Die Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen

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1 Die Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen Zusammenfassung Mehr als 75 Prozent der Fortune 500-Unternehmen haben Servervirtualisierung in ihren Rechenzentren eingeführt, und der Anteil wächst bei Unternehmen aller Größen. Es wird jedoch geschätzt, dass die Firmen, die Virtualisierung verwenden, nur etwa 20 Prozent ihrer Server von physischen Bereitstellungen migriert haben. Dieses White Paper beschäftigt sich mit den Bedenken und Problemen von Unternehmen, die zögern, ihre unternehmenskritischen Anwendungen zu virtualisieren, und erläutert, wie man noch größere Vorteile durch die Virtualisierung erreichen kann. März 2010

2 Copyright 2010 EMC Corporation. Alle Rechte vorbehalten. EMC ist der Ansicht, dass die Informationen in dieser Veröffentlichung zum Zeitpunkt der Veröffentlichung korrekt sind. Die Informationen können jederzeit ohne vorherige Ankündigung geändert werden. DIE INFORMATIONEN IN DIESER VERÖFFENTLICHUNG WERDEN SO WIE SIE SIND ZUR VERFÜGUNG GESTELLT. DIE EMC CORPORATION MACHT KEINE ZUSICHERUNGEN ODER ÜBERNIMMT KEINE HAFTUNG JEDWEDER ART IM HINBLICK AUF DIE IN DIESEM DOKUMENT ENTHALTENEN INFORMATIONEN UND SCHLIESST INSBESONDERE JEDWEDE IMPLIZITE HAFTUNG FÜR DIE HANDELSÜBLICHKEIT UND DIE EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK AUS. Für die Nutzung, das Kopieren und die Verteilung der in dieser Veröffentlichung beschriebenen EMC Software ist eine entsprechende Softwarelizenz erforderlich. Eine aktuelle Liste der Produkte von EMC finden Sie unter EMC Corporation Trademarks auf emc2.de. Alle anderen in diesem Dokument erwähnten Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. Teilenummer h6859 Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 2

3 Inhalt Executive Summary... 4 Einleitung... 4 Zielgruppe... 4 Virtualisierung ist jetzt weit verbreitet... 4 Geschäftskritische Anwendungen sind die Basis des Unternehmens... 6 Bedenken bezüglich der Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen... 6 Performance... 7 Konsolidierung Optimiertes Management Hohe Verfügbarkeit und Business Continuity Hohe Verfügbarkeit Business Continuity ISV-Support und Proven Solutions ISV-Support Proven Solutions Fallstudie Corporate Express Fazit Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 3

4 Executive Summary Unternehmen aller Größen haben von den finanziellen und betrieblichen Vorteilen der Virtualisierung erfahren, die in den letzten Jahren zum wichtigen Thema geworden ist. Die meisten dieser Firmen haben die Vorteile der Virtualisierung in ihren Anwendungen der unteren Ebenen genutzt, z. B. Dateiserver, Web-Server, Netzwerk-Services und Infrastrukturserver. Ungeachtet des Erfolges, den diese Firmen mit der Virtualisierung ihrer Anwendungen der unteren Ebenen hatten, zögern sie, die Virtualisierung auf die nächste Ebene zu erweitern, also unternehmenskritische Tier-1-Anwendungen zu virtualisieren. Die Gründe, warum Tier-1-Anwendungen nicht virtualisiert werden, sind vielfältig. In den meisten Fällen haben die Firmen gezögert, die Virtualisierung auf Tier-1-Anwendungen zu erweitern, weil sie Einschränkungen in der Anwendungs-Performance, Änderungen in den Management-Verfahren und -Methoden, Risiken bezüglich der Ausfallzeiten und der Business Continuity sowie Unsicherheiten bei der Vorgehensweise befürchten. In einigen Fällen fehlt auch das Know-how darüber, welche grundlegenden Fortschritte in den letzten Jahren in der Virtualisierungstechnologie gemacht wurden. Unabhängig von der Motivation für das Hinauszögern der Tier-1-Anwendungsvirtualisierung sollte es offensichtlich sein, dass die Vorteile, die diese Firmen aus ihren aktuellen Virtualisierungsinvestitionen erzielt haben, durch die künftige Virtualisierung ihrer Tier-1-Anwendungen erhöht werden können. Einleitung In diesem White Paper werden Probleme und Lösungen bei der Virtualisierung von Tier-1-Anwendungen erläutert. Zuerst wird beschrieben, wie sich Tier-1-Anwendungen von anderen Unternehmens- und Infrastrukturanwendungen unterscheiden und welche besonderen Anforderungen Tier-1-Anwendungen mit sich bringen. Anschließend werden einige Bedenken aufgeführt, die Firmen bei der Übertragung ihrer unternehmenskritischen Anwendungen in eine virtuelle Umgebung haben. Im letzten Teil des Dokuments finden Sie Informationen und Beispiele zu Produkten von VMware und EMC sowie Technologien und Servicelösungen, die die Virtualisierung von Tier-1-Anwendungen erleichtern können. Zielgruppe Die Zielgruppe für dieses White Paper sind IT-Manager, die bereits mit der Virtualisierung des Rechenzentrums begonnen haben. Sie haben bereits von den vielen Vorteilen der Servervirtualisierung für Anwendungen der unteren Ebenen profitiert, aber noch nicht den Schritt zur Virtualisierung von Tier-1-Anwendungen gewagt. Schwerpunkte dieses Dokuments: Anforderungen geschäftskritischer Anwendungen Bedenken und Probleme bei der Virtualisierung von Tier-1-Anwendungen Kosten (für Management, Wartung und Verfügbarkeit), wenn keine Virtualisierung stattfindet Beispiele von Firmen, die ihre geschäftskritischen Anwendungen erfolgreich virtualisiert haben Informationen zu EMC Proven Solutions und EMC Consulting Services, die für Architektur, Entwurf, Implementierung und Management der Lösung sowie zur Schulung von IT-Mitarbeitern bezüglich der Bereitstellung und den Best Practices verwendet werden können Virtualisierung ist jetzt weit verbreitet Die Virtualisierung hat die Art, wie Unternehmen ihre Serveranwendungen im Rechenzentrum ausführen, revolutioniert. Mehr als 75 Prozent der Fortune 500-Unternehmen haben die Servervirtualisierung in ihren Rechenzentren eingeführt, und der Anteil wächst bei Unternehmen aller Größen. Diese Unternehmen profitieren von einem geringeren Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 4

5 Kapitalaufwand, reduzierten Betriebskosten, reduziertem administrativem Overhead, geringeren Ausfallzeiten, höherer Verfügbarkeit und hervorragender Disaster Recovery. In einer aktuellen Umfrage von VMware unter Kunden wurde festgestellt, dass mehr als 50 Prozent der Teilnehmer Microsoft SQL Server und Microsoft SharePoint und die Hälfte der Teilnehmer IBM WebSphere virtualisiert hatten. Die Umfrage ergab außerdem, dass 36 Prozent der Teilnehmer Microsoft Exchange virtualisiert hatten. Bei den Oracle-Nutzern hatten 34 Prozent Oracle-Datenbanken und 41 Prozent Oracle-Middleware virtualisiert. Abbildung 1. Prozentsatz der Kunden, die Produktionsanwendungen auf VMware ausführen Bei einer kürzlichen Umfrage von Gartner 1 wurde festgestellt, dass 73 Prozent der Kunden die x86-virtualisierung für unternehmenskritische Anwendungen in der Produktion verwenden. Diese Umfrage beweist zusammen mit den Erfahrungen von VMware, dass die Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen jetzt durchaus üblich ist. Es wird jedoch trotz dieser Ergebnisse vermutet, dass die Firmen, die die Virtualisierung nutzen, nur etwa zehn bis 20 Prozent ihrer Server von der physischen in die virtuelle Umgebung migriert haben. Diese Server stellen meist Anwendungen der unteren Ebenen bereit, die zwar wichtig, aber nicht geschäftskritisch sind. Die Anwendungen der unteren Ebenen bringen nicht den ganzen Betrieb zum Stillstand, wenn sie für einen kurzen Zeitraum offline sind. Im Gegensatz dazu sind Tier-1-Anwendungen unternehmenskritisch; sie sind unentbehrlich für das Unternehmen. Ein Ausfall dieser Anwendungen kostet Geld und kann sogar das Image der Marke schädigen. In der Vergangenheit haben Unternehmen gezögert, diese Anwendungen in eine neue Umgebung zu verlagern, meist aus folgenden Gründen: Performance-Abfall Veränderungen im Management virtueller Maschinen, im Networking und bei den Anwendungs-SLAs Risiken im Zusammenhang mit der Verfügbarkeit, den Ausfallzeiten und der Business Continuity Unsicherheit bei der Vorgehensweise Nur wenn diese Bedenken ausgeräumt werden, können Entscheidungsträger das Vertrauen fassen, um den nächsten Schritt zu gehen zu einem vollständig virtualisierten Rechenzentrum und dann weiter zu einer Private Cloud. Die enormen Fortschritte bei modernen Hypervisors und der Virtualisierungsmanagement-Software haben einige dieser Bedenken beseitigt. 1 Linux and Windows Server Virtualization is Picking Up Steam, ID-Nr.G Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 5

6 Geschäftskritische Anwendungen sind die Basis des Unternehmens Geschäftskritische Anwendungen sind die Basis des Unternehmens. Laut Definition muss eine unternehmenskritische Anwendung verfügbar sein, damit die Mitarbeiter ihrer Arbeit nachgehen können, Partner mit dem Unternehmen zusammenarbeiten können und Kunden Produkte und Services erwerben können. Wenn eine unternehmenskritische Anwendung auch nur für einige Minuten offline ist, verliert das Unternehmen Geld, Markenwert und das Vertrauen seiner Kunden und Partner. Auch wenn jedes Unternehmen seine eigenen geschäftskritischen Anwendungen hat, haben die meisten eine oder mehrere der folgenden Anwendungen bereitgestellt: -Anwendungen wie Microsoft Exchange CRM-Anwendungen wie SAP Datenbankanwendungen wie Microsoft SQL Server und Oracle Anwendungen für die Zusammenarbeit wie Microsoft SharePoint Tier-1-Anwendungen sind häufig in Multi-Tier-Serverumgebungen anzutreffen, was das Management noch komplexer macht, da Verfügbarkeit und Performance-Probleme einen oder mehrere Server betreffen können. Um die Anforderungen an die Performance, Verfügbarkeit und das Change-Management in einer physischen Serverumgebung zu erfüllen, haben Unternehmen komplexe Infrastrukturen und Prozesse erstellt: Komplexe und teure Hardware- und Software-Cluster und Methoden zum Lastausgleich ermöglichen eine hohe Verfügbarkeit. Große High-End-Server sind erforderlich, um die Performance-Anforderungen zu erfüllen und Spitzenarbeitslasten zu bewältigen. Anwendungsspezifische Hardware- und Softwarelösungen von Drittanbietern dienen zum Backup von Daten, Anwendungsservices und Betriebssystemen. Komplexe Disaster-Recovery-Runbooks definieren Prozesse und Verfahren für IT-Mitarbeiter. Anforderungen an die Disaster Recovery und Business Continuity führen zu doppelter Hardware am Recovery-Standort. Entwicklungs- und Testzentren sind voneinander getrennt, damit Entwickler neue Komponenten der Tier-1-Lösung erstellen und Tester die Software- oder Hardwareprobleme beheben können. Diese Vorgehensweise beim Management von Tier-1-Anwendungen erhöht die: Kosten: Ein großer Teil der Investitionskosten wird für den Erwerb von Servern für die Aufwärts- und Auswärts-Skalierbarkeit und zur Replikation der primären Standorte an den Recovery-Standorten ausgegeben. Komplexität: Herkömmliche Lösungen für hohe Verfügbarkeit erfordern komplexe Hardware- und Softwarekonfigurationen von verschiedenen Anbietern. Risiken: Die Kosten für die Disaster Recovery und Business Continuity halten viele Firmen davon ab, ihre Pläne umzusetzen, während die Verfügbarkeitsforderungen andere davon abhalten, ihre vorhandenen Pläne zu testen. Geschäftskritische Anwendungen können eindeutig von dem durch Virtualisierung ermöglichten vereinfachten Management und Kosteneinsparungen profitieren, doch viele Unternehmen zögern noch. Bedenken bezüglich der Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen Bedenken in Bezug auf die Performance sind einer der wichtigsten Gründe, die IT-Organisationen davon abhalten, Tier-1-Anwendungen in eine virtualisierte Umgebung zu verlagern. Entscheider auf der geschäftlichen Seite möchten sichergehen, dass durch Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 6

