Servervirtualisierung ist ein Prozess, durch den eine Organisation die Serversoftware von ihrer Hardware trennen und mehrere virtuelle Server mit eigenen Betriebssystemen und Anwendungen erstellen kann, die auf einem einzigen physischen Server laufen. Jeder virtuelle Server ist von den anderen getrennt und läuft völlig unabhängig ohne Kompatibilitätsprobleme. Die Servervirtualisierung bildet die Grundlage für Cloud Computing und ermöglicht eine Vielzahl von Hybrid-Cloud-Modellen.
Servervirtualisierung ermöglicht es Unternehmen, ihre IT-Abläufe kosteneffektiv zu unterstützen und die Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen ihrer gesamten Infrastruktur optimal zu nutzen. Da Server ihre volle Rechenleistung nur selten rund um die Uhr ausnutzen, bleiben viele Serverressourcen ungenutzt. Tatsächlich sagen einige Experten, dass es nicht ungewöhnlich sei, dass ein Server zu einem bestimmten Zeitpunkt nur zu 15 bis 25 Prozent ausgelastet sei. Server können stunden- oder tagelang ungenutzt bleiben, da die Arbeitslast auf einen kleinen Prozentsatz der gesamten Serverbestände einer Organisation verteilt wird. Diese ungenutzten Server beanspruchen wertvollen Platz im Rechenzentrum und verbrauchen Strom sowie Aufmerksamkeit und Aufwand der IT-Mitarbeiter für deren Wartung.
Durch Servervirtualisierung kann eine Organisation einen einzelnen physischen Server mit Dutzenden von virtuellen Servern (auch virtuelle Maschinen oder VMs genannt) auslasten und so sicherstellen, dass die Ressourcen dieses Servers effizienter genutzt werden. Ein Rechenzentrum kann heutzutage mit weniger physischen Maschinen effizienter arbeiten. Durch Virtualisierung können Unternehmen ihre Ressourcen problemlos optimal nutzen und sich dynamisch an die sich ändernden Anforderungen der jeweiligen Arbeitslast anpassen.
Ein virtueller Server ist eine virtualisierte „Instanz“ auf einem dedizierten physischen Server. Es handelt sich um einen isolierten Bereich mit eigenem Betriebssystem, eigenen Richtlinien, Anwendungen und Diensten. Obwohl es unabhängig agiert, befindet es sich auf einem einzigen Server zusammen mit einer Reihe anderer virtueller Maschinen und teilt sich die Hardware-Ressourcen mit diesen anderen Maschinen über einen Hypervisor. Jeder virtuelle Server wird als Gast des physischen Hauptservers, des Hosts, betrachtet.
Ein IT-Administrator kann auf einem einzigen physischen Server mehrere virtuelle Maschinen erstellen und jede einzelne mithilfe eines Hypervisors unabhängig konfigurieren. Der Hypervisor ermöglicht die Trennung der Serversoftware von der Serverhardware. Er fungiert als Controller und organisiert, verwaltet und verteilt die Ressourcen auf alle virtuellen Maschinen des Hostservers.
Durch Abstraktion organisiert der Hypervisor alle Ressourcen des Computers – wie Netzwerkschnittstellen, Storage, Arbeitsspeicher und Prozessoren – und weist jeder Ressource einen logischen Alias zu. Der Hypervisor verwendet diese Ressourcen, um virtuelle Server (VMs) zu erstellen. Jede VM besteht aus virtualisierten Prozessoren, Arbeitsspeicher, Storage und Netzwerktools, und obwohl sie sich neben mehreren anderen VMs befindet, „weiß“ sie nicht, dass sie nur eine von vielen ist. Sie arbeitet völlig unabhängig, als wäre sie ein einziger physikalischer Server.
Das Unternehmen verfügt nun über einen physikalischen Server mit mehreren separaten, voll funktionsfähigen Computern, die darin arbeiten. Auf dem Host-Server können VMs mit unterschiedlichen Betriebssystemen und eine Vielzahl von Anwendungen und Systemen installiert sein, die normalerweise nicht zusammenarbeiten.
Da der Hypervisor alle VMs des Host-Servers überwacht und steuert, kann er auch Ressourcen nach Bedarf neu zuweisen. Wenn z. B. eine VM über Nacht inaktiv ist, können ihre Rechen- und Storagekapazitäten einer anderen VM zugewiesen werden, die in dieser Zeit zusätzliche Ressourcen benötigt. Auf diese Weise werden die Ressourcen des Servers insgesamt wesentlich besser ausgelastet.
