art von Schutz die VMs benötigen. Ein Cluster aus drei Nodes liefert ein sofortiges Failover für VMs. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Replikations-Funktion ein manuelles Failover (sowohl geplant als auch ungeplant) und ermöglicht die Speicherung einer Kopie Ihrer Daten an einem sicheren externen Ort. Die beste Lösung zum Schutz Ihrer VMs besteht jedoch in der Erstellung eines Multi-Site-Clusters, doch dafür sind zusätzliche Cluster-Nodes erforderlich. Multi-Site-Cluster müssen außerdem gewisse Infrastrukturanforderungen beispielsweise bei der Latenz und Domänenmitgliedschaft erfüllen. Die andere grundlegende Änderung, die Microsoft an der Replikationsfunktion vorgenommen hat, ist die Möglichkeit, den Replikationsprozess zeitlich zu planen. Wie schon zuvor erwähnt, hat Windows Server 2012 mit Hyper-V ein festgelegtes Replikationsintervall von fünf Minuten. Eine Replikation konnte weder schneller noch langsamer abgeschlossen werden. Unter Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V ist es nun möglich, den Replikationszeitplan anzupassen. Inhalte einer VM können jetzt in einem Intervall von dreißig Sekunden oder in einem längeren Intervall von fünfzehn Minuten repliziert werden. Es ist offensichtlich, weshalb sehr häufige Replikationen vorteilhaft sein können. Denn je häufiger eine VM repliziert wird, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit eines Datenverlusts aufgrund einer beschädigten Primärkopie. Sie wundern sich deshalb vielleicht, warum jemand den Replikationsprozess verlangsamen und damit eine VM seltener replizieren würde. Der Grund einer nicht so häufigen Replikation liegt darin, wie Hyper-V Replikationsfehler handhabt. Wenn ein Replikationsfehler auftritt, stoppt der gesamte Replikationsprozess. Der Administrator muss die Ursache des Replikationsfehlers beheben und anschließend den Replikationsvorgang manuell neu starten. Ein Replikationsfehler wird ausgelöst, wenn zwölf Replikationszyklen unmittelbar nacheinander fehlgeschlagen. Wenn Sie Ihre VMs jede dreißig Sekunden replizieren, kann ein Replikationsfehler nach sechs Minuten einer getrennten Verbindung auftreten. Dies stellt eventuell kein großes Problem bei Organisationen mit einer sehr zuverlässigen Verbindung dar, aber wenn Replikationen über langsame oder unzuverlässige Verbindungen erfolgen, ist die Wahrscheinlichkeit einer Verbindungsunterbrechung von sechs Minuten größer. In solchen Situationen könnte das Replikationsintervall auf fünfzehn Minuten eingestellt und ein Replikationsfehler damit erst nach vollen drei Stunden einer getrennten Verbindung ausgelöst werden. 6

7 Leistungsoptionen für Livemigration Die Livemigration bezieht sich auf die Fähigkeit, eine laufende VM von einen Hyper-V-Host-Server auf einen anderen zu verschieben. Microsoft konzentrierte sich bei Windows Server 2012 mit Hyper-V stark auf Livemigrationen. Zu den damals neuen Funktionen gehörte das simultane Ausführen von Livemigrationen und die Livemigration einer VM zu einem Hostserver, unabhängig davon, ob er sich im gleichen Cluster wie der Host-Server, auf dem die VM gerade lief, befand. Unter Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V stellte Microsoft einige Optionen zur Leistungsverbesserung für die Livemigration vor. Zuvor fand eine Livemigration über eine TCP/IP-Standardverbindung statt. Diese Option gibt es noch immer unter Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V, aber sie ist nicht als Standardeinstellung ausgewählt. Die neue Standardoption ist Livemigration unter Verwendung von Komprimierung, d. h. die Inhalte des VM-Speichers werden vor der Übertragung zum Host-Server, auf den die VM live migriert werden soll, komprimiert. Damit kann die Livemigration wesentlich schneller durchgeführt werden. Der tatsächlich zu erwartende Leistungsgewinn variiert erheblich je nach verwendeter Speicherkapazität der VM. Microsoft bietet zusätzlich zur Komprimierungsoption eine SMB-Option an. Anstatt den VM-Speicher zu komprimieren, werden die Speicherinhalte über eine SMB-Verbindung übertragen. Bei dieser Option müssen beide Hyper-V- Hosts über Netzwerkadapter mit Unterstützung für Remote Direct Memory Access (RDMA) verfügen. In Abbildung C sehen Sie die Performance-Optionen der Livemigration. 7

8 Abbildung C: Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V bietet verschiedene Performance-Optionen für die Livemigrationen an. Export- und Klonfunktionalitäten Schon seit langem konnten Hyper-V-Administratoren eine VM exportieren, was gleichzeitig eine rudimentäre Methode zum Klonen von VMs darstellt. Dieser Prozess funktioniert er ist aber nicht so einfach oder reibungslos, wie bestimmte Funktionen, die von einigen Backup-Anwendungen angeboten werden. Die größte Einschränkung beim Exportieren und Klonen von Hyper-V-VMs in der Vergangenheit bestand darin, dass VMs während des Exports ausgeschaltet werden mussten. Diese Beschränkung gilt unter Windows Server 2012 R2 nicht länger. Jetzt lässt sich eine VM selbst dann exportieren, wenn sie gerade läuft. Oberflächlich betrachtet wirkt diese Verbesserung von Hyper-V eventuell trivial, doch in bestimmten Situationen kann die Möglichkeit des Exports laufender VMs sehr hilfreich sein. Wenn Sie beispielsweise eine Produktions-VM zur Verwendung in einer Laborumgebung klonen wollen, dann möchten Sie die Produktionsmaschine nicht offline nehmen, bloß um sie klonen zu können. Noch einmal zur Erinnerung: Es gibt auch Backup-Anwendungen, mit denen Sie eine virtuelle Laborumgebung basierend auf Ihrer Produktionsumgebung mühelos erstellen können, ohne einen Export- oder Klonvorgang durchführen zu müssen. 8

9 Die Möglichkeit eine laufende VM exportieren zu können, kann auch für Migrationstestläufe nützlich sein. Wenn Sie beispielsweise die Migration einer VM zu einem gehosteten Cloud-Service in Betracht ziehen, könnten Sie mithilfe der Exportfunktion eine VM klonen und den Migrationsvorgang testen, ohne Ihre Produktions-VM dabei offline nehmen zu müssen. Obwohl Sie eine VM über den Hyper-V Manager exportieren können, wie in Abbildung D dargestellt, gibt es zwei PowerShell-cmdlets, die ebenfalls verwendet werden können. Das Export-VM-cmdlet dient zum Export einer VM. Auf ähnliche Weise kann das Export-VM-Snapshot-cmdlet zum Exportieren einer VM anhand eines zuvor erstellten Snapshots genutzt werden. Abbildung D: Mit Hyper-V kann eine laufende VM exportiert werden. 9

10 Dateien auf eine laufende VM kopieren Eine andere neue Funktion ist das Kopieren von Dateien auf eine laufende VM. In der Vorgängerversion von Hyper-V hatte ein Administrator, der Dateien auf eine VM schreiben musste, mehrere verschiedene Optionen. Eine Option bestand darin, eine Dateifreigabe innerhalb einer VM einzurichten und damit Dateien über das Netzwerk auf die VM zu kopieren. Bei einer anderen Option musste die VM heruntergefahren und eine VHD verbunden werden, um anschließend darauf Daten zu kopieren. Dies war im Allgemeinen die gebräuchliche Methode, wenn ein Administrator wesentliche Änderungen an den Inhalten einer VHD vornehmen musste. Unter Windows Server 2012 R2 können Dateien nun auf eine laufende VM ohne Verwendung einer Netzwerkverbindung kopiert werden. Um diese Option nutzen zu können, müssen die Integrationsdienste auf der VM installiert sein und ein spezieller Integrationsdienst namens Guest Services, der standardmäßig nicht aktiviert ist, eingeschaltet werden. Die Guest Services können über den Hyper-V Manager, wie in Abbildung E dargestellt, aktiviert werden oder Sie können ein PowerShell-cmdlet mit der Bezeichnung Enable- VMIntegratonService verwenden. Abbildung E: Die Guest Services müssen aktiviert sein, damit Dateien ohne Verwendung einer Netzwerkverbindung auf eine laufende VM kopiert werden können. 10

11 Durch Ausführen der Guest Services kann der Kopiervorgang aktiviert werden. Sie benötigen jedoch weiterhin einen Mechanismus zum Kopieren von Dateien auf eine VM. Bei diesem Mechanismus handelt es sich um ein neues PowerShell-cmdlet namens Copy-VMFile. Ändern der Größe einer virtuellen Festplatte (VHD) Microsoft hat unter Windows Server 2012 ein neues auf VHDX-basierendes, virtuelles Festplattenformat vorgestellt. Das VHDX-Format hebt viele Beschränkungen des herkömmlichen VHD-Formats auf. Unter Windows Server 2012 R2 gibt es jetzt die Möglichkeit, die Größe einer auf VHDX-basierenden virtuellen Festplatte selbst bei laufender VM zu ändern. Damit lässt sich eine VHD vergrößern oder verkleinern. Beim Ändern der Größe einer VHD auf einer laufenden VM sind jedoch zwei Dinge zu beachten: Erstens wird diese Funktion nur für VHDX-Dateien unterstützt und die VHD muss über einen virtuellen SCSI-Controller mit der VM verbunden sein. Zweitens hat das Ändern der Größe einer VHD einen ähnlichen Effekt wie das Installieren einer neuen Hardware auf einem physikalischen Server. Anders gesagt, das Ändern der Größe einer VHD ändert ebenfalls ihre Rohkapazität, jedoch nicht die Größe der darauf befindlichen Volumen. Dies bedeutet aber nicht, dass Volumen nicht angepasst werden können aber dies ist ein separater Vorgang. Je nach Volumenstruktur muss eventuell der Inhalt eines Volumens gelöscht werden, um die Größe des Volumens anpassen zu können. Quality of Service (QoS) für Speicher Kommt Ihnen der Begriff Quality of Service (QoS) bekannt vor? Das liegt möglicherweise daran, dass Qos in dieser oder anderer Form seit mehr als einem Jahrzehnt verwendet wird. QoS bezieht sich normalerweise auf einen Netzwerkstandard, der zur Begrenzung der Bandbreitennutzung oder zur Reservierung von Bandbreite für eine bestimmte Anwendung genutzt wird. Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V stellt eine neue Form von QoS namens Storage QoS vor. Die grundlegende Annahme hinter der Servervirtualisierung ist jedoch die Tatsache, dass alle VMs, die auf einem bestimmten Host-Server laufen, sich einen endlichen Pool von physikalischen Hardware-Ressourcen teilen. Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Servervirtualisierung liegt darin, sicherzustellen, dass keine der VMs so viele physikalische Ressourcen verschlingt, dass andere VMs quasi ausgehungert werden. 11

12 Mit Hyper-V war es schon immer einfach, den Ressourcenverbrauch für Aspekte wie CPU-Auslastung oder Speichernutzung zu begrenzen. Selbst die Festplattennutzung lässt sich relativ einfach steuern. Es gab jedoch keine praktische Methode, um den Festplatten-I/O-Verbrauch nativ zu steuern. Hier kommt die neue Storage-QoS-Funktion ins Spiel. Wie in der Abbildung F zu sehen ist, können Sie mit Storage-QoS den Festplatten-I/O-Verbrauch für einzelne virtuelle Festplatten begrenzen. Dies ist eine großartige Möglichkeit, um zu verhindern das VMs mit I/O-intensiven Anwendungen ihre Nachbar-VMs ausbremsen. Abbildung F: Mit der Storage-QoS-Funktion lässt sich der Disk-I/O-Verbrauch einer VHD einschränken. Unterstützung von Dynamic Memory Dynamic Memory bezieht sich auf die Fähigkeit von Hyper-V, einer VM je nach Bedarf physikalischen Speicher zuzuteilen oder wieder freizugeben. Die Idee dahinter ist, dass die VM-Dichte für einen bestimmten Host maximiert werden kann, indem VMs mit genau der physikalischen Speicherkapazität versorgt werden, die sie tatsächlich benötigen (nicht mehr und nicht weniger) und dadurch der physikalische Speicher so effektiv wie möglich genutzt werden kann. 12