7 ein gemeinsam genutztes Hardwaremodell keine Engpässe entstehen, dass der erforderliche Durchsatz gegeben ist und keine Einschränkungen durch den Hypervisor oder die Virtualisierungsmanagement-Infrastruktur entstehen. Frühere Hardware- und Software-Virtualisierungslösungen haben die Bedenken nicht vollständig ausgeräumt. Doch in den letzten Jahren wurden große Fortschritte bei der Performance und Vervollkommnung von Prozessortechnologien, Hypervisor und Virtualisierungsmanagement-Software erzielt. Diese Fortschritte ermöglichen die Virtualisierung von Tier-1-Anwendungen. Die neue Generation von Lösungen, die auf VMware vsphere aufbauen, löst das Performance-Problem. Wenn in Unternehmen die Kenntnisse über das Management und die Lösungen für physische Umgebungen separat vom Know-how über virtuelle Umgebungen vorhanden sind, schränkt dies die IT-Effizienz ein. Deshalb würden die meisten IT-Organisationen gerne alle Anwendungen virtualisieren. Doch das Risiko, etwas zu ändern, was bisher funktioniert, ist hoch. Die Anwendungseigentümer möchten nicht riskieren, dass ihre Backup-/Wiederherstellungs- und Business-Continuity-Lösungen in der neuen Umgebung versagen. Sie müssen sicher sein, dass die Anforderungen an eine hohe Verfügbarkeit und die Disaster Recovery erfüllt werden. Technologien von VMware und EMC wie vmotion, VMware High Availability, VMware Fault Tolerance, VMware vcenter Site Recovery Manager und EMC Replication Manager können diese Bedenken problemlos ausräumen. Eines ist klar: Wenn Unternehmen Vertrauen in die Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen haben sollen, müssen sie nicht nur wissen, dass die aktuellen Lösungen eine entsprechende Performance und Zuverlässigkeit bieten, sondern dass sie auch kosteneffizient sind und die Firma sie anhand bewährter Vorgehensweisen und Erfahrungswerte implementieren kann. Im nächsten Abschnitt dieses Dokuments erfahren Sie, was diese Lösungen leisten und wie neue Technologien den Wandel zur Virtualisierung von einer oder mehreren Anwendungen erleichtern. Folgende Themen werden behandelt: Performance Konsolidierung Hohe Verfügbarkeit und Business Continuity Bewährte Lösungen Performance Ein Großteil der Bedenken bezüglich der Virtualisierung von Tier-1-Anwendungen bezieht sich auf die Performance. Engpässe auf irgendeiner Ebene einer Multi-Tier- Lösung kann zu verminderter Anwendungs-Performance führen und sich negativ auf die Mitarbeiterproduktivität oder die Kundenzufriedenheit auswirken. Die Bedenken hinsichtlich der Performance von Virtualisierungslösungen der ersten Generationen waren verständlich. VMware ESX Server 2.0 hatte nur eine vcpu und 3,6 GB Arbeitsspeicher pro virtueller Maschine und weniger als I/O pro Sekunde bei Unterstützung eines Nettodurchsatzes von 380 Mbit/s. Diese Parameter entsprechen natürlich nicht den Anforderungen von geschäftskritischen Anwendungen. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 7

8 Abbildung 2. Verbesserung der ESX-Performance im Laufe der Zeit Wie Sie in Abbildung 1sehen können, hat sich die Lage im Bereich Virtualisierung seit ESX 2.0 deutlich verändert. VMware vsphere (ESX 4.0) unterstützt jetzt bis zu acht vcpus pro virtueller Maschine, bis zu 255 GB Arbeitsspeicher pro virtueller Maschine und über I/O pro Sekunde sowie einen Durchsatz von 30 Gbit/s. Parallel dazu haben Weiterentwicklungen bei der neuen Generation von Multicore-Intel-x86-Nehalem-Chipsätzen die Performance von Hypervisor erheblich verbessert. Daher können die meisten Tier-1- Anwendungen, die bei früheren Versionen von ESX Server nicht für die Virtualisierung geeignet waren, jetzt mit VMware vsphere mit derselben, wenn nicht sogar besseren Performance im Vergleich zu aktuellen physischen Implementierungen virtualisiert werden. Beispielsweise habe VMware-Engineers Oracle 11g Release 2 auf Red Hat Enterprise Linux 5.1 mit einer Bereitstellung auf einem Acht-Core-CPU Intel Xeon-basierten Server mit einer TPC-C-Arbeitslast getestet. Wie in dargestellt Abbildung 2, haben die Engineers festgestellt, dass die virtuelle Lösung fast perfekt skaliert wurde, als sie die Anzahl der CPUs von eins auf acht erhöhten. Die Tests ergaben außerdem Folgendes: Weniger als 15 Prozent Overhead für eine virtuelle Maschine mit acht vcpus Performance von insgesamt Datenbanktransaktionen pro Sekunde I/O-Vorgänge pro Sekunde Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 8

9 Abbildung 3. Vergleich der Datenbank-Performance auf Hardware- und virtuellen Installationen Als VMware mithilfe des VMware Capacity Planners mehr als Server in Produktionsumgebungen von Kunden analysierte, wurde festgestellt, dass die überwiegende Mehrheit der Server weniger als 500 I/Os pro Sekunde erforderte. VMware verglich anschließend die Festplatten-I/O-Anforderungen pro Sekunde (IOPS) aller Server in der Studie mit den I/O-Anforderungen für SQL Server und dem Prozentsatz der SQL Server, die einen bestimmten Festplatten-I/O-Wert erfordern. Wie Sie in sehen können Abbildung 3, benötigte nur ein kleiner Prozentsatz der Server in der Studie fast Festplatten-IOPS. Wenn Sie diese Daten mit den bekannten SQL Server-Implementierungen vergleichen, wird deutlich, dass nur etwa zehn Prozent einen Festplatten-IOPS von mehr als 100 erfordern. VMware vsphere kann auf bis zu IOPS skaliert werden, was zeigt, dass vsphere für die I/O-Anforderungen fast aller Datenbankbereitstellungen, selbst für die anspruchsvollsten unternehmenskritischen Anwendungen, skaliert werden kann. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 9

10 Abbildung 4. SQL I/O-Anforderungen bei Serverinstallationen VMware verwendet Vergleichswerte von SAP Sales and Distribution (SD), um den Overhead zu bestimmen, der bei der Verwendung einer virtualisierten CRM-Anwendung durch 300 bis 815 Anwender entsteht. Wie Abbildung 5 zeigt, hat VMware festgestellt, dass der Overhead durchschnittlich unter zehn Prozent lag. Abbildung 5. SAP SD-Benchmarks auf Hardware- und virtuellen Installationen Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 10

11 Konsolidierung Während die Serverkonsolidierung und die daraus resultierenden Kostenvorteile ein häufiger Grund für die Virtualisierung von Anwendungen der unteren Ebene sind, ist die Konsolidierung bei der Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen nicht die treibende Kraft. Doch trotz der Tatsache, dass viele geschäftskritische Anwendungen einen Multi-Tier-Aufbau haben und daher mehrere Server zur Erstellung der kompletten Lösung erfordern, können Tier-1-Anwendungen ebenfalls deutliche Vorteile aus der Serverkonsolidierung gewinnen. Abbildung 6. Wie viele Cores kann eine Anwendung auf x86-servern mit vier Sockeln skalieren? Durch die Fortschritte in der Chip-Technologie bieten Multicore-Server eine immer bessere CPU-Performance. Doch nur wenige Anwendungen können von einer großen Core-Anzahl profitieren. Die Virtualisierungstechnologie kann Unternehmen dabei unterstützen, die Leistungsfähigkeit von Multicore-Servern zu nutzen, um eine größere Anzahl von Anwendern zu unterstützen. In Abbildung 7 sehen Sie beispielsweise eine typische SAP-Implementierung. Wie es bei vielen komplexen Tier-1-Anwendungen der Fall ist, umfasst diese Implementierung mehr als 50 Server in Schulungs-, Entwicklungs-, QA-/Test- und Produktionsumgebungen. Wir haben festgestellt, dass in einer typischen physischen Umgebung mit mehr als 50 Servern eine Nichtproduktions-zu-Produktions-Konsolidierungsrate von 7:1 erzielt werden kann, wohingegen Konsolidierungsraten von 10:1 üblich sind. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 11

12 Abbildung 7. Serverkonsolidierungsraten in einer typischen SAP-Bereitstellung Microsoft Exchange ist ein weiteres Beispiel für eine Tier-1-Anwendung, die von der Konsolidierung profitieren kann. Exchange ist zu einer robusten, unternehmenskritischen Multi-Tier-Anwendung herangereift, die Rollen für Transport-Hub, Edge, Client-Zugriff und Mailbox-Server umfasst. Um eine hohe Verfügbarkeit zu ermöglichen, haben IT-Organisationen Netzwerk-Lastausgleich sowie Standby-Server für Exchange Server eingesetzt. Mit VMware vsphere und Konsolidierungsraten von bis zu 5:1 können IT-Organisationen dieselbe oder eine höhere Verfügbarkeit mit sehr viel weniger physischen Servern erzielen sowie Exchange Server-Rollen konsolidieren und Standby-Server entfernen. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 12

13 Abbildung 8. Serverkonsolidierungsraten in einer typischen Exchange Server-Implementierung Wenn Datenbankadministratoren versuchen, Datenbanken zu konsolidieren, um die TCO und den Management-Overhead zu reduzieren, treffen sie auf verschiedene Probleme, die die Konsolidierung erschweren. Administratoren verwenden normalerweise zwei Methoden der Datenbankkonsolidierung: Mehrere Instanzen Eine gemeinsam genutzte Instanz Abbildung 9. SQL-Konsolidierungsmethoden: mehrere Instanzen und eine gemeinsam genutzte Instanz Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 13

14 Jede Methode bringt bestimmte Performance- und Sicherheitsprobleme mit sich: Keine von beiden ermöglicht die Isolierung des Betriebssystems Ressourcenisolierung für mehrere Instanzen erfordert Windows Resource Manager Bei beiden Methoden gibt es keinen Lastausgleich zwischen den physischen Knoten Ressourcenisolierung erfordert SQL Resource Governor Für die Konsolidierung der gemeinsam genutzten Instanz gibt es keine Datenbankisolierung Diese Einschränkungen machen es schwierig, eine hochverfügbare, sichere Umgebung für die konsolidierte Lösung zu erstellen. Virtualisierung bietet dagegen eine Lösung. Abbildung 10 stellt eine virtualisierte Umgebung dar, die Konsolidierung und Performance- Optimierung bereitstellt. Diese Lösung behält die Isolierung von Datenbank und Betriebssystem bei, da jede Datenbank auf einer eigenen virtuellen Maschine ausgeführt wird. Die virtualisierte Lösung ermöglicht es, Ressourcen für jede der Datenbanken durch die Erstellung von Reservierungen für virtuelle Maschinen und die Erstellung von Prioritäten und Maximalwerten für Hardware-Ressourcen bereitzustellen. Abbildung 10. Verwendung von P2V zur effizienten und sicheren Konsolidierung von SQL Server Zusätzlich kann VMware vmotion und Distributed Resource Scheduling verwenden, um virtuelle Rechner automatisch von einem virtuellen Server auf einen anderen zu verschieben, sodass Datenbanken immer die Hardwareressourcen zur Verfügung stehen, die zur Einhaltung der entsprechenden SLAs benötigt werden. Darüber hinaus werden durch die Konsolidierung von Datenbanken auf virtuellen Maschinen einige Software- Lizenzgebühren eingespart. Optimiertes Management Eine unternehmensweite virtuelle Infrastruktur, die Tier-1-Anwendungen bereitstellt, erfordert robuste Management-Tools. Idealerweise ermöglichen die Management-Tools eine Transparenz über mehrere Ebenen der virtuellen Bereitstellung. Dazu gehört die Anzeige von Informations- und Konfigurationsoptionen für folgende Ebenen: virtueller Server, virtueller Server-Cluster, virtuelle Maschine, Speicher und Anwendungen, sodass den Administratoren der einzelnen IT-Bereiche alle Aspekte der Bereitstellung angezeigt werden. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 14