VMs können bei Bedarf durch einfaches Duplizieren oder Klonen auf andere Host-Server verschoben werden. Die einzige Begrenzung für die Anzahl der VMs, die ein Host-Server aufnehmen kann, sind die ihm zur Verfügung stehenden Computerressourcen, so dass neuere Computer mit mehr Ressourcen natürlich auch mehr VMs unterstützen können.
Servervirtualisierung ist eine entscheidende Komponente des Cloud Computing. Tatsächlich betrachten viele Experten die Servervirtualisierung als eine der Hauptsäulen des Cloud Computing (neben anderen Komponenten wie Automatisierung, Self-Service und End-to-End-Überwachung). Virtualisierung ermöglicht Cloud Computing, da sie es erlaubt, die Ressourcen eines Servers auf mehrere VMs aufzuteilen und Unternehmen die benötigte ultraschnelle Skalierung zu ermöglichen, ohne dabei die Workload-Isolation aufzugeben.
Es gibt fünf Arten der Servervirtualisierung, die sich durch ihren Ansatz in Bezug auf Isolation, Ressourcenmanagement und Interaktion mit der Hardware unterscheiden.
Vollständige Virtualisierung (Hardwareebene) – Es werden vollständige virtuelle Maschinen mit eigenen Betriebssystemen erstellt, die unabhängig auf einem Hypervisor laufen. Das Gastbetriebssystem merkt nicht, dass es virtualisiert ist und benötigt keine Anpassung. Moderne Hypervisoren sind in der Lage, spezielle CPU-Funktionen (Intel VT-x, AMD-V) zu nutzen, um die Virtualisierungsleistung und -sicherheit zu verbessern, indem sie es dem Hypervisor ermöglichen, direkt auf Hardware mit Prozessorunterstützung zu laufen.
Paravirtualisierung – Das Gastbetriebssystem wird so modifiziert, dass es die Virtualisierungsschicht erkennt und dadurch durch die direkte Kommunikation mit dem Hypervisor eine bessere Leistung ermöglicht. Wird häufig in Xen-Umgebungen verwendet.
Virtualisierung auf Betriebssystemebene (Containerisierung) – Mehrere isolierte Benutzerrauminstanzen (Container) teilen sich denselben Betriebssystemkernel. Dieser ressourcenschonende Ansatz ist für die Ausführung ähnlicher Arbeitslasten hocheffizient.
Hybride Virtualisierung – Kombiniert mehrere Virtualisierungsansätze, um Leistung, Isolation und Ressourceneffizienz auf Basis spezifischer Workload-Anforderungen in Einklang zu bringen.
Zu den Vorteilen der Server-Virtualisierung gehören:
Effizientere Nutzung von Server-Ressourcen mit geringerem Bedarf (und geringeren Kosten) an physikalischer Hardware
Kosteneinsparungen durch Server-Konsolidierung, Reduzierung des Hardware-Fußabdrucks und Eliminierung ungenutzter oder nicht ausgelasteter Ressourcen
Größere Vielseitigkeit bei der Nutzung des Servers mit der Flexibilität, VMs mit verschiedenen Betriebssystemen und Anwendungen zu erstellen
Höhere Anwendungsperformance durch die Möglichkeit, VMs für dedizierte Workloads zu nutzen
Schnellere Bereitstellung von Workloads durch schnelles und einfaches Duplizieren und Cloning von VMs und die Flexibilität, VMs bei Bedarf auf andere Host-Server zu verschieben
Steigerung der IT-Produktivität und -Effizienz durch Reduzierung des Server-Wildwuchses und der komplexen Verwaltung und Wartung einer großen Anzahl physikalischer Server
Zusätzliche Vorteile für Disaster Recovery und Backup durch einfache Replikation vorhandener VMs, Snapshots und die Möglichkeit, diese beliebig zu verschieben
Reduzierung des Energieverbrauchs durch Verringerung der Anzahl physikalischer Maschinen, die Platz, Kühlung und Strom benötigen
Geringere Sicherheitsbedrohungen, da jede VM auf einem Host-Server isoliert ist; wenn eine VM angegriffen wird, sind die anderen nicht unbedingt gefährdet
Trotz der vielen Vorteile der Server-Virtualisierung gibt es auch einige Herausforderungen:
Die Lizenzierung von Software kann komplex (und kostspielig) sein, da ein physischer Server Dutzende verschiedener VMs mit einer breiten Palette von Anwendungen und Diensten hosten kann; beispielsweise bedeutet die vollständige Servervirtualisierung, dass jede VM ihr eigenes Betriebssystem hat und für jedes Betriebssystem eine separate Lizenz erforderlich ist.
Ein Ausfall des Host-Servers kann sich negativ auf alle darauf befindlichen VMs auswirken – so fallen beispielsweise 10 Anwendungen aus, anstatt nur einer.
Die unkontrollierte Ausbreitung von VMs kann zu einem Problem werden, wenn die IT-Abteilung nicht den Überblick darüber behält, wo sich die VMs befinden und wie und wann sie genutzt werden; es ist zum Beispiel so einfach, neue Instanzen zu erstellen, dass viele VMs vorübergehend zu Testzwecken verwendet und dann aufgegeben werden, wenn sie nicht mehr benötigt werden. Wenn sie aber nicht tatsächlich aus dem System gelöscht werden, könnten sie im Hintergrund verbleiben und weiterhin Strom und Ressourcen verbrauchen, die aktive VMs benötigen.
Werden VMs nicht mit Bedacht und Planung erstellt, kann die Serverleistung sinken, wenn zu viele VMs auf dem Host laufen, die viele Ressourcen benötigen, insbesondere im Hinblick auf Netzwerk und Arbeitsspeicher.
Die Server-Virtualisierung bietet einige inhärente Vorteile in Bezug auf die Sicherheit. So werden die Daten beispielsweise an einem zentralen Ort gespeichert, der relativ einfach zu verwalten ist, anstatt auf nicht autorisierten oder weniger sicheren Peripherie- oder Endbenutzergeräten zu verbleiben. Die Isolierung zwischen VMs hilft auch, Angriffe, Malware, Viren und andere Schwachstellen zu isolieren.
Dank der granularen Zugriffskontrolle der Virtualisierung hat die IT-Abteilung eine bessere Kontrolle darüber, wer auf die im System gespeicherten Daten zugreifen kann. Die Mikrosegmentierung wird häufig verwendet, um den Zugriff auf bestimmte Anwendungen oder Ressourcen bis hinunter zur Ebene einzelner Workloads zu beschränken. Darüber hinaus trägt die Virtualisierung von Desktops dazu bei, dass das IT-Personal die Verantwortung für die Aktualisierung und das Patchen von Betriebssystemen und Anwendungen behält – etwas, das die Endbenutzer möglicherweise nicht im Blick haben.
Hypervisoren reduzieren Sicherheitsrisiken durch eine geringere Angriffsfläche im Vergleich zu Hardwarelösungen, da sie mit weniger Ressourcen auskommen. Außerdem werden sie automatisch aktualisiert, um sie vor neuen Bedrohungen zu schützen.
Auf der anderen Seite kann die Server-Virtualisierung auch eine Reihe von Sicherheitsrisiken mit sich bringen. Einer der häufigsten Gründe ist schlicht die erhöhte Komplexität einer virtualisierten Umgebung. Da VMs relativ einfach dupliziert und Workloads an verschiedene Standorte verschoben werden können, wird es für IT-Abteilungen schwieriger, bewährte Sicherheitspraktiken oder gar konsistente Konfigurationen oder Richtlinien im gesamten Ökosystem aufrechtzuerhalten.
Auch ein Wildwuchs von VMs kann ein Sicherheitsrisiko darstellen. Diese ungenutzten und aufgegebenen VMs verbrauchen nicht nur weiterhin Ressourcen und Strom, sondern werden wahrscheinlich auch nicht gepatcht oder aktualisiert, was sie angreifbar macht und ein großes potenzielles Angriffsrisiko darstellt.
Die Isolierung zwischen VMs kann zwar die Sicherheitsrisiken verringern, aber nicht die Auswirkungen eines DDoS-Angriffs (Distributed Denial of Service). Wenn ein DDoS-Angriff die Performance einer VM durch eine Flut von bösartigem Traffic beeinträchtigt, sind auch die anderen VMs betroffen, die sich die Ressourcen des Host-Servers teilen.
Die IT-Abteilung kann die mit der Server-Virtualisierung einhergehenden Sicherheitsrisiken durch Best Practices verringern. Dazu gehören die Aktualisierung der Software und Firmware des gesamten Systems, die Installation und Aktualisierung von Antiviren- und anderer Software, die speziell für Virtualisierungslösungen entwickelt wurde, die Überwachung der Systemzugriffe, die Verschlüsselung des Netzwerk-Traffics, das Löschen nicht genutzter VMs, regelmäßige Backups der VMs und der physikalischen Server sowie die Definition und Umsetzung klarer und detaillierter Nutzungsrichtlinien für die VMs und die Host-Server.
Bei der Planung einer unternehmensweiten Server-Virtualisierung sind einige wichtige Schritte zu beachten. Im Folgenden finden Sie einige Best Practices, die Ihnen dabei helfen können:
Die Migration physischer Server zu virtuellen Maschinen (VMs) ist ein Prozess, der als Physical-to-Virtual (P2V) