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VIRTUALISIERUNG


  

Im Bereich der Virtualisierung gibt es eine Unmenge an Möglichkeiten, wobei jede Technik unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich bringt.

 

 

Server Virtualisierung

 

Hierbei werden viele physische Server in sogenannte virtuelle Maschinen umgewandelt, die dann allesamt auf einer sehr kleinen Anzahl physischer Server laufen. Durch diese Konsolidierung ergeben sich verschiedene Vorteile. Unter anderem:

  • Ressourcen werden wesentlich besser ausgenutzt und liegen nicht brach als wenn sehr viele Server einzeln betrieben werden
     
  • Hohe Ersparnis bei den Stromkosten da weniger Hardware verwendet wird
     
  • Platzersparnis
     
  • Wesentlich höhere Flexibilität da neue virtuelle "Server" sofort zur Verfügung gestellt werden können. Solange Ressourcen frei sind muss keine neue Hardware gekauft werden

 

 

Desktop Virtualisierung (Client Virtualisierung)


Hierbei werden physische Desktop PCs in sogenannte virtuelle Maschinen umgewandelt, die dann auf einer sehr kleinen Anzahl physischer Server laufen. Ein Anwender stellt eine Verbindung zu seiner persönlichen virtuellen Maschine (Desktop) über eine Software her. Diese Software kann auf älteren PCs, auf Thin oder auf Zero Clients laufen, die sogut wie wartungsfrei sind.


Dadurch ergeben sich verschiedene Vorteile und Nachteile. Unter anderem:

  • Platzersparnis am Arbeisplatz. Statt einem Standard PC kann ein z.B. ein Zero oder Thin Client verwendet werden. Diese Geräte sind extrem klein, energie effizient und haben in der Regel eine wesentlich längere Lebensdauer als Standard PCs.
     
  • Durch die Konsolidierung des Desktops an einem zentralen Ort ist es möglich nicht nur mit einem Zero oder Thin Client auf den zentralen Desktop zuzugreifen, sondern z.B. auch via mobilen Geräten wie Iphone, Ipad oder auch von Heimarbeitsplätzen oder aus der Ferne. Egal wo man ist, man hat immer seinen persönlichen Desktop zur Verfügung.
     
  • Durch "Golden Images" ist es möglich ein zentrales Image zu verwalten. Änderungen an diesem zentralen Image können an alle anderen virtuellen Desktops weiter "vererbt" werden. Betriebssystem und Applikationsupdates können so sehr einfach verteilt werden. Alle virtuellen Desktops belegen fast keinen zusätzlichen Speicherplatz da diese mit dem Golden Image lediglich "verlinkt" sind. Nur Änderungen an jedem einzelnen Image belegen etwas zusätzlichen Speicherplatz. Dadurch kann man hunderte virtueller Desktops auf dem gleichen Datastore betreiben. Diese Technologie ist noch relativ jung.
     
  • Ein wesentlicher Nachteil und Grund warum sich Desktopvirtualisierung langsam durchsetzt sind die größeren Investitionen in die virtuelle Infrastruktur. Diese muss natürlich größer ausgelegt sein um die Ressource aller Desktops abdecken zu können. Dieser Punkt wird allerdings durch Technologien wie Festplattendeduplizierung und Arbeitsspeicherdeduplizierung immer unbedeutender. 

 

 

Software Virtualisierung


Bei der Software Virtualisierung geht es darum auf Clients eine zusätzliche Abstraktionsschicht einzuführen, sodass eine Applikation immer eine eigene Umgebung vorfindet. Jede Applikation hat sozusagen Ihre eigene virtuelle Registry, virtuelle Festplatte und virtuellen Desktop. Durch diese Abstraktion ist es möglich das man Software sehr einfach  auf viele unterschiedliche Endgeräte verteilen oder "streamen" kann. Applikationen müssen nur noch einmal an einem zentralen Ort verwaltet werden und können dann von allen Clients lokal ausgeführt werden.