15 Virtualisierung abstrahiert die Anwendungen von der Hardware, dadurch ist das Tracking von Anwendungen und Rechnern erschwert. Es werden Tools benötigt, die dieses Konzept verstehen und die Architektur eindeutig darstellen, damit ein einfaches Management möglich ist. Netzwerk-, Server- und Anwendungs-Teams müssen aufgrund der Virtualisierung enger zusammenarbeiten. Teams müssen sich anpassen und benötigen Tools, die die Kommunikation untereinander erleichtern und eine Transparenz der anderen Zuständigkeitsbereiche ermöglichen. Es sollten Plug-Ins wie die EMC Plug-Ins für vcenter bereitgestellt werden, um einen transparenten Zugriff auf die Software und die Hardware-Infrastruktur zu bieten. Es ist wichtig, Sicherheitsprobleme mit Software zu bekämpfen, beispielsweise mit VMware VMsafe und Sicherheits-Plug-Ins wie RSA für die Protokollierung, die Authentifizierung und die Vermeidung von Datenverlusten. VMware und EMC arbeiten zusammen, um eine einzige transparente Lösung für das Management der virtuellen Infrastruktur, der Speicher-Arrays und der Replikationsumgebung bereitzustellen. Management-Plug-Ins von EMC wie EMC Navisphere und EMC Ionix können beispielsweise mit der VMware vcenter-konsole zusammen verwendet werden. Darüber hinaus kann das Netzwerk-Team die Vorteile von virtuellen Switches wie z. B. Cisco 1000v nutzen, die wie andere Cisco-Switches in einem physischen Netzwerk gemanagt werden. Hohe Verfügbarkeit und Business Continuity Hohe Verfügbarkeit Hohe Verfügbarkeit ist für jede Tier-1-Anwendung unerlässlich. Selbst ein Ausfall von wenigen Minuten kann ein Unternehmen finanziell schädigen. IT-Teams haben viel Zeit damit verbracht, eine hochverfügbare Umgebung für Tier-1-Anwendungen in nicht virtualisierten Umgebungen zu erstellen, doch diese Bemühungen sind oft teuer, anfällig und unzuverlässig. Die Virtualisierung kann die Hochverfügbarkeitsinfrastruktur für Ihre Tier-1-Anwendungen optimieren und vereinfachen. Zu den wichtigen VMware-Funktionen, die die Hochverfügbarkeit einfacher und zuverlässiger gestalten, gehören: VMware High Availability VMware vmotion VMware Distributed Resource Scheduler VMware Fault Tolerance VMware High Availability VMware High Availability (HA) bietet eine anwenderfreundliche, kosteneffiziente hohe Verfügbarkeit für Anwendungen, die auf virtuellen Maschinen ausgeführt werden. Falls ein physischer Server ausfällt, werden die betroffenen virtuellen Maschinen automatisch auf anderen Produktionsservern mit freien Kapazitäten neu gestartet. Falls das Betriebssystem ausfällt, startet VMware HA die betroffene virtuelle Maschine auf demselben physischen Server neu. Die Kombination aus VMware HA und den anderen Verfügbarkeitsfunktionen der VMware vsphere-plattformen ermöglicht IT-Organisationen, die für ihre wichtigen Anwendungen erforderlichen Verfügbarkeitsstufen auszuwählen und ganz einfach bereitzustellen. VMware HA ermöglicht IT-Organisationen Folgendes: Ungeplante Ausfallzeiten und IT-Serviceunterbrechungen werden minimiert, gleichzeitig wird dedizierte Standby-Hardware und die Installation zusätzlicher Software überflüssig. In der gesamten virtualisierten IT-Umgebung wird kostengünstig eine einheitlich hohe Verfügbarkeit geboten, ohne die Kosten und Komplexität von Failover-Lösungen, die entweder an Betriebssysteme oder bestimmte Anwendungen gebunden sind. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 15

