VMware bleibt Maß aller Dinge:
Server-Virtualisierung: Die drei großen Lösungen im Test

von Martin Fryba (martin.fryba@crn.de), Anderas Stolzenberger

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02.10.2009

Mit Xen Server 5 von Citrix, Hyper-V von Microsoft und VSphere 4 von VMware gibt es inzwischen drei große Virtualisierungslösungen auf dem Markt. Network Computing, die Schwesterzeitschrift der CRN, hat im Labor getestet, inwieweit die Produkte von Citrix und Microsoft technologisch mit der Lösung des Marktführers VMware mithalten können. Denn der bleibt das Maß aller Dinge.

Kaum ein neuer Server stellt seine Ressourcen einer einzigen Betriebsystem-Instanz zur Verfügung. Nur wenige Applikationen sind überhaupt in der Lage, die komplette Leistung eines Rechen-Boliden mit acht Kernen voll auszuschöpfen.

Daher setzen Administratoren auf Hypervisoren, welche die Maschinen virtualisieren. Neben dem Marktführer VMware (vSphere 4) offerieren auch Microsoft (Hyper-V) und Citrix (Xen Server 5) eigene Lösungen.

Die CRN-Schwesterzeitschrift Network Computing [1] hat die großen drei im Labor Poing bei München auf den Prüfstand gestellt.

Hyper-V von Microsoft

Microsoft integriert den hauseigenen Hypervisor als »Rolle« in das Server-Betriebssystem Windows Server 2008. Ein kluger Schachzug: Denn so kann Microsoft jeden verkauften Windows Server als Hyper-V-Installation zählen und sich zu einem der wichtigsten Player im Virtualisierungsmarkt erklären, egal ob die Anwender Hyper-V tatsächlich nutzen. Auf der anderen Seite werden natürlich viele Administratoren den Hypervisor gerade deshalb einsetzen, weil er ohnehin zur Grundausstattung des Windows 2008 Servers gehört.

Der Anwender hat die Wahl: Er kann einen vollständigen Windows Server mit GUI und zusätzlichen Server-Diensten aufsetzen oder Hyper-V mit einem fast nackten Core-Server betreiben. Letzteren offeriert Microsoft als Gratis-Download.

Die drei großen Virtualisierunglösungen im Test

Die Verwaltung von Hyper-V erfolgt über ein Plug-in für die Microsoft Management Console (MMC). Das gibt es zunächst einmal nur auf dem Windows 2008 Server mit GUI. Im Internet finden sich Windows-Administrations-Tools für Vista und Windows 7, mit welchen der Administrator von seinem Arbeitsplatz aus den Hyper-V-Server verwalten kann. Dieses Werkzeug gibt es aber nicht für XP oder Windows 2003.

So richtig mau wird es, wenn der Verwalter die Kompatibilitätsliste des Hyper-V-Servers konsultiert. Als virtuelle Gastsysteme werden offiziell nur Windows XP ab SP2, Vista, Windows 2003 mit und ohne R2 sowie Windows 2008 unterstützt. Windows 7 und Windows-2008-R2 sollen folgen. Im Kleingedruckten findet sich noch der Windows Server 2000 mit SP4 und Suse-Enterprise-Linux 10.

Letzteres wird wohl nur deshalb als einzige Linux-Distribution unterstützt, da Novell und Microsoft einen Kooperationsvertrag unterzeichnet haben. Vereinfacht gesprochen kann Hyper-V Windows unter Windows laufen lassen. Im Test zeigt sich, dass Linux als Gast tatsächlich unerwünscht scheint. Die Installation eines Ubuntu-Servers schlägt fehl, da dieser unter Hyper-V keine Netzwerkkarte findet. Die Text-Dialoge der Linux-Installation im Framebuffer-Modus bauen sich unendlich langsam auf. Der Betrachter glaubt fast schon, dass Hyper-V die Bildschirmdarstellung absichtlich verlangsamt, um Linux möglichst schlecht darzustellen.

Weder die anderen Hypervisoren noch ein fünf Jahre alter PC verzögern im Labor die Framebuffer-Ausgabe dermaßen stark. Client-Tools für VMs mit Linux liefert Microsoft nicht mit. Allerdings hat Microsoft nach dem Test nachgelegt und Open-Source-Code für den Linux-Kernel veröffentlicht, damit Linux-VMs unter Windows besser laufen.

