Virtualisierung mit Xen
Hardware minimal halten und optimal ausnutzen
Was genau ist Virtualisierung? Woher kommt diese Technik, was ist deren Geschichte? Welche Arten von Virtualisierung existieren auf dem Markt? Was sind die Vorteile von Xen? Was nützt uns Virtualisierung überhaupt? Welches sind die Einsatzgebiete von Xen / Fallbeispiele?
Nachteile normaler Rechenzentren Hoher Stromverbrauch Grosser Wartungsaufwand Platzraubend In den meisten Fällen ungenügend ausgelastet (Leerläufe)
Was ist Virtualisierung? Virtualisierung ist schon alt Beispiel: Partitionierungsschema einer Harddisk Verfügbare Ressourcen aufteilen auf die verschiedene Software
Geschichte Ursprünglich Teil eines anderen Projektes 2001 2003 unter der Leitung von Ian Pratt zu einem alleinstehenden Projekt geworden Oktober 2003 erschien Xen 1.0 November 2004 Xen 2.0 Dezember 2005 Xen 3.0 April 2006 Xen 3.02 September 2006 Xen 3.0.3
Virtualisierung ist die Fähigkeit Ressourcen eines Systems aufzuteilen
Die wichtigsten Virtualisierungsmethoden (1) Paravirtualisierung ( XEN ) (2) Vollständige Virtualisierung ( VMware oder Virtual PC ) (3) Virtualisierung des Betriebssystems ( OpenVZ, Linux VServer, Opensolaris Zones )
(1) DomU (Gast) Dom0 (Wirt) DomU DomU DomU
Paravirtualisierung unterscheidet: Angepasster Kernel Modifizierte Gastsysteme Unmodifizierte Gastsysteme Keine Anpassung notwendig
Domain 0 Privilegierte Domain Wirtssystem auf Domain0 Dom0 besitzt volle Kontrolle über die Gäste, steuert sie
Domain U Ist eine Virtuelle Maschine auch Gast / Unprivilegierte Domain genannt Besitzt beim Fall des paravirtualisierten Gastes, einen modifizierten Kernel. Weiss, dass sie in einer virtualisierten Umgebung läuft.
Domain U hat Gewissheit, dass sie in einer Virtualisierten Umgebung läuft. Optimale Zusammenarbeit von Gast und Wirt Sehr grosser Performancegewinn
Die Hardware eines Servers Hypervisor Netzwerkkarte RAM CPU
Linux Fileserver (Samba) Linux Webserver (Apache) Linux Datenbank (MySQL) Windows XP ERP-Software Linux Groupware Xen Software Server Hardware
Applikationsschicht Virtualisierungsschicht Hardware Quelle: Xensource.com
Quelle: Xensource.com
(2) Apps Apps Apps Gast-OS Gast-OS Gast-OS Virtuelle Hardware Virtuelle Hardware Virtuelle Hardware Virtual Machine Manager Host Server Hardware
(3) Apps Apps Apps Virtual Environments System Software System Software System Software System Libraries System Libraries System Libraries Virtuozzo Layer Host OS Server Hardware
Gründe des Erfolges & Vorteile von Xen kostenlos ( Opensource Projekt unter der GPL) Unterstützt die gängigsten Hardwarearchitekturen & etliche Betriebssysteme als Virtuelle Maschinen Reger Austausch von Informationen durch sehr grosse Community Hat Unterstützung von vieler industrieller Grössen ( AMD, Intel oder SUN) Xen macht sich die heutigen Hardwarevirtualisierungstechnologien zu Nutze Any Application on any Server
Unmodifizierte Gäste HVM-Gäste oder unmodifizierte Gäste genannt Keine Anpassung des Betriebssystems notwendig Theoretisch jedes OS lauffähig Braucht Hardware Virtualisierungstechnologie
Hardware-Virtualisierungstechnologien: Intel VT (Vanderpool) / AMD SVM (Pacifica) Prozessorerweiterung Unmodifizierte Betriebssysteme lauffähig Windows Applikationen nicht mehr zwingend separat auf eigenem Server
Quelle: Xensource.com
Virtualisierung erst in der Anfangswelle By 2009 there will be three competetive hypervisor architectures: VMware ESX Server, Xen and Microsoft s hypervisor. ( Gartner ) Quelle: Xensource.com
Quelle: Xensource.com
Performance Quelle: Xensource.com
Fallstudie eines Kunden X Bedürfnisse: Eigene Homepage ( Webserver) Daten ablegen (Fileserver) Mail + Calenderingsystem (Groupware) ERP-System (Windows-programm) Externer Zugang zum Server auf Daten + Groupwaresystem (VPN-Lösung)
Gewünscht Homepage kann per FTP vom Serverbesitzer alleine verändert und administriert werden. Fileserver hat verschiedene Berechtigungen für jeden Angestellten/Vorgesetzten In der Groupware Lösung können Termine von Angestellten/ Vorgesetzten eingetragen und/oder gelöscht werden. Eigene Mailadresse mit gewünschtem Domainnamen. Zugriff auf das ERP-System, welches auf Windows läuft Externer Zugriff auf die Daten wie auch auf Windows über das Internet, zbsp. wenn sich der Kunde an einer Messe oder in einem Internetcafé befindet
Lösung mit Virtualisierung: Modulares Anbieten von Serverkomponenten Webserver-domain mit FTP Server zur Administration mit Zugriff auf Web-root ( Apache2 & PureFTPD) Fileserver mit verschiedenen Usern und Zugriffsrechten (SAMBA) Opensource Groupware-lösung mit Outlookplugin für Windows-Konnektivität (Bspw. Scalix) ERP-System ( SQL-Ledger? Windows-prog.? ) Zugriff Extern auf Servernetzwerk (OpenVPN)
Warum Modularität? Sicherheit der einzelnen Domains Programmfehler beinträchtigen nicht das ganze System Systemabsturz betrifft nur jeweilige Domain Eindringlinge in DomU s noch lange nicht in anderer domain
Virtuelle Maschinen in Aktion
Terminal-basierende Kontrollprogramme
Konfiguration von Xen Xen installation ( Packets oder Source? ) Gast Installation ( Image oder LVM? ) Gast Kontrolle ( xm Kommandos ) Steuerung entweder über direkte Console oder SSH
Xen Distributionsliste Distribution CentOS 3.4 CentOS 4 Centos 4.2 Debian Sarge Fedora Core 3 Fedora Core 4 Fedora Core 5 Gentoo Mandriva Linux 10.x Mandriva Linux 2006 Pardus 1.1 Slackware SUSE Pro 9.3 Suse 8.2 OpenSuSE 10.1 Novell SLES 10 Ubuntu 5.04 (Hoary) NetBSD 3.0 FreeBSD 5.3 eisxen Beta1 als DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU Dom0 + DomU DomU Dom0 + DomU Pre-built Guest images: http://jailtime.org http://www.xen-get.org