16 VMware HA ermöglicht Unternehmen, eine hohe Verfügbarkeit für alle Anwendungen bereitzustellen, die auf einer virtuellen Maschine ausgeführt werden. Mit VMware HA können IT-Organisationen Folgendes bieten: Absicherung von Anwendungen ohne andere Failover-Option Bereitstellung einer kosteneffizienten hohe Verfügbarkeit für Anwendungen, die auf einer virtuellen Maschine ausgeführt werden. Hochverfügbarkeitslösungen sind häufig ziemlich komplex und teuer und daher normalerweise für unternehmenskritische Anwendungen reserviert. VMware HA bietet eine kosteneffiziente Hochverfügbarkeitslösung, die eine hohe Verfügbarkeit für Anwendungen ermöglicht, die zuvor nicht berücksichtigt wurden, und kann außerdem eine Verfügbarkeit der Enterprise-Klasse für geschäftskritische Anwendungen bereitstellen. Etablierung von konsistenten Maßnahmen Sicherheitsmaßnahmen für die gesamte IT-Umgebung Im Gegensatz zu anderen Hochverfügbarkeitslösungen, die an bestimmte Betriebssysteme oder Anwendungen gebunden sind und häufig sehr komplex in der Verwendung sind, bietet VMware HA eine anwenderfreundliche Hochverfügbarkeitslösung, die auch in heterogenen Umgebungen einfach und einheitlich bereitgestellt werden kann. Reduzierung der Kosten und der Komplexität Vermeiden Sie die Kosten und Komplexität von Failover-Lösungen, die entweder an Betriebssysteme oder bestimmte Anwendungen gebunden sind, indem Sie VMware HA einsetzen, um jede Hardware, jedes Betriebssystem und jede Anwendung, die in einer virtuellen Infrastruktur ausgeführt werden, mit minimalen Kosten und minimalem Management-Overhead zu schützen. VMware HA ermöglicht, dass Ihre Tier-1-Anwendungen immer online sind und die Verfügbarkeitsanforderungen erfüllen. VMware vmotion VMware vmotion ermöglicht die Verlagerung von geschäftskritischen Arbeitslasten zwischen Mitgliedern eines ESX-Arrays ohne Ausfallzeiten. vmotion macht es möglich, Hardware und Software ohne Unterbrechungen zu warten, sodass unternehmenskritische Anwendungen konfiguriert, gemanagt, gewartet und aktualisiert werden können, ohne dass die Anwendungen offline genommen werden und die Firmenumsätze schmälern. VMware vmotion bietet Ihnen folgende Möglichkeiten: Hardware-Wartung ohne geplante Ausfallzeiten Proaktive Migration virtueller Maschinen von ausgefallenen Servern oder Servern mit unterdurchschnittlicher Performance Automatische Optimierung und Zuweisung von Ressourcen-Pools für eine optimale Hardwarenutzung und Anpassung an geschäftliche Prioritäten Die Live-Migration einer virtuellen Maschine von einem physischen Server auf einen anderen mit VMware vmotion wird durch drei zugrunde liegende Technologien ermöglicht: Zuerst wird der gesamte Status einer virtuellen Maschine von einem im gemeinsamen Speicher befindlichen Satz Dateien konserviert. Dabei kann es sich um Fibre Channel oder ein iscsi Storage Area Network (SAN) oder Network Attached Storage (NAS) handeln. VMware vstorage VMFS ermöglicht, dass mehrere Installationen von VMware ESX gleichzeitig auf dieselben Dateien der virtuellen Maschine zugreifen. Im zweiten Schritt werden der Arbeitsspeicherinhalt und der genaue Ausführungsstatus einer virtuellen Maschine über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk zügig übertragen, sodass die virtuelle Maschine sofort von der Ausführung auf dem Quell-ESX-Host auf den Ziel-ESX-Host umschalten kann. Die Verlagerung bleibt vom Anwender unbemerkt, da vmotion die laufenden Speichertransaktionen in einer Bitmap erfasst. Nachdem der gesamte Speicher- und Systemstatus auf den Ziel-ESX-Host übertragen wurde, schaltet vmotion die virtuelle Quellmaschine auf Standby, kopiert die Bitmap auf den Ziel-ESX- Host und lässt die virtuelle Maschine auf dem Ziel-ESX-Host weiter laufen. Dieser gesamte Prozess dauert in einem Gigabit-Ethernet-Netzwerk weniger als zwei Sekunden. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 16

17 Drittens virtualisiert der zugrunde liegende ESX-Host auch die Netzwerke, die von der virtuellen Maschine verwendet werden, sodass die Netzwerkidentität und die Netzwerkverbindungen der virtuellen Maschine auch nach der Migration beibehalten werden. vmotion verwaltet die virtuelle MAC-Adresse als Teil des Prozesses. Nachdem der Zielmaschine aktiviert wurde, sendet vmotion einen Ping an den Netzwerkrouter, um sicherzustellen, dass dieser den neuen physischen Standort der virtuellen MAC-Adresse kennt. Da bei der Migration der virtuellen Maschine mit vmotion der genaue Ausführungsstatus, die Netzwerkidentität und die aktiven Netzwerkverbindungen beibehalten werden, gibt es keine Ausfallzeiten und keine Unterbrechung für den Anwender. Ihre unternehmenskritischen Tier-1-Anwendungen bleiben online, auch unter Bedingungen, unter denen nicht virtualisierte Instanzen der Anwendung nicht mehr verfügbar wären. VMware Distributed Resource Scheduler VMware Distributed Resource Scheduler (DRS) gleicht die Datenverarbeitungskapazität durch mehrere Hardwareressourcen, die in logischen Ressourcen-Pools zusammengefasst sind, dynamisch aus. Anschließend wird die Nutzung in den Ressourcen-Pools kontinuierlich überwacht und verfügbare Ressourcen auf Basis von vordefinierten Regeln, die den geschäftlichen Anforderungen und wechselnden Prioritäten entsprechen, werden der virtuellen Maschine intelligent zugewiesen. Wenn bei einer virtuellen Maschine eine erhöhte Arbeitslast auftritt, weist VMware DRS automatisch zusätzliche Ressourcen durch Neuverteilung der virtuellen Maschinen auf den physischen Servern im Ressourcen-Pool zu. VMware DRS ermöglicht IT-Organisationen Folgendes: Priorisierung der Ressourcen für die wichtigsten Anwendungen, um die Ressourcen an die geschäftlichen Ziele anzupassen Automatische, kontinuierliche Optimierung der Hardwarenutzung, um auf veränderte Bedingungen zu reagieren Bereitstellung dedizierter Ressourcen für Unternehmensbereiche bei gleichzeitiger Nutzung der optimierten Hardwarenutzung durch Ressourcen-Pools Serverwartung ohne Ausfallzeiten VMware DRS fasst die Datenverarbeitungskapazitäten von mehreren Servern in logischen Ressourcen-Pools zusammen und weist den virtuellen Maschinen verfügbare Ressourcen auf Basis von vordefinierten Regeln, die den geschäftlichen Anforderungen und veränderlichen Prioritäten entsprechen, intelligent zu. Mit VMware DRS können Anwender Regeln und Policys definieren, die bestimmen, wie virtuelle Maschinen Ressourcen gemeinsam nutzen und wie diese Ressourcen zwischen mehreren virtuellen Maschinen priorisiert werden. Wenn bei einer virtuellen Maschine eine erhöhte Arbeitslast auftritt, wertet VMware DRS zuerst die Priorität anhand der festgelegten Ressourcenzuweisungsregeln und Policys aus und weist bei Bedarf zusätzliche Ressourcen zu. Ressourcen werden der virtuellen Maschine entweder durch Migration auf einen anderen Server mit mehr verfügbaren Ressourcen oder durch Schaffung von mehr Platz auf dem bestehenden Server durch Migration anderer virtueller Maschinen auf andere Server zugewiesen. Die Live-Migration von virtuellen Maschinen auf andere physische Server wird für den Endanwender vollständig transparent mit VMware vmotion durchgeführt. VMware DRS kann für den Betrieb im Automatik- oder im manuellen Modus konfiguriert werden. Im Automatikmodus bestimmt VMware DRS die bestmögliche Verteilung der virtuellen Maschinen auf den verschiedenen physischen Servern und migriert die virtuellen Maschinen automatisch auf die am besten geeigneten physischen Server. Im manuellen Modus gibt VMware DRS eine Empfehlung für die optimale Platzierung der virtuellen Maschinen und überlässt dem Systemadministrator die Entscheidung, ob eine Änderung vorgenommen werden soll. Eine flexible hierarchische Organisation der Ressourcen-Pools ermöglicht Administratoren, die verfügbaren IT-Ressourcen an die geschäftlichen Anforderungen anzupassen. Einzelnen Geschäftsbereichen können dedizierte IT-Ressourcen zugewiesen werden, wobei trotzdem die Effizienz der Ressourcen-Pools genutzt werden kann. Solide Zugriffsberechtigungen sorgen dafür, dass routinemäßige Infrastrukturaufgaben für den Ressourcen-Pool eines Geschäftsbereichs einem für diesen Geschäftsbereich zuständigen Systemadministrator übertragen werden können. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 17