Selbst die Installation von Windows XP unter Hyper-V gestaltet sich kompliziert, da der XP-Gast anfangs keinen Zugriff auf die Maus bekommt. Der Anwender muss die Installation nur per Tastatur ausführen. Eine XP-Installation von der Original-CD ohne SP2 funktioniert auch nur bedingt. Die Hyper-V-Tools mit den nötigen Treibern lassen sich in der VM nicht installieren, so lange kein SP2 läuft.

Die Funktionen von Hyper-V beschränkt Microsoft darauf, Windows von Gestern unter Windows von Heute laufen zu lassen. Hyper-V ist daher unflexibel und kann vom Funktionsumfang nicht mit den anderen Hypervisoren mithalten. Selbst die simple Open-Source-Lösung Kernel-Virtual-Machine (KVM) unter Linux hat hier mehr zu bieten.

Xen Server 5 von Citrix

Das Open Source-Projekt Xen ging ursprünglich mit einem paravirtualisierenden Hypervisor an den Start. Dank der neuen Virtualisierungsfunktionen in den CPUs von AMD und Intel arbeitet Xen auch als Vollvirtualisierer. Citrix kaufte 2007 den kommerziellen Unternehmenszweig XenSource. Der Hypervisor an sich bleibt der Community jedoch erhalten. Ursprünglich verkaufte Citrix die kommerzielle Xen-Implementierung. Seit einigen Wochen gibt der Hersteller Xen Server 5 jedoch gratis ab.

Xen Server installiert sich als exklusives System auf einem Rechner, der eine 64-Bit-CPU mit VT-Funktionen benötigt. Während der Installation muss ein LAN-Interface für den Remote Management-Zugang passend konfiguriert werden. Die Verwaltung übernimmt das Windows-Tool XenCenter. Einen Management-Server wie bei VMware gibt es nicht. Der jeweils erste Xen Server innerhalb eines Verbandes übernimmt die Rolle des Masters.

Mit dem XenCenter stellt der Administrator die Verbindung zum Master und damit auch den weiteren Servern her und verwaltet deren Ressourcen sowie die VMs. Zuerst werden auf den Host-Systemen logische Netzwerke deklariert, auf die die virtuellen Maschinen Zugriff erhalten. Die LANs lassen sich mit einem oder zwei Netzwerk-Interfaces (Bonding) verbinden, oder arbeiten als internes Netzwerk.

Ebenso legt der IT-Manager Speicherpools für die VMs an. Xen unterstützt Fibre Channel- sowie iSCSI-SANs und NFS-Freigaben. Um Maschinen im laufenden Betrieb von einem Xen-Server zu einem anderen zu verschieben, müssen sie auf SAN- oder NFS-Laufwerke liegen.

Über wenige Klicks erstellt der Verwalter virtuelle Windows- oder Linux-Maschinen. Gut gefällt dabei, dass der Verwalter im Kontext einer VM die Boot-Quelle (DVD, Netzwerk, Disk) auswählen kann – ein Komfort-Feature das es auch bei Hyper-V gibt, aber bei VMware leider fehlt. Xen unterstützt eine Reihe von Linux-Distributionen mit Install-Wizzards. Der Verwalter braucht dafür keine Installations-Medien. Ein NFS- oder HTTP-Verzeichnis mit den Distributions-Dateien genügt. Nach Installation einer Maschine sollte der Verwalter die Xen-Tools innerhalb einer VM einrichten, welche die virtualisierte Hardware möglichst gut unterstützen.

Im Test auf dem Dual-Opteron hinterlässt Xen 5 eine gute Figur. Windows und Linux-VMs laufen zuverlässig. Der Funktionsumfang von Xen 5 liegt auf Höhe des VMware-Server 3.x. Mit vSphere 4 kann der Citrix-Hypervisor jedoch nicht mithalten. Es fehlen die meisten Hochverfügbarkeitsfunktionen. Zudem weist Xen Ressourcen wie RAM und Disk statisch zu, während Hyper-V und VMware Thin-Provisioning beherrschen.