13 Obwohl Hyper-V diese Art von Dynamic Memory schon lange unterstützt, trifft dies nur auf Windows-Betriebssysteme zu. Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V unterstützt Dynamic Memory nun auch für VMs, die unter Linux- Betriebssystemen laufen. Nebenbei ist noch zu erwähnen, dass Microsoft ebenfalls einige Änderungen an der Windows Server-Sicherung vorgenommen hat und nun Backups für VMs unter Linux erstellt werden können. Leider ist die Windows Server-Sicherung nur eine sehr simple Backup-Lösung, die für die meisten Produktionsumgebungen ungeeignet ist. Freigegebene virtuelle Festplatten Die VHD-Freigabefunktion unter Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V scheint eine der am meisten missverstandenen Funktionen des neuen Betriebssystems zu sein. Der Name lässt darauf schließen, dass mit dieser Funktion eine VHD auf mehreren VMs freigegeben werden kann. Obwohl dies teilweise zutrifft, richtet sich diese Funktion tatsächlich an Guest-Cluster. Ihnen ist sicherlich bekannt, dass Windows Server schon lange das Erstellen von Failover-Clustern ermöglicht. Das Konzept dahinter: Für eine unterstützte Anwendung kann ein Cluster erstellt werden, sodass die Anwendung bei einem Ausfall des zugrunde liegenden Servers sofort auf einen alternativen Cluster-Node verschoben werden kann, auf dem die Anwendung ihren unterbrechungsfreien Betrieb fortsetzen kann. Failover-Cluster waren ursprünglich zur Verwendung auf physikalischen Servern vorgesehen. Im Moment stellen Organisationen ihre physikalischen Server dagegen ganz rapide auf virtuelle Server um. Viele Organisationen sind sogar so weit gegangen, ihre physikalischen Cluster-Nodes in VMs zu verwandeln und dabei Guest-Cluster zu erstellen. Ein Guest-Cluster ist eine Failover-Cluster- Umgebung, die ausschließlich auf virtualisierter Hardware existiert. Microsoft unterstützt die Verwendung von Guest-Clustern selbst mit der vorherigen Version von Hyper-V. Doch erwartungsgemäß müssen vielzählige Anforderungen erfüllt werden, damit ein Guest-Cluster unterstützt wird. Eine der ehemals wichtigsten Anforderungen bestand darin, dass Guest-Cluster- Nodes (VMs, die als Cluster-Nodes agieren) über eine iscsi-verbindung oder eine Fibre-Channel-Verbindung mit einem freigegebenen Speicher verbunden sein mussten. Hier kommt die neue VHD-Freigabefunktion ins Spiel. Anstatt zu fordern, dass Guest-Cluster-Nodes via iscsi oder Fibre-Channel mit dem freigegebenen Speicher verbunden sein müssen, kann der Guest-Cluster den Standardspeicher in Form einer freigegebenen VHDX-Datei nutzen. Dafür muss die VHDX-Datei auf einem Cluster Shared Volume gespeichert werden. 13

14 Die Verwendung einer freigegebenen VHD hat keinen Einfluss auf die Livemigration, solange jeder Host, auf den die VM möglicherweise migriert werden kann, eine Verbindung zur freigegebenen VHD-Datei beibehält. Die Livemigration von Speicher (die Möglichkeit einen VM-Speicher bei laufender VM zu verschieben) wird hingegen beeinträchtigt. Bei einer Speicher- Livemigration einer freigegebenen VHD muss eine der Guest-Cluster-Nodes offline genommen werden. Virtueller Hyper-V-Switch Microsoft hat unter Windows Server 2012 R2 maßgebliche Änderungen am virtuellen Hyper-V-Switch vorgenommen und seine Leistungsfähigkeit durch den Einsatz von Receive Side Scaling (RSS) verbessert. Diese Technologie verteilt die Netzwerklast über mehrere CPU-Kerne, um einen höheren Gesamtdurchsatz zu erzielen. Microsoft hat ebenfalls versucht, die Leistungsfähigkeit durch einen dynamischen Lastausgleich des Netzwerkverkehrs zu verbessern. Windows Server 2012 stellte zwar ein NIC-Teaming auf Softwareebene vor, nahm aber keinerlei Lastverteilung zwischen den NICs innerhalb des Teams vor. Dies hat sich unter Windows Server 2012 R2 geändert, wo ein dynamischer Lastausgleichsmechanismus den Verkehr von NIC zu NIC innerhalb des NIC- Teams verschiebt, um den höchstmöglichen Durchsatz zu erreichen. Microsoft erlaubt nun ebenfalls die Konfiguration von Port-ACLs über den virtuellen Switch. Dies sind großartige Neuigkeiten für diejenigen, die Multi- Tenant-Umgebungen betreiben, da die Netzwerksicherheitsrichtlinien nicht auf VM-Ebene verwaltet werden müssen. Verbesserungen beim Failover-Clustering Beim Failover-Clustering unter Windows Server 2012 R2 wurde die Hauptaufmerksamkeit auf das neue Shared Virtual Harddisk Feature gelenkt. Darüber hinaus hat Microsoft beinahe unbemerkt eine Vielzahl von Verbesserungen beim Failover-Clustering selbst vorgenommen, die meist marginal, aber dennoch nützlich sind. Beispielsweise hat Microsoft den Mechanismus zum Erkennen des Cluster-Node-Status verbessert und eine automatische VM-Ausgleichsfunktion beim Herunterfahren implementiert, womit VMs automatisch live migriert werden können, wenn ein Cluster-Node abgeschaltet wird. 14

15 Die am wenigsten beachtete Verbesserung am Failover-Clustering ist der automatische Tiebreaker ein Entscheidungskriterium. Failover-Cluster basieren auf einem Modell der Node-Mehrheit, d. h. damit der Cluster weiterhin funktionsfähig bleibt (sein Quorum beibehält) muss die Mehrheit der Cluster-Nodes online und verfügbar sein. Microsoft definiert diese Mehrheit als die Hälfte plus eins. Bei einem Vier-Node-Cluster sind beispielsweise drei Nodes notwendig, um die Funktionsfähigkeit des Clusters (sein Quorum) zu erhalten. Dieses Modell funktioniert sehr gut bei internen Clustern, aber nicht so gut bei Multi-Site-Clustern. Bei einem Ausfall der WAN-Verbindung entstände der Eindruck, als ob alle Nodes des anderen Standorts offline wären. Wenn keiner der Standorte über die Mehrheit der Cluster-Nodes verfügt (und alle dieser Nodes funktionsfähig sind), verliert der Cluster sein Quorum. Dies ist ein schwieriger Fall, da die Möglichkeit eines Failovers auf Standortebene eliminiert wird, wenn die Mehrheit der Nodes an einem der Standorte platziert wird. Die einzige, bisher machbare Lösung bestand darin, die gleiche Anzahl an Nodes an jedem Standort einzurichten und dann einen Tiebreaker-Node (oder einen Witness-Server) an einem dritten Standort zu verwenden, um ein Failover auf Standortebene zu ermöglichen. Unter Windows Server 2012 R2 wurde nun eine neue Tiebreaker-Funktion hinzugefügt. Anstatt eines dritten Standorts kann jetzt festgelegt werden, welcher Standort im Fall einer Aufteilung von 50/50, die bei einem WAN-Ausfall vorkommen könnte, den Vorrang erhalten soll. Enhanced Session Mode Für Administratoren in kleinen und mittleren Unternehmen ist der neue erweiterte Sitzungsmodus möglicherweise eine der willkommensten Verbesserungen an Hyper-V. Wenn Sie Hyper-V über Hyper-V Manager verwalten, dann wissen Sie, dass die Interaktionsfähigkeit mit einer VM relativ beschränkt ist. Früher wurden bei der Herstellung einer Verbindung mit einer VM über Hyper-V Manager die Tastatur- und Mauseingaben zur VM und die Bildschirmaktualisierungen zurück zur Konsole gesendet. Außer diesen Bedienvorgängen standen als einzig andere Interaktionsoptionen mit der VM über Hyper-V Manager einige begrenzte Dateikopiermöglichkeiten zur Verfügung. Wenn Sie mit einer VM auf eine Weise kommunizieren mussten, die eher einer Interaktion mit einem physikalischen Server entsprach, dann bestand die beste Möglichkeit darin, eine Remotedesktopdienst-Sitzung direkt mit einer VM anstatt über den Hyper-V Manager herzustellen. Diese Methode führte im Allgemeinen zu einem besseren Ergebnis, aber dafür musste der Administrator die Zeit aufbringen, eine Remoteverwaltung der VM einzurichten. Außerdem musste die VM dafür mit einem von außen zugänglichen virtuellen Netzwerk verbunden werden. 15

16 Unter Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V bietet Microsoft einen erweiterten Sitzungsmodus an, der eher der Option ähnelt, die bei einer direkten Verbindung mit einer VM mithilfe eines Remotedesktopdiensts hergestellt wird. Insbesondere bedeutet dies, dass eine gewisse Anzahl an lokalen Ressourcen bei Nutzung der VM-Verbindung umgeleitet werden kann. Zu einigen dieser Ressourcen gehören Audio, Drucker, die Zwischenablage, USB-Geräte, Smartcards, Laufwerke und selbst einige unterstützte Plug-and-Play-Geräte. Leider wird der erweiterte Sitzungsmodus nicht von jedem Gastbetriebssystem unterstützt. Im Moment sind dies nur Windows Server 2012 R2 und Windows 8.1. Microsoft ermöglicht nicht nur die Umleitung von einigen Geräten, sondern bietet auch eine neue VM Direct-Connect-Funktion an. Kurz gesagt, mit der VM Direct-Connect-Funktion können Administratoren eine Remotedesktopverbindung über den VM-Bus mit jeder laufenden VM herstellen. Obwohl dies auf den ersten Blick nicht neu klingt, ist diese Verbindungsmethode auf solch eine Weise implementiert, dass ein Administrator selbst dann eine Verbindung herstellen kann, wenn die VM über keine normalerweise erreichbare IP-Adresse verfügt. Automatic VM Activation Eine andere nützliche Verbesserung unter Windows Server 2012 R2 mit Hyper-V ist die automatische VM-Aktivierung. Windows Server 2012 R2 Datacenter Edition verfügt über eine Lizenz, die eine unbegrenzte Anzahl an Windows Server 2012 R2 VMs auf jedem lizenzierten Host ermöglicht, ohne dass Produktschlüssel von Gastmaschinen manuell verwaltet oder VMs aktiviert werden müssen. Für die automatische VM-Aktivierung muss der Host-Server unter Windows Server 2012 R2 Datacenter Edition laufen. Zu den Gastbetriebssystemen, die eine automatische Aktivierung unterstützen, gehören Windows Server 2012 R2 Datacenter, Standard und Essentials. Um die automatische Aktivierung einschalten zu können, muss der Host ordnungsgemäß lizenziert und aktiviert werden. Anschließend muss ein einfacher Befehl von einer Eingabeaufforderung mit erhöhten Rechten ausgeführt werden. Dieser Befehl kopiert den automatischen VM- Aktivierungsschlüssel (AVMA) in die VM und schließt die Aktivierung ab. Der Befehl lautet: SLMGR /IPK <AVMA_Keys> Alternativ dazu kann der AVMA-Schlüssel ebenfalls einer Datei für die unbeaufsichtigte Installation hinzugefügt werden. 16

17 Die automatische Aktivierungsfunktion ist mehr als eine Zeitersparnis. Sie ist äußerst hilfreich in Umgebungen, wo keine Internetverbindung verfügbar ist. Früher mussten VMs in solchen Umgebungen per Telefon aktiviert werden, was pro VM mehrere Minuten dauerte. Versionsübergreifende Livemigration Eine der größten Einschränkungen unter Hyper-V war schon immer die Tatsache, dass alle Migrationsziele bei der Livemigration unter der gleichen Hypervisor-Version laufen mussten. Microsoft lockerte diese Beschränkung mit der Veröffentlichung von Windows Server 2012 R2. Zum allerersten Mal ist eine versionsübergreifende Livemigration möglich. Server, auf denen derzeit Windows Server 2012 läuft, können nun eine Livemigration der VMs auf Windows Server 2012 R2 Server ausführen. Nur diese Art der versionsübergreifenden Livemigration wird möglich sein. Sie können keine Livemigration von Windows Server 2012 R2 auf Windows Server 2012 oder eine andere herkömmliche Windowsversion ausführen. Obwohl diese versionsübergreifende Livemigration unidirektional ist, bietet sie dennoch herausragende Vorteile. Der Grund dafür: Mit der versionsübergreifenden Livemigration gelingt das Upgrade auf Windows Server 2012 R2 beinahe mühelos. Anstatt umfangreicher Planungen und einer manuellen Migration können Organisationen Windows Server 2012 R2 Computer in aller Ruhe implementieren und dann ganz einfach ihre bestehenden VMs mittels Livemigration auf eine neue Plattform migrieren. Deduplizierung laufender VMs Mit Windows Server 2012 R2 unterstützt Microsoft endlich die Deduplizierung laufender VMs. Dies hat eine Reihe interessanter Vorteile. Zuerst kann die Deduplizierung die Speicherauslastung von VMs verringern. Die meisten Organisationen versuchen einen gewissen Grad an Konsistenz über alle ihre VMs herzustellen, indem Sie beispielsweise soweit wie möglich ein gemeinsames Gastbetriebssystem oder eine gemeinsame Reihe von Patches verwenden. Dies führt aber zu einem hohen Grad an Redundanzen in der virtuellen Serverumgebung, wobei sich die meisten davon per Deduplizierung entfernen lassen. Dies gilt besonders für VDI-Umgebungen, die eventuell über Hunderte von Kopien eines identischen virtuellen Desktops verfügen. Das Endergebnis sind erheblich Einsparungen des Speicherplatzes. Doch was am allerwichtigsten ist, die Reduzierung des notwendigen Speicherplatzbedarfs kann bedeuten, dass eine Organisation jetzt die Vorteile eines hochleistungsfähigeren Speichers nutzen kann, was zuvor ohne Deduplizierung aus Kostengründen unmöglich gewesen wäre. Der VM-Speicherplatzbedarf kann beispielsweise so weit reduziert werden, dass die Nutzung von Solid- State-Speicher bezahlbar wird. 17