18 VMware DRS stellt sicher, dass Tier-1-Anwendungen nicht einfach nur ausgeführt werden, sondern mit der bestmöglichen Performance laufen. VMware Fault Tolerance VMware Fault Tolerance (FT) nutzt die bekannten Kapselungseigenschaften der Virtualisierung durch Integration der hohen Verfügbarkeit direkt in den x86-hypervisor, um Hardware-Fehlertoleranz für virtuelle Maschinen bereitzustellen. Dazu ist keine angepasste Hardware oder Software erforderlich. Gastbetriebssysteme und Anwendungen müssen nicht geändert oder neu konfiguriert werden. Sie registrieren nicht einmal die vom ESX Hypervisor auf x86-architekturebene transparent bereitgestellte Absicherung. FT nutzt die VMware vlockstep-technologie, um eine aktive, sekundäre virtuelle Maschine zu erstellen und beizubehalten, die im virtuellen Lockstep mit der primären virtuellen Maschine ausgeführt wird. Die sekundäre virtuelle Maschine befindet sich auf einem anderen Host und führt genau dieselbe Sequenz virtueller (Gast-) Anweisungen wie die primäre virtuelle Maschine aus. Die sekundäre virtuelle Maschine erhält denselben Input wie der primäre und kann jederzeit ohne Datenverlust oder Serviceunterbrechung übernehmen, falls die primäre Maschine ausfällt. Beide virtuellen Maschinen werden als eine Einheit gemanagt, laufen jedoch auf unterschiedlichen physischen Hosts (manchmal sogar in verschiedenen Gebäuden, falls Sie die Installation so konfigurieren). Da die Lösung direkt in den Virtualisierungs-Stack integriert ist, können Sie die virtuelle Maschine mit wenigen Klicks sichern und so die Kosten für Bereitstellung, Konfiguration, Lizenzierung und Betrieb minimieren. Gastbetriebssysteme und Anwendungen bleiben unverändert. Backup VMware Infrastructure ist die am weitesten verbreitete Virtualisierungslösung der Branche. Die im Rechenzentrum bereitgestellten virtuellen Maschinen müssen gegen Ausfälle gesichert werden. Die Ausweitung der Datensicherung von virtuellen Maschinen ist deshalb eine wichtige Funktion. In der von VMware Infrastructure bereitgestellten virtualisierten Umgebung gibt es viele Möglichkeiten, die Anwenderfreundlichkeit und Zuverlässigkeit der Datensicherung zu verbessern. Jede dieser Möglichkeiten bringt spezifische Vor- und Nachteile mit sich. Mit VMware Consolidated Backup wird die Backup-Belastung des ESX Server-Hosts aufgehoben, das Backup-Fenster eliminiert, der Backup-Traffic aus dem LAN entfernt, und die Ausführung von Backup-Agenten in virtuellen Maschinen zur Durchführung von Backups auf Dateiebene für die Daten der virtuellen Maschine wird überflüssig. Consolidated Backup verwendet VMware-Tools, um das Dateisystem innerhalb der virtuellen Maschine stillzulegen, sodass zum Zeitpunkt der Snapshot-Erstellung alle noch ausstehenden Datenänderungen auf die Festplatte geschrieben werden und der Snapshot somit konsistente Daten enthält. Consolidated Backup ermöglicht auch das Ausführen von Skripts vor und nach dem Backup, sodass Sie Anwendungen stoppen und stilllegen und sie nach dem Snapshot weiter fortführen können. EMC Avamar ist eine Backup- und Recovery-Software mit einem wesentlichen Unterschied. Die globale Datendeduplizierungstechnologie macht unnötige Übertragungen über das Netzwerk und die Speicherung redundanter Backup-Daten überflüssig. Diese Deduplizierung verlangsamt das Datenwachstum sowohl im zentralen Rechenzentrum als auch an Remote- Standorten. Avamar ist besonders gut für Bereiche geeignet, in denen herkömmliche Backup- Lösungen nicht immer verwendbar sind virtuelle Maschinen, Remote-Standorte und große, LAN-gebundene Dateiserver. Avamar sichert VMware Infrastructure-Umgebungen schnell und effektiv, indem es die Größe der Backup-Daten innerhalb und zwischen virtuellen Maschinen mithilfe von Agenten in den virtuellen Maschinen auf dem VMware Consolidated Backup-Server oder der ESX Server- Servicekonsole reduziert. Für die Backups von virtuellen Maschinen beseitigt Avamar die herkömmlichen Engpässe, die durch große Datenmengen verursacht werden, die dieselben gemeinsam genutzten Ressourcen (CPU des physischen Servers, Ethernet-Adapter, Arbeitsspeicher und Festplattenspeicher) passieren müssen. Mit Avamar wird die bisherige Backup-Belastung (bis zu 200 Prozent wöchentlich) auf nur zwei Prozent wöchentlich minimiert, wodurch die Backup-Zeit und die Ressourcenauslastung deutlich reduziert wird. Avamar bietet außerdem Vorteile unabhängig davon, ob ein Unternehmen VMware Consolidated Backup verwendet oder Backups mit der ESX Server-Servicekonsole durchführt, Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 18

