Virtualisierung erfordert erhebliches Netzwerk- Know-How

synaix Newsletter Ausgabe 08/2009 vom 30.07.2009

Rechenzentrumskonsolidierung, Serverkonsolidierung durch Virtualisierung bis zur dynamischen Virtualisierung mit Live- Migration - die technischen Möglichkeiten zur besseren Nutzung von Server- Kapazitäten haben einen rasanten Wandel durchlaufen. Virtualisierung wird dabei gerne als Allheilmittel angepriesen. Spätestens im Bereich der dynamischen Virtualisierung erreichen die Netzwerkstrukturen jedoch eine Komplexität, die Administratoren vor echte Herausforderungen stellt.

Zentrale Strukturen bringen Kostenvorteile. Aus diesem Grund haben Unternehmen in den letzten 10 Jahren ihre verteilten Server- und Speichersysteme zum zentralen Betrieb in großen Rechenzentren zusammengefasst. Die Zentralisierung vereinfacht das Management und die Administration der Systeme sowie die Bereitstellung der Applikationen - und die Sicherheitsmaßnahmen. Für die Unternehmen ergeben sich Kosteneinsparungen im Personalbereich, bessere Einkaufskonditionen für Hardware und Software und eine bessere Systemausnutzung. Diesen Vorteilen stehen zwar auch Kosten für steigende Netzwerkanforderungen und die Sicherstellung der Netzverfügbarkeit gegenüber, damit jeder Mitarbeiter auf die benötigten Daten zugreifen kann - diese werden aber von den Unternehmen in der Gesamtbetrachtung gerne in Kauf genommen.

Der Trend zur Konsolidierung ist ungebrochen. Doch der Fokus verändert sich und das Geschehen auf den Servern rückt in den Mittelpunkt der Betrachtung: viele Server sind nur zu einem geringen Teil ausgelastet und damit wird Potenzial verschenkt. Mittels Serverkonsolidierung kann die Auslastung der Server erhöht und dadurch die Serveranzahl reduziert werden.

Virtualisierung heißt das Zaubermittel - und ist gar nicht so neu, wie es oft erscheint: Die Technologie, die Hypervisor-Software Virtual Machine (VM), kam schon in den 70er Jahren mit VM/370 auf IBM Mainframes zum Einsatz. Dabei laufen auf einem einzelnen physischen Server eine Vielzahl von "Gast"-Kopien eines Betriebssystems - oder eine Kombination verschiedener Betriebssysteme. Ein Hypervisor verschafft jedem der Gast-Betriebssysteme (und den damit verbundenen Applikationen und Daten) Zugang zu einer anderen Virtual Machine, und vermittelt ihm dabei den Eindruck, es handle sich um einen "echten" Computer. Das Prinzip ist immer noch das gleiche, nur werden heute statt Mainframes gängige Intel PCs als Server verwendet. Mit jeder Virtual Machine, die auf einem Server läuft, kann im Grunde ein weiterer Server abgeschaltet werden.

Für die Administratoren bedeutet schon dieser erste Schritt der statischen Virtualisierung eine erhöhte Netzwerk- Komplexität: jede der VMs auf einem Host-Server muss einzeln adressiert werden können und alle Datenpakete zweifelsfrei hinsichtlich Ursprung und Bestimmungsort identifiziert werden.

Die Hypervisor Software regelt den Zugang zu den Netzwerk- Ressourcen, doch diese müssen geeignet dimensioniert sein. Die Administratoren müssen dafür definieren, welche VMs und verbundenen Applikationen auf welchem physischen Server im Rechenzentrum sitzen und dabei mögliche Applikationsauslastungen vorhersagen.

Da auch mit installiertem VM-Hypervisor und Server Load Balancer wegen der schubweisen Anforderungen von Applikationen oft erhebliche Serverkapazitäten ungenutzt bleiben, gibt es seit einiger Zeit sogar die Möglichkeit, dass sich VMs automatisch zwischen Serversystemen "bewegen". Mit den dynamischen Virtual Machines können diese samt ihren verbundenen Applikationen dynamisch zwischen Hypervisors zwischen unterschiedlichen Hardware-Servern migriert werden - und das im laufenden Betrieb. Im Zeitalter der Dynamischen Virtualisierung mit Live- Migration von VMs werden die VMs im Rechenzentrum dynamisch in großen Computing-Ressourcen-Pools organisiert und so Spitzenlasten abgefangen.

In der dynamische Datenzentrum- Umgebung entsteht nochmals eine bessere Auslastung der eingesetzten Server und es können weitere Server eingespart werden. Auch die Administratoren müssen die benötigten Kapazitäten nicht mehr so genau im voraus einschätzen. Die Anforderungen hinsichtlich der Netzwerkkonfiguration erhöhen sich jedoch erheblich: Die VMs, die dynamisch zwischen einer Vielzahl von Servern migrieren, werden zu "beweglichen Zielen", deren Weg bzw. Zugang innerhalb des Netzwerks nachvollziehbar bleiben muss. Neben dem Tracking wird auch die Bestimmung der benötigten Bandbreite für den Transfer von VMs inklusive Betriebssystem, Treiber, Applikation und Daten zwischen den Servern erheblich anspruchsvoller. Die "beweglichen Ziele" gestalten aber auch die Fehlerisolation und die Beseitigung von Leistungsproblemen erheblich schwieriger.

Bei einer Entscheidung für den Einsatz von dynamischer Virtualisierung sollte sich ein Unternehmen darüber im Klaren sein, dass es einen echten Spezialisten als Administrator braucht, der diese ganzen Netzwerkanforderungen überblicken und umsetzen kann. Hierfür werden zumindest in der Startphase erhebliche Qualifizierungs- und Personalkosten entstehen. Sinnvoller erscheint uns, die Vorteile der dynamischen Virtualisierung im Rahmen des Outsourcings direkt zu nutzen - mit einem Partner, der die entsprechenden Spezialisten an der Hand hat. Sprechen Sie uns einfach an, wenn Sie nicht in der Grundstufe der Virtualisierung verharren wollen!