18 Ein anderer Vorteil der Deduplizierung von laufenden VMs besteht darin, dass nur eine einzige Kopie jedes Speicherblocks gespeichert wird. Der Nebeneffekt davon ist, dass gemeinsam verwendete Speicherblöcke entweder in den Solid- State-Speicher oder in den Speicher zwischengespeichert werden können. Diese Zwischenspeicherung von häufig verwendeten Speicherblöcken kann zu unglaublichen Verbesserungen bei der Leistung führen. Sonstige Funktionsmerkmale Obwohl Microsoft unter Windows Server 2012 R2 ein großes Augenmerk auf Servervirtualisierung gelegt hat, gibt es ebenfalls eine Reihe von neuen oder verbesserten Funktionen, die nicht im direkten Zusammenhang mit der Servervirtualisierung stehen. Viele dieser Funktionen, die sich nicht in die Kategorie Hyper-V-Funktionsmerkmale einordnen lassen, beeinflussen dennoch die Virtualisierungsinfrastruktur. Work Folders Schon seit langem können Windows-Desktop-Versionen Inhalte für eine Offlineansicht synchronisieren. Dies erlaubte es Anwendern verschiedene Dateien zu bearbeiten, während sie vom Firmennetzwerk getrennt waren. Die Änderungen wurden bei der nächsten Verbindung mit dem Netzwerk dann automatisch synchronisiert. Diese Funktionalität ist noch immer unter Windows Server 2012 R2 und Windows 8.1 vorhanden, doch wurde sie modernisiert. Die Datei- und Ordnersynchronisationsfunktionen unter Windows Server 2012 R2 und Windows 8.1 werden als Work Folders bezeichnet. Work Folders sind so konzipiert, dass Anwender Inhalte über eine Vielzahl heterogener Geräte synchronisieren können. Das an sich ist eine Neuerung, da unter den vorherigen Windows-Versionen davon ausgegangen wurde, dass Anwender Inhalte nur auf einem einzigen Gerät synchronisieren würden. Doch am allerwichtigsten, Work Folders sind in die systemeigenen Windows Server-Dateidienste eingebunden. Dies bedeutet, dass ein Dateiserver als zentraler Synchronisationspunkt agieren kann und dort Failover-Clustering- Funktionen nutzt, um dafür eine Hochverfügbarkeit herzustellen. Zudem helfen Back-End-Dateiserverfunktionen Datenverlust durch Sicherheitsverletzungen zu vermeiden. Ein Beispiel: Wenn ein Anwender auf einem Laptop eine Datei erstellt und diese dann mit dem Dateiserver synchronisiert, kann Windows Server so konfiguriert werden, dass die Inhalte der Datei analysiert und entsprechend klassifiziert werden. Wenn die Datei sensible Informationen enthält, kann sie anhand von IRM-Richtlinien (Information Rights Management) verarbeitet werden, bevor sie erneut mit dem Endgerät synchronisiert wird. 18

19 Desired State Configuration Konfigurationsabweichungen waren schon immer eines der größten Probleme von sehr großen Umgebungen. Normalerweise verwenden Organisationen dieser Größe Templates, um sicherzustellen, dass alle VMs erstmalig entsprechend den Sicherheitsrichtlinien des Unternehmens konfiguriert werden. Mit der Zeit werden diese Konfigurationen jedoch verändert (eventuell aufgrund von Problemhebungen usw.). Diese Art der Konfigurationsänderungen sind auch unter dem Begriff Konfigurationsabweichungen (configuration drift) bekannt. Windows Server 2012 R2 bietet über PowerShell ein Tool an, das hilft, die Wahrscheinlichkeit von Konfigurationsabweichungen zu reduzieren. Dieses Tool heißt Desired State Configuration (DSC). Da das DSC-Tool auf PowerShell basiert, ist es etwas gewöhnungsbedürftig und bedarf auch etlicher Vorarbeit, um seine Vorteile tatsächlich voll auszuspielen. Ein Administrator kann mit diesem Tool eine PowerShell-Datei erstellen, in der die entsprechenden Konfigurationen für eine gewisse Serverklasse definiert werden. So können beispielsweise die Rollen und Funktionen, die auf einem Dateiserver vorhanden bzw. nicht vorhanden sein sollten, festgelegt werden. Darüber hinaus können weitere Konfigurationsdetails wie individuelle Registrierungseinstellungen festlegt werden. Sobald die Konfigurationsdatei erstellt worden ist, kann sie zur Erstellung einer MOF-Datei verwendet werden, mit deren Hilfe VMs konfiguriert werden können. Diese Option wird jedoch erst richtig interessant, wenn man sich die Möglichkeiten der Push- als auch Pullkonfigurationen anschaut. Anders gesagt, mit den PowerShell-Scripten können nagelneue Maschinen eingerichtet werden. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, dass Maschinen regelmäßig die Konfigurationsdatei überprüfen, mit ihren eigenen Konfigurationen vergleichen und etwaige Unterschiede anpassen. Dies sollte eine große Hilfe bei der Eliminierung von Konfigurationsabweichungen bieten. Was jedoch noch von weit größerem Nutzen sein dürfte, ist die Möglichkeit, das DSC-Tool als zentrale Methode für breit angelegte Änderungen zu verwenden. Wenn ein Administrator beispielsweise entscheidet, eine Konfigurationsänderung an allen Webservern einer Organisation vorzunehmen, dann muss dieser Vorgang nicht manuell für jede Maschine einzeln ausgeführt werden. Stattdessen kann die PowerShell-Datei mit allen Änderungen aktualisiert werden und die individuellen Maschinen können anschließend einen Abgleich vornehmen, die Änderungen erkennen und übernehmen. 19