19 wie nachfolgend erläutert ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Backup-Lösungen kann Avamar die auf virtuellen Festplatten gespeicherten Daten (.vmdk-dateien) deduplizieren. Business Continuity VMware Site Recovery Manager ist eine bahnbrechende Lösung für das Disaster-Recovery- Management und die Automatisierung von VMware vsphere 4. Site Recovery Manager und beschleunigt die Wiederherstellung durch Automatisierung des Recovery-Prozesses und vereinfacht das Management von Disaster-Recovery-Plänen, indem die Disaster Recovery als integriertes Element beim Management der virtuellen VMware-Infrastruktur behandelt wird. Site Recovery Manager ermöglicht außerdem eine zuverlässige Recovery durch den Wegfall von komplexen manuellen Recovery-Schritten und die Möglichkeit des unterbrechungsfreien Testens von Recovery-Plänen. Site Recovery Manager kann nahtlos in VMware vsphere, VMware vcenter Server und die Speicherreplikation von führenden Speicheranbietern integriert werden und sorgt dafür, dass Failover und Recovery schnell, zuverlässig, günstig und einfach verwaltbar sind. Dadurch wird Unternehmen ermöglicht, die Risiken und Bedenken bei der Disaster Recovery auszuräumen und die Sicherung auf alle wichtigen Systeme und Anwendungen zu erweitern. Site Recovery Manager unterstützt Unternehmen bei den wichtigsten Schritten der Erstellung, des Managements und der Ausführung von Disaster-Recovery-Plänen. Die Lösung ist als Plug-In für die VMware vcenter Server-Managementoberfläche verfügbar und bietet ein integriertes Management der virtuellen Infrastruktur und der Disaster-Recovery-Pläne für diese Infrastruktur. Site Recovery Manager kann außerdem in Speicherreplikationssoftware von führenden Speicheranbietern integriert werden, um die Verwendung von Speicherreplikationssoftware mit VMware vsphere zu vereinfachen. Site Recovery Manager unterstützt Anwender bei den wichtigsten Schritten der Erstellung, des Managements und der Ausführung von Disaster-Recovery-Plänen: Einrichtung der Recovery-Infrastruktur: Site Recovery Manager führt Anwender durch den Prozess der Verbindung mit dem Remote-Standort und der verwendeten Speicherreplikations-Software. Er erleichtert darüber hinaus die Zuordnung der Produktionsressourcen (einschließlich Datenverarbeitungs- und Netzwerkressourcen) zu den entsprechenden Ressourcen am Recovery-Standort. Erstellung von Recovery-Plänen: Site Recovery Manager bietet eine intuitive Oberfläche, mit deren Hilfe Anwender Recovery-Pläne für unterschiedliche Failover- Szenarien und verschiedene Bereiche ihrer Infrastruktur erstellen können. Die Anwender können virtuelle Maschinen angeben, die auf Standby geschaltet oder heruntergefahren werden sollen, um Recovery-Ressourcen freizugeben. Außerdem können sie die Reihenfolge bestimmen, in der virtuelle Maschinen wieder hochgefahren werden, benutzerdefinierte Skripts zur automatischen Ausführung festlegen und angeben, wo der Recovery-Prozess bei Bedarf angehalten wird. Test von Recovery-Pläne: Site Recovery Manager automatisiert die Erstellung von unterbrechungsfreien, isolierten Testumgebungen am Recovery-Standort, indem er die Snapshot-Funktionen des Speicher-Arrays nutzt und virtuelle Maschinen mit dem isolierten Testnetzwerk des Anwenders verbindet. Die Ausführung des eigentlichen Recovery-Plans, der bei einem tatsächlichen Failover verwendet werden soll, wird von Site Recovery Manager automatisiert und die Testumgebung nach dem Test bereinigt. Die Testergebnisse werden gespeichert und können jederzeit angezeigt oder exportiert werden. Automatisierung des Failovers: Nachdem ein Administrator einen Recovery-Plan vom VMware vcenter Server gestartet hat, automatisiert Site Recovery Manager die Ausführung der Schritte des Recovery-Plans, um zu ermöglichen, dass er genau nach Vorgabe durchgeführt wird. Administratoren haben über vcenter Server vollen Einblick in die Ausführung des Recovery-Plans und können die Ausführung jederzeit anhalten oder ganz stoppen. VMware Site Recovery Manager und EMC Speicher-Arrays ermöglichen, dass Ihr Recovery- Plan selbst in überraschenden Disaster-Recovery-Situationen definiert, getestet und schnell einsatzbereit ist. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 19

20 ISV-Support und Proven Solutions ISV-Support Support ist wichtig für Tier 1-Anwendungen. Selbst wenn eine Anwendung getestet wurde und festgestellt wurde, dass sie in einer virtuellen Umgebung zuverlässig und leistungsfähig funktioniert, kann fehlender Anbieter-Support für die virtualisierte Anwendung Grund genug sein, die Virtualisierungsbemühungen aufzugeben. Zum Glück erweitert sich die ISV- Umgebung für VMware schnell. SAP, IBM, Microsoft, Oracle, Adobe und viele weitere ISVs haben formale Support-Statements für virtualisierte Anwendungen herausgegeben. Alle wichtigen ISVs haben erkannt, dass die Virtualisierung die Zukunft der Datenverarbeitung in Unternehmen ist und arbeiten an einem verbesserten Support von virtualisierten Anwendungen. Im Laufe der Zeit können Sie sogar einen verstärkten Support für virtualisierte Tier-1-Anwendungen erwarten, da die Anwendungen, die keine solide Unterstützung von virtuellen Umgebungen bieten, schnell an den Rand gedrängt werden. Technologiekonzepte und geschäftliche Überlegungen 20

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