 

Ein Teil der Vorteile sind:

  • Immense Zeitersparnis da Software nur an einem Ort verwaltet wird
     
  • Administrative Vorteile da dieses System viele Vereinfachungen mit sich bringt
     
  • Applikationen "behindern" sich gegenseitig nicht mehr, wie z.B. auf einem Terminal Server
 
Software Layering

Beim Software Layering das C:\ Laufwerk von Windows in viele verschiedene Schichten aufgeteilt. Vereinfacht gesagt beispielsweise eine Betriebssystem-, mehrere Anwendungs- und eine Personalisierungs-schicht. Eine spezielle Software ermöglicht es nun diese unterschiedlichen Schichten auf sehr dynamische Art und Weise zu kombinieren und zu verwalten. Man nimmt beispielesweise das Windows "golden image", packt ein paar Applikationensschichten wie z.b. Office, ein Antivirus Programm (!), ein VPN Programm, Skype, etc etc hinzu. Die Personalisierungsschicht ist dann für jeden Benutzer individuell. So kann jeder Benutzer auch Software installieren und wenn die Betriebssystemschichte beispielsweise mit Patches versehen und neu verteilt wird, bleiben die Benutzer-spezifisch installieren Programme erhalten!
 
So kann man z.B. die persönliche Schicht auch auf verschiedenen Computern verwenden. Dinge wie ein Addon im Firefox browser werden dann ebenso in der persönlichen Schicht gespeichert wie der Desktop Hintergrund (der Desktophintergrund ist bereits mit einfachen Windows-Bordmitteln möglich) und Benutzerinstallierte Software.
 
Die Betriebssystem Schicht lässt sich anhand eines Golden Images zentral verwalten und patchen. Das heisst wenn man das zentrale Golden Image patcht, dann patcht man damit automatisch alle anderen Instanzen auch. Die anderen Instanzen müssen lediglich einen Neutstart vornehmen, damit die Schichten wieder neu zusammengestellt werden können. Da die Schichten vor dem Start von Windows zusammengestellt werden, gibt es keinerlei Probleme mit Anwendungen untereinander. Jede Anwendung kann normal mit jeder Anwendung interagieren. Für Windows sind die einzelnen Schichten nicht erkennbar.
 
Bei der Software Virtualisierung kann es manchmal zu Problemen kommen wenn Anwendungen untereinander agieren (copy, paste operationen etc), da jede Software eine eigene virtuelle Registry und ein eigenes virtuelles Filesystem vorfindent.
 

 

Storage Virtualisierung

 

Bei der Storage Virtualisierung zieht man eine Schicht zwischen den physischen Hosts - die der virtualisierung dienen - und den Storages ein. Eine Storage Virtualisierungseinheit sieht dann nur ein virtuelles Storage, hinter dem sich dann aber viele verschiedene physikalische Storages verbergen können. Dies hat den grossen Vorteil das man unterschiedlich perfomante und z.T. auch kostengünstigere Storages einsetzen kann. Die Intelligenz liegt im Storagevirtualisierer der dann entscheiden kann welche Daten auf welches Storage kommt. Damit lassen sich auch auf relativ einfache Art und Weise Storageausfälle vorbeugen, da dies günstiger als echtzeit Storage-Replizierungen ist. Der Storage Virtualisierer schreibt die Daten einfach auf verschiedene Storages gleichzeitig.

 

Am allerwichtigsten ist es hierbei seinen Workload zu kennen, denn nur damit kann man eine vernüftige Dimensionierung vornehmen. Beispielsweise würde man für die C:\ Partitionen von virtuellen Desktops SSD storage pools verwenden, aber für alte Archivdaten langsame NAS Speicher mit günstigen Enterprise SATA Platten. Und für den normalen Workload SAS Platten. Das Auto-tieren managt dann der Storage Virtualisierer, man kann dies jedoch auch manuell beeinflussen.

