Server für Virtualisierungsaufgaben:
Test: Serversysteme für Vmware

von Andreas Stolzenberger (ast@nwc.de)

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02.05.2008

In der Grundausrüstung eigenen sich nur wenige Maschinen für den Einsatz als Virtualisierungsrechner. Network Computing unterzog drei passend modifizierte Systeme einem Langzeittest.

(Fortsetzung des Artikels von Seite 4)

Seit dem Erscheinen des ESX-Server 2.0 betreiben die Real-World Labs in Poing eine virtualisierte Testinstallation. Aus dem allein stehenden Rechner ist in der Zwischenzeit ein Cluster mit vier Systemen und Vmware-ESX 3.5 geworden, der bis zu 40 virtuelle Server beheimatet.

Die Steuerung des Clusters übernimmt ein zusätzlicher Virtual-Center-Server mit VC 2.5. Fast 90 Prozent aller Softwaretests und Workshops laufen auf VMs innerhalb dieses Clusters ab. Eine Ausnahme machen lediglich Konfigurationen, die eine spezielle, nicht virtualisierbare Hardware erfordern.

Ursprünglich ließ Network Computing den Virtual-Center-Management-Server selbst als VM laufen. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass dieser Dienst besser auf einer Maschine außerhalb des Clusters aufgehoben ist. So lassen sich Maintenance-Aufgaben an den eigentlichen Virtualisierungs-Hosts besser durchführen.

Nach wie vor arbeitet ein Tyan-Server mit vier Single-Core-Opterons 846 als Grundsystem im Clusterverband. Über diese Maschine hat Network Computing im Zusammenhang mit Vwmare bereits mehrmals berichtet. Auf dem Prüfstand stehen seit einem Jahr zudem folgende Rechner: Fujitsu-Siemens RX330-S1, Wortmann S5000, Thomas Krenn RM217.

Fujitsu Siemens RX330 S1

Der »FuSi«-Server erreicht das Labor mit zwei Opteron-2218-Dual-Core-Prozessoren, die bei einer Frequenz von 2,6 GHz arbeiten. Die Prozessoren adressieren acht DDR2-677-Speichermodule zu je 1 GByte.

Das Motherboard setzt einen Serverworks-Chipsatz ein und integriert einen LSI-SAS-Raid-Controller mit sechs Ports und zwei 1-GBit/s-Ethernet-Ports von Broadcom. Die Stromversorgung sichern zwei Hot-Swap-fähige Netzteile. Sechs 3,5-Zoll-Einschübe nehmen SAS- oder S-ATA-Laufwerke auf, und in der Mitte der Gehäusefront sitzt ein DVD-Laufwerk.

Für Erweiterungen offeriert der RX330 vier Slots, zwei PCI-X und zwei PCI-e. Ein PCI-e-Slot steht aufrecht im 2-HE-Gehäuse und kann nur Low-Profile-Karten aufnehmen. Die anderen drei Steckplätze lassen sich mit Karten voller Bauhöhe bestücken und sitzen in einem komfortabel entnehmbaren Case.

Zusätzlich zu den zwei Broadcom-LAN-Interfaces verfügt der Fusi-Server über einen Management-Port. Das gibt dem Administrator Zugriff auf das Maschinen-Management. Über Java-Applets auf dem Client kann der Verwalter die Server-Konsole umleiten, die Maschine ein- und ausschalten oder virtuelle CDs einblenden.

Im Test streikt das Fernwartungstool zwischenzeitlich, da es sich mit der Java-Version 1.6 nicht verträgt. Der Hersteller reicht kurz darauf jedoch ein passendes Firmware-Update nach. Als Grundausrüstung liefert Fujitsu-Siemens den Server mit vier 72-GByte-SAS-Platten und einem
4-GBit/s-PCI-e-FC-Controller LPe1150 von Emulex an.

Schon die Installation von Vmware-ESX 3 erkennt alle vorhandenen Komponenten des Rechners und arbeitet ohne weitere Umbauten. Im Laufe der Tests stellt sich wie befürchtet heraus, dass die zwei NICs für die Vielzahl der virtuellen Rechner auf dem Fusi-Host nicht genügen.

Dank der drei freien Full-Height-Steckplätze kann Network Computing dem RX330 mit eineer PCI-X-Quad-Port-Karte von Intel nachrüsten. Fortan arbeiten die zwei Onboard-NICs im iSCSI-SAN und die vier NICs der Intel-Karte übernehmen die LAN-Anbindung der VMs.

Ein einzelnes FC-Interface hinterlässt beim Administrator ein flaues Gefühl im Magen. Folglich muss eine zweites Qlogic-Interface in das System ? nicht wegen der Performache, sondern für die Ausfallsischerheit.


Die Performance der vier lokalen Platten im Raid-5-Verband ist sehr gut, doch der Plattenplatz übersteigt die Anforderungen an das Systemlaufwerk. Zwei gespiegelte Platten würden ausreichen. Network Computing nutzt den überschüssigen VMFS-3-Space, um Sicherheitskopien wichtiger VMs außerhalb des SANs abzulegen.

So umgerüstet, besteht der RX330 fehlerfrei den Langzeittest. Auch das Update von Vmware 3 auf 3.5 vollzieht die Maschine ohne Aussetzer.
Fazit: Der Fujitsu-Siemens RX 330 gefällt dank solider, zuverlässiger und durchdachter Hardware, welche Vmware-ESX 3.x vollständig unterstützt.

Fazit

Mit den vier PCI-Slots offeriert der RX-Server genug Raum für die Nachrüstung zusätzlicher FC- und Ethernet-Schnittstellen. Die Management-Console erlaubt dem Administrator, Maintenance-Aufgaben komfortabel von seinem Admin-PC aus zu erledigen. Dafür fällt die Maschine recht teuer aus.


Thomas Krenn RM217


Das Dual-Opteron-System von Thomas Krenn setzt OEM-Standardhardware von Supermicro ein. Der 2-HE-Rechner arbeitet dabei mit simplerer Hardware als die Fusi-Maschine. Zu den Gehäuselüftern kommen aktive CPU-Ventilatoren.

Der RX330 nutzt hingegen passive Kühler und Plastikkanäle, welche den Luftstrom der Gehäusenventilatoren über die CPUs führen. Der Chipsatz von Nvidia integriert zwei LAN-Controller und steuert einen S-ATA-Raid-Chip mit vier Ports.

Dieser wird aber von Vmware 3.0 gar nicht und von der Version 3.5 nur unzureichend unterstützt. Für den Test baut Network Computing anfangs einen externen Controller ein und später aber die mitgelieferte ATA-Platte und den Controller wieder aus. Ab diesem Moment startet den Rechner gleich über den vom Laborteam nachgerüsteten 4-GBit/s-FC-Adapter von Emulex.


Probleme mit Emulex-Adapter

Es kostet das Laborteam übrigens einen halben Tag, um den Emulex-LP11000-Host-Bus-Adapter mit einem bootfähigen Firmware-Update zu versehen, welches dem Adapter im Auslieferungszustand fehlt. Überhaupt gestaltet sich die Konfiguration des Emulex-Adapters deutlich komplexer, als das bei den im Labor sonst üblichen Qlogic- oder LSI-Controllern der Fall ist. Das ist aber ein Problem von Emulex und hat mit der TK-Maschine an sich nichts zu tun.

Den zwei Opteron 2218 stehen im RM217 ebenfalls 8 GByte RAM zur Seite. Im Gegensatz zum Siemens-Rechner finden sich auf dem Supermicro-Serverboard insgesamt 16 statt 8 RAM-Steckplätze. So ließe sich der Thomas-Krenn-Rencher mit regulären 1-GByte-Dimms auf 16 GByte hochrüsten.

Für Erweiterungen stehen sechs Steckplätze bereit, vier PCI-x und zwei PCI-e. Dabei handelt es sich allerdings durch die Bank um Low-Profile-Slots.

In der vorliegenden Konfiguration bringt der Server nur ein einzelnes Netzteil mit, und ein DVD-Laufwerk fehlt. Für die Instllation bindet Network Computing daher ein externes USB-Laufwerk an. Ein Remote-Management-Port mit passender Remote-Control-Software fehlt der Maschine. Hier offeriert der Hersteller bei Bedarf ein Zusatzkarte, welche dann aber einen PCI-X-Steckplatz belegt.

Fazit

Die Ausstattung des RM217 ist deutlich spartanischer als beim Fujitsu Siemens Server. Das schlägt sich dafür auch im Preis nieder. Von der grundlegenden Funktion her reicht der einfachere Thomas-Krenn-Server aber völlig aus ? natürlich erst nachdem er um die nötigen Ports erweitert wurde. Network Computing setzt in dem Server zwei Intel-Dual-Port-NICs als Ergänzumg zu den Onboard-Schnittstellen ein.

Für den produktiven Betrieb sollte das Gerät aus Sicherheitsgründen jedoch mit redundanten Netzteilen arbeiten ? diese Option beietet der Hersteller an. Negativ fällt auf, dass die Onboard-S-ATA-Schnittstelle nicht richtig mit Vmware 3.x arbeitet. Dieses Problem umgeht Network Computing, indem die Maschine direkt vom SAN bootet.


Wortmann Terra S5000


Auch Wortmann verlässt sich auf ein OEM-Design. Der S5000 basiert auf Intels Referenzmodell mit dem Serverboard S5000PAL. Die Flunder integriert zwei Dual-Core-Xeon-CPUs vom Typ 5150, welche mit einer Geschwindigkeit von 2,6 GHz arbeiten.

Den CPUs steht der passende Intel-Chipsatz S5000 mit seinem FB-Dimm-Memory-Controller zur Seite. Das Gehäuse fasst acht RAM-Module. Das Testsystem im Labor von Network Computing nutzt vier 2-GByte-Chips und ließe sich daher auf 16 GByte hochrüsten.

Auch Intels Design setzt passive CPU-Kühler ein und verwendet eine Vielzahl redundanter Gehäuse-Ventilatoren, um die Hitze von Xeons, RAMs und Karten abzupumpen.

An der Front finden sich sechs Hot-Swap-Steckplätze für 2,5-Zoll-SAS-Platten und ein Slim-Line-DVD-Laufwerk. Wie bei Fusi steuert ein On-Board-SAS-Raid-Controller von LSI die Platten. Die Wortmann-Implementierung beherrscht zunächst nur Raid 0 und 1. Ein optional zu erwerbender Hardware-Key schaltet die Raid-5-Features bei Bedarf frei. Noch fallen 2,5-Zoll-Laufwerke bei gleicher Kapazität teurer als 3,5-Zoll-Disks aus.

Für den Einsatz im Vmware-Cluster mit SAN-Anbindung spielt das jedoch kaum eine Rolle. Das Wortmann-System kommt mit zwei gespiegelten 32-Gbyte-Laufwerken, die als Systemlaufwerk für Vmware ESX völlig ausreichen. Für das Remote-Management offeriert das Intel-Board lediglich eine Console-Redirection auf die serielle Schnittstelle. Eine komplette LAN-Remote-Control-Software wie bei Fusi fehlt.

Eigenwillige Bios-Einstellung

Sehr seltsam erscheint eine Bios-Einstellung des Systems. Hier kann der Administrator eine Performance-Optimierung in Abhängigkeit der Meereshöhe anwählen ? fraglich bleibt, was diese Einstellung bewirkt und ob der Rechner im
Himalaja oder auf Sylt schneller läuft.

Trotz der flachen Bauform integriert der S5000 zwei Netzteile. Eine Raiser-Karte stellt zudem zwei PCI-Plätze bereit, einen Low-Profile-PCI-e- und einen Full-Heigt-PCI-X-Slot. Das genügt, um dem Server einen Qlogic-FC-Controller und eine 4-Port-Ethernet-Karte von Intel zu verpassen. Die Installation verläuft wie erwartet ohne Zwischenfälle.

Die Intel-Standard-Hardware und den LSI-Controller unterstützt sowohl die Version 3 als auch die Version 3.5 von Vmware ohne Kompromisse. Den Langzeittest übersteht der S5000 ohne Fehler. Jedoch fällt auf, dass der Rechner viel Wärme abgibt und empfindlich auf die Umgebungstemperatur reagiert. Wird es in den Real-World Labs Poing einmal wärmer als die vorgegebenen 22 Grad, dreht der S5000 lange vor seinen Kollegen die Lüftung auf.

Fazit

Der S5000 stellt sich als schnörkelloses und solides Intel-Standard-Design dar. Er erledigt seinen Job unter Vmware ohne Macken und offeriert trotz flachem 1-HE-Gehäuse Luft für RAM-Erweiterungen und Platz für zwei PCI-X/e-Karten. Wer jedoch kein besonderes Platzproblem im Serverraum hat, sollte eher zur 2-HE-Variante des Wortmann-Systems greifen, das mehr Raum für Erweiterungen offeriert und thermisch weniger empfindlich arbeitet.


Drei Wege, drei Lösungen


Alle drei Systeme des Langzeittests liefern als Vmware-Hosts gute Ergebnisse ab. Trotz messbarer Performance-Unterschiede der Plattformen macht es sich im Alltagsbetrieb nicht bemerkbar, ob die VMs auf Xeons oder Opterons arbeiten. I

m Test stellt sich dafür klar heraus, dass zu wenige LAN-Interfaces pro Host die Performance massiv beeinträchtigen. Ebenso lässt die Geschwindigkeit der VMs spürbar nach, wenn die Massenspeicheranbindung der Hosts zu schmalbandig ausfällt.

Professionelle iSCSI-Storage-Systeme wie die von Network Computing verwendeten Dell Equallogic-PS-Arrays genügen für kleinere Cluster ? vorausgesetzt, die IP-SAN-Anbindung der Hosts arbeitet schnell genug. Bei größeren Verbänden führt nach wie vor kein Weg an einem FC-SAN mit 4-GBit/s-Anbindung von Hosts und Speichersystemen vorbei.

Labor- kontra Produktivbetrieb

Die Konfiguration der Maschinen in Poing erlaubt es, auf dem Cluster sowohl Testsysteme, als auch produktive VMs zu fahren. Dem Testgedanken kommt es dabei entgegen, dass im Verband Rechner mit verschiedenen CPU-Architekturen vorkommen und eine Anbindung zu zwei verschiedenen SANs besteht.

Für eine rein produktive Installation würde Network Computing die folgende Architektur empfehlen: Ob der Anwender lieber AMD- oder Intel-Prozessoren verwendet, ist technisch wenig relevant.

Stand heute arbeiten Intel-Server bei gleicher Core- und Socket-Zahl ein wenig schneller ? was in der Praxis kaum auffält, kosten dafür aber auch mehr Geld. Wichtig ist, dass das Stepping aller CPUs im Cluster gleich bleibt, da sonst Vmotion nicht funktioniert.

Ein FC-SAN ist die absolut erste Wahl für einen Cluster. In diesem Fall empfiehlt es sich, in den Servern vollständig auf lokale Platten zu verzichten und die Hosts gleich vom SAN zu starten. Jeder Vmware-Host braucht zusätzlich zu den zwei Onboard-NICs je nach Zahl und Aufgaben der VMs zwischen zwei und vier weitere Ethernet-Schnittstellen, sonst bringt die ganze schneller Rechner-Hardware nicht viel.
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