XenCenter hilft bei der Verwaltung:
XenServer wird erwachsen

von Werner Veith (werner.veith@networkcomputing.de), Frank Kohler

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12.01.2009

Gut ein Jahr nach der Übernahme von »XenSource« legt Citrix die dritte Version von »XenServer« vor. Mit dem neuen Release 5 »Orlando« will der Hersteller die Virtualisierung leistungsstarker Server im Enterprise-Datacenter vereinfachen.

Bisher bemängelten Analysten und Virtualisierungsspezialisten die Administrationsmöglichkeiten einer virtualisierten IT-Infrastruktur mit »Xen«. Citrix [1] hat darauf reagiert: Das Release 5 rund 130 Neuerungen. Dazu gehören insbesondere verbesserte graphische Managementfunktionen im »XenCenter«, Hochverfügbarkeit sowie der Betrieb leistungshungriger Server.

Schematischer Aufbaus des »XenServers 5« von Citrix

Kern des Xen-Server 5 [2] bildet der seit 2003 entwickelte Open-Source-Hypervisor [3] »Xen [4]« in der Version 3.2.1. Xen-Server enthält auch einige die Performance verbessernde Rückportierungen aus dem Development-Tree Xen 3.3. Die Software benötigt einen 64-Bit-Rechner, dessen Prozessor Virtualisierung unterstützt, also die Technologien Intel-VT beziehungsweise AMD-V implementiert hat, sowie minimal 1 Gigabyte Hauptspeicher. Für den Betrieb von virtuellen Maschinen muss entsprechend mehr Hauptspeicher installiert sein. Die Konfiguration und Administration der Xen-Server-Infrastruktur erfordert keinen dezidierten Management-Server. Für die Administration installiert der IT-Verwalter auf einem Standard-Desktop den Xen-Center-Client.

Eine Vielzahl von Gastsystemen

Wenig Überraschungen gibt es bei den unterstützen Betriebssystemen für die virtuellen Maschinen. Xen-Server 5 erweitert die Palette der gängigen Windows- und Enterprise-Linux-Varianten um die aktuellen Service-Packs. Performance-Verbesserungen gibt es für Windows-2000 SP4, Server-2003 für 32-Bit (bis SP2) und 64-Bit-SP2, Small-Business-Server (bis SP2, Release 2), Windows-Server 2008 für 32-/64-Bit, XP (SP2-3) und Vista SP1. Hinzu kommen Redhat-Enterprise-Linux 3.5 bis 3.7/4.1 bis 4.7/5.0 bis 5.2, Novells Suse-Linux-Enterprise-Server (SLES) 9 SP2 bis SP3, SLES 10 SP1 (SP2/64-Bit), Oracle-Enterprise-Linux 5.0 bis 5.1 (32-/64-Bit), Cent-OS 4.1 bis 5.2 und Debian 3.1-4.0. Weitere Gastsysteme lassen sich im voll virtualisierten Modus betreiben.

Funktionsunterschiede in der Xen-Server-Familie

Die Software erscheint in den vier Versionen »Express«, »Standard«, »Enterprise« und »Platinum«, die sich primär bei den Funktionen unterscheiden. Ein Alleinstellungsmerkmal der Xen-Server-Familie gegenüber anderen etablierten Virtualisierungslösungen ist die Binärkompatibilität der Virtualisierungsschicht: Bei allen Versionen kommt der gleiche Type-I-Virtual-Machine-Monitor 1 (VMM) zum Einsatz. Somit kann bereits die kostenlose Einstiegsversion Express Aufschlüsse über das Performance-Verhalten geben. Auch der Upgrade-Pfad vereinfacht sich durch die gleiche Architektur: Um eine Express-Version auf die Enterprise-Ausgabe zu bringen, wird lediglich eine Lizenzdatei eingespielt. Es ist weder ein Reboot noch Konvertierung bestehender virtueller Maschinen erforderlich.

Die bisherigen Beschränkungen der Express-Version mit 4 Gigabit Hauptspeicher und 4 virtuellen Maschinen entfallen mit Version 5. Die Standard-Edition bringt zusätzlich Multi-Server-Management und VLAN-Support. Die Enterprise-Version ergänzt Hochverfügbarkeit [5], Ressourcen-Pooling, Live-Migration mit »XenMotion« und Quality-of-Service-Support. Die Platinum-Edition rundet die Familie nach oben mit Provisioning-Server (PVS) ab. Mit diesem lassen sich VM-Images (Virtual-Machine) zentral ablegen und bei Bedarf auch auf physischen Systemen bereitstellen. Diese Funktion bringt im Virtualisierungsalltag große Vorteile, wenn ein Applikationshersteller noch die Politik verfolgt, dass Applikationsfehler in einer VM auf reiner Physik nachgewiesen werden müssen.

Xen-Server installieren

Die Installation erfolgt von zwei CDs, wobei die zweite CD Debian-Gastsystemen vorbehalten ist. Die Prozedur lässt sich auch von ungeübten Administratoren innerhalb von zehn Minuten durchführen. Nach der Installation des Xen-Center-Clients steht dem Einrichten eines Gastsystems nichts mehr im Weg.

Für die Installation von Gastsystemen gibt es Vorlagen (Templates), die zum einen dem Benutzer bei den notwendigen Konfigurationsschritten assistieren. Zum anderen geben die Templates gastsystemspezifische Verbesserungen vor.

In einer Systemlandschaft mit mehr als einem Xen-Server kommen Ressourcen-Pools zum Einsatz. Speicher- und Netzwerkanbindung müssen nur für den ersten Xen-Server konfiguriert werden. Jeder weiterer Server, den der Administrator zum Pool hinzufügt, erbt die Einstellungen und kann sofort in Betrieb genommen werden.

Die Anbindung an Speicherwelt

Xen-Server 5 unterstützt die klassische Storage-Anbindung mit NFS, Iscsi und Fibre-Channel-Multi-Pathing, inklusive 8-Gigabit-Adaptern. Der Server glänzt jedoch erst bei der direkten Storage-Integration durch Hardware-Partner wie Netapp und Dell-Equallogic-Systemen. Hier wird die Intelligenz des Storage-Systems verwendet. Xen-Server spricht in diesem Fall direkt mit der Programmierschnittstelle (API) des Storage-Systems. Im Falle von Netapp [6] also der »ONTAP API 7.x«, sind dieses Funktionen wie Snapshots, Fast-Cloning oder Deduplizierung. Sie werden unmittelbar aus der Virtualisierungsebene heraus genutzt. Somit lassen sich signifikante Performance-Vorteile erzielen.

Hochverfügbarkeit à la Marathon

Beim Thema Hochverfügbarkeit setzt Citrix auf den Partner: Marathon [7]. Das Unternehmen wurde 1993 von Mitarbeitern gegründet, die bereits bei Digital für fehlertolerante VAX-Systeme verantwortlich zeichneten. Für swn Xen-Server 5 werden Teile des Produkts »Everrun VM« übernommen. Damit bekommt Xen-Server ein Basic-Failover für virtuelle Maschinen. Als Voraussetzung müssen diese über gemeinsamen Speicher verfügen. Per Mausklick bringen Administratoren Gastsysteme in den so genannten Protected-Mode. Technisch gesehen, laufen im Hintergrund zwei Mechanismen ab: Storage und Network-Heartbeat. Sind beide Verbindungen unterbrochen, nimmt das System einen Server-Fehler an und startet die virtuellen Maschinen auf einem anderen Xen-Server-Knoten neu. Außerdem stellt Xen-Server kontinuierlich einen Fehlerplan für Serverausfälle bereit. Dadurch wird auch bei größeren Ausfällen sicher, automatisch und möglichst schnell der Produktivbetrieb von virtuellen Applikationen wieder hergestellt.

Xen-Server im Netz

Das System verwendet auf dem installierten physikalischem Server Standard-Linux-Treiber und unterstützt dabei Netzwerke bis 10-Gigabit in der Aktiv-Aktiv-Konfiguration (Source-Level-NIC-Bonding). Die Konfiguration der Netzwerke führt der Administrator im Xen-Center auf Pool-Ebene durch. Für die virtuellen Maschinen agiert Xen-Server als Layer-2-Switch und unterstützt interne wie externe Netzwerke mit VLANs (IEEE 802.1q) und QoS. Somit reicht das Spektrum der Netzwerkarchitekturen von rein internen Netzwerken ohne physische Komponenten bis zum Aufbau einer virtuellen demilitarisierten Zone (DMZ).

Ende der Support-Unsicherheit: Microsoft-Validierung

Citrix hat sich frühzeitig für das »Server Virtualization Validation Program« (SVVP) von Microsoft beworben. Als Ergebnis laufen nun erstmals Microsoft-Betriebssysteme validiert in einer Virtualisierungsschicht. In der Praxis bedeutet dies, dass Unternehmen regulären Microsoft-Support bekommen, wenn sie Windows-2000 SP4, Windows-2003 (ab SP2) und Windows-2008 auf dem Xen-Server betreiben. Die bisherige Anforderung des Premium-Supports entfällt daher.

Möglichst gute Virtualisierung lastintensiver Workloads

Das aktuelle Release von Xen-Server unterstützt groß dimensionierte virtuelle Maschinen in Konfigurationen mit bis zu acht virtuellen CPUs sowie 32 Gigabit virtuellem Hauptspeicher. Seit dem Erscheinen der ersten Xen-Version in 2003 ergibt sich die beste Performance [8] bei Systemen, die für die Virtualisierungsschicht angepasst sind. Klassischerweise handelte es sich bisher um Linux-Systeme. Durch die Microsoft-Kooperation gilt dies nun auch für Windows-Server 2008. Citrix passt hausintern das Flaggschiff »XenApp«, ehemals »Presentation Server«, für Xen-Server an und steigert so die Last (Userzahl) auf das drei- bis vierfache gegenüber einem physikalischen Einsatz.

Migration bestehender Server

Zur Migration bestehender Server in kleinen und mittleren Installationen bietet Citrix P2V- (Physikalisch-zu-Virtuell) und V2V-Werkzeuge (Virtuell-zu-Virtuell) an. Damit lassen sich physikalische beziehungsweise virtuelle Instanzen von Drittherstellern konvertieren. Diese Tools sind jedoch nicht unter einer Nutzungsoberfläche zusammengefasst und bieten noch nicht den Komfort für die Migration von großen und Enterprise-Umgebungen. Für den Jahresanfang ist daher auch ein Update der Migrationstools zu erwarten.

Fazit

Der Xen-Server präsentiert sich gut fünf Jahre nach Veröffentlichung des ersten Xen-Hypervisor als performant, ausbaufähig und stabil. Das Produkt ist erwachsen geworden. Mit dem Xen-Center gibt es ein aktuelles Tool, um Xen-Landschaften zu verwalten. Es deckt viele Anforderungen wie Hochverfügbarkeit und komplexe Netzwerke für den im Enterprise-Einsatz ab.

Frank Kohler, Manager Server-Virtualization, Citrix Systems

[1] http://www.citrix.de/
[2] http://community.citrix.com/blogs/citrite/anilma/2008/09/17/Peeking+under+the+hood+of+High+Availability
[3] http://de.wikipedia.org/wiki/Hypervisor
[4] http://www.xen.org/
[5] http://www.networkcomputing.de/:/community.citrix.com/blogs/citrite/anilma/2008/09/17/Peeking+under+the+hood+of+High+Availability
[6] http://www.netapp.com/de/company/news/news_rel_20071129-de.html
[7] http://www.marathontechnologies.com/index.html
[8] http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/papers/2003-xensosp.pdf

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