 

Bei Storage Virtualisierung  erreicht man bei leistbaren Kosten durch intelligentes Caching auf herkömmlichen Prozessorplattformen diverse High-end features die sonst sehr teuer wären.

 

 

Netzwerk Virtualisierung


Netzwerk Virtualisierung führt eine zusätzliche Schicht zwischen dem Server und der Netzwerk Hardware ( z.B. Switches) ein. Einsatzzweck ist meistens in virtualisierten Server Umgebungen: hier werden vorallem virtuelle Switches eingesetzt. Virtuelle Server hängen dann an virtuellen Switches, damit jeder virtueller Server auf jedem physischen Server die gleiche Netzwerk Infrastruktur vorfindet. Somit kann jeder virtueller Server auf jedem physischen Server laufen.

 

 

I/O Virtualisierung

 

Inzwischen gibt es schon Anbieter die eine I/O Virtualisierung ermöglichen. Ein Anwendungsfall wäre zum Beispiel den Einbau spezieller I/O Karten in Virtualisierungshosts. Mittels einer Software kann man dann virtuelle I/O Karten in den Hosts "simulieren". Braucht man z.B. ein Fibre Channel Karte und 2 ISCSI Adapter so werden diese im Host "simuliert" obwohl nur eine I/O Karte eingebaut ist. Dadurch kann man sehr einfach Virtualisierungshost auswechseln und ist dadurch unabhängiger. Diese I/O Karten verbinden sich zu einer zentralen "Fabric" die dann den I/O Verkehr verwaltet und entsprechend verarbeitet oder weiterleitet. 

 

 

Drucker Virtualisierung


Bei der Drucker Virtualisierung ergibt sich ein grosser Vorteil das die Drucker Treiber nicht mehr auf jedem Client installiert werden muss. Clients bekommen einen sehr schlanken virtuellen Druckertreiber, was den Vorteil hat, das das Betriebssystem nicht mit unnötig vielen Treibern, Druckerprogrammen und Druckersoftware überhäuft wird und dadurch ev. sogar instabil werden könnte. Clients verbinden sich mit den unterschiedlichsten Netzwerkdruckern, verwenden aber immer den gleichen schlanken virtuellen Drucerktreiber. Die ganzen Druckertreiber sind dann am Druckerserver installiert, dort werden die Druckdaten durch den Druckertreiber gesendet, gerendert und an die Drucker weitergeleitet.

 

Optional kann man hier dann auch die gerenderten Daten um bis zu 95% komprimieren um sie beim Einsatz in einer virtuellen Desktop Umgebung (die in der Zentrale läuft) dann an Druckern in den Filialen weiterzusenden. Dadurch wird nur sehr wenig Bandbreite benötigt und Druckjobs können sehr schnell zu den Druckern gesendet werden.

 

 

Terminal Server

 

Terminal Server werden schon seit einiger langer Zeit eingesetzt. Die Idee dahinter ist das sich viele Clients auf einen Server verbinden und dort Ihre Applikationen ausführen.

Es hat den einen grossen Vorteil das die Applikationen nur einmal an einem Ort (dem Terminal Server) verwaltet werden muss. Terminal Server machen am meisten Sinn wenn es ein paar wenige Applikationen gibt die an eine grosse Anzahl von Benutzern zur Verfügung gestellt werden muss.

 

Der Trend ist eher weg von der Terminal Server Technologie, speziell in Unternehmen die viele unterschiedliche Software Anforderungen von verschiedenen Anwendern haben. Software die auf einem Terminal Server installiert wird muss "Terminal Server" - fähig sein.

 

 

Virtual Desktops


Bei virtuellen Desktops werden alle system calls des Betriebssystems virtualisiert sodass man auf ein und derselben Windows Maschine 2 Betriebsystem verwenden kann. Es wird dabei nicht ein weiteres Windows auf Windows ausgeführt sondern parallel betrieben. Das hat immense Perfomance Vorteile und ist in manchen Umgebungen sinnvoll.