20 Storage-Tiering Windows Server 2012 weist zahlreiche Verbesserungen im Bereich Storage auf. Die vielleicht sichtbarste dieser Verbesserungen war die Einführung von Windows-Speicherpools, wobei es sich um einen Mechanismus zur Abstraktion physikalischen Speichers handelt. Speicherpools sind schlussendlich nur eine Ansammlung von physikalischen Festplatten. Auf dem Speicherpool können VHDs erstellt und vom Betriebssystem verwendet werden. Mit dem Assistenten für neue virtuelle Festplatten können sogar gespiegelte oder Paritätsspeicher innerhalb des Speicherpools erstellt werden. Alle diese Möglichkeiten bestanden auch schon unter Windows Server 2012, doch unter Windows Server 2012 R2 wurden sie um das Konzept der Speicherebenen (Storage-Tiers) erweitert. In Abbildung G können Sie sehen, dass Windows Server 2012 R2 innerhalb des Speicherpools zwischen mechanischem Speicher und Solid-State-Speicher unterscheidet. Bei der Erstellung einer VHD können verschiedene Ebenen (Tiers) eingerichtet werden, bei der die am häufigsten verwendeten Speicherblöcke auf einem Solid- State-Speicher zwischengespeichert werden und der mechanische Speicher für alles andere verwendet wird. Der tatsächliche Caching-Vorgang erfolgt einhundertprozentig dynamisch und im Hintergrund. Abbildung G: Windows Server 2012 R2 unterscheidet zwischen mechanischem Speicher und Solid- State-Speicher. Wie in Abbildung I zu sehen ist, können die Speicher-Tiers individuell für jede VHD eingestellt werden. Zudem können Administratoren die Größe der schnellen Speicher-Tiers festlegen, um zu verhindern, dass der verfügbare Solid-State-Speicher des Servers überlastet wird. 20

21 Abbildung I: Speicher-Tiers werden individuell für jede virtuelle Festplatte festgelegt. Storage-Pinning Ein etwas unbeachteter Aspekt von Tiered Speicher ist die Möglichkeit, eine Datei direkt an eine schnellere Speicherebene anzuheften, d. h. dieser zuzuweisen. Dies ist nützlich, falls regelmäßig zu verwendende Dateien vorhanden sind. Angenommen, Sie würden einen Speicher mit mehreren Tiers für VDI nutzen. VDI-Umgebungen nutzen gelegentlich ein Masterimage einer VM und eine Vielzahl an differenzierenden Datenträgern. Sie könnten das Masterimage der VM direkt einer schnellen Speicherebene zuweisen und dann die individuellen differenzierenden Datenträger einem langsameren Tier. Write-Back Cache Tiered Speicher kann auch dazu verwendet werden, eine Form von Write-Back Cache zu implementieren. Normalerweise unterstützt Hyper-V keine Cache, um Daten auf Festplatten zu schreiben. Alle Schreibvorgängen werden für gewöhnlich sofort verarbeitet und nicht im Speicher zwischengespeichert. Unter Windows Server 2012 R2 können Schreibvorgänge jedoch im Solid-State- Speicher zwischengespeichert werden. 21

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