Für viele mittelständische und kleine Unternehmen reicht der Funktionsumfang von Xen 5 jedoch völlig aus. Die Software kostet nichts und lässt sich auch von Administratoren mit wenigen Vorkenntnissen bedienen. Daher eignet sich diese Lösung sehr gut für Installationen mit zwei bis drei physikalischen Servern, die um die 30 bis 50 VMs enthalten.

vSphere 4 von VMware

Nachdem die Konkurrenz nahe zum Marktführer VMware aufgeschlossen hatte, lag es an der EMC-Tochter, die Messlatte höher zu legen. vSphere 4 soll das erste wirkliche Cloud Operating System sein, schenkt man den Verkaufs-Strategen glauben. Lässt man den Marketing-Hype beiseite, trifft man im Kern der Lösung auf den ESX Server 4 mit dem Virtual Center Server 4. Wie bisher kontrolliert der ESX Server die physikalischen Rechner eines VMware-Clusters. Der vCenter-Server verwaltet einen oder mehrere Verbände von ESX 4-Maschinen.

Ab der Version 4 abstrahiert VMware das Management stärker vom eigentlichen Host und macht den ESX 4-Node zum simplen Virtualisierungsknecht. Ein aufwändigeres Benutzersystem erlaubt es, detaillierte Rechte auf Maschinen, Ressourcen und VM-Gruppen zu vergeben. Ein gegenüber der Vorgängerversion wesentlich detaillierteres Reporting gibt einen genauen Aufschluss über den Ressourcenverbrauch der VMs. Zudem hat VMware die Alarmierung verbessert, so dass der Verwalter frühzeitig über drohende Engpässe informiert wird. Mehrere Vcenter-Server lassen sich ausfallsicher gruppieren.

Auch ESX 4 legt gehörig an Funktionalität zu. Ein Cluster aus mehreren Servern kann jetzt Ausfallsicherheit für VMs offerieren. Eine laufende VM wird dabei in Echtzeit auf einen zweiten ESX-Host gespiegelt. Fällt der erste aus, läuft die VM auf dem zweiten ohne Neustart weiter. Ein ESX-Cluster kann nun CPUs verschiedener Typen enthalten. Die zu den VMs durchgereichten CPU-Funktionen werden dabei auf den kleinsten Nenner reduziert.

Im Test setzt Network Computing beispielsweise Server mit Penryn-Xeons und Nehalem-Xeons ein. Der Cluster schränkt die CPU-Features für VMs auf die Penryn-Instruktionen ein und kann mit vMotion laufende Maschinen zwischen den Nodes verschieben. Die virtuellen Platten laufender Maschinen lassen sich nun per GUI von einem Speicher zum anderen verschieben (Storage-vMotion). Dieses Tool gibt es bereits seit ESX 3.5, bislang war es aber nicht über den vCenter-Client nutzbar.

Die virtuelle Hardware der VMs erlaubt nun mehr Geräte als bisher: zehn NICs, acht CPUs oder 256 GByte RAM. Der Verwalter kann zudem einer laufenden VM neue Disks zuweisen. Der ESX Server 4 legt virtuelle Festplatten nicht mehr statisch mit voller Größe auf den SAN-Laufwerken via FC, iSCSI oder auch NFS an. Vielmehr gibt es nun ein Thin Provisioning-Disk-Format. Die Konfiguration bestehender Maschinen mit statischen Disks lässt sich dabei über vMotion auf das neue Format umstellen.

VMware führt mit VSphere 4 unzählige neue Funktionen ein, von welchen Network Computing im ersten Schritt nur einen Bruchteil getestet hat. Die neuen Backup- und Virtual LAN-Funktionen bleiben aktuell noch außen vor. Trotz der enormen Funktionserweiterung hat der Hersteller einen sanften Migrationspfad geschaffen, über den sich binnen weniger Stunden bestehende ESX 3.x-Cluster auf die neue Version hieven lassen. Im Labortest schaffen rund 30 VMs den Umstieg von ESX 3 auf 4 in etwa einer Stunde. Die laufenden VMs kommen dabei mit zwei Neustarts (Migration & Update der virtuellen Hardware) und somit einer geringen Downtime von wenigen Minuten aus.

vSphere 4 bleibt das Maß aller Dinge in Sachen Server-Virtualisierung und die erste Wahl bei großen Installationen. Dafür muss der IT-Manager je nach Funktionen und Größe der Installation aber auch etliche Euros auf den Tisch legen. Allerdings hat VMware die Preise gesenkt und packt deutlich mehr Funktionen in die Software als bisher.

[1] http://www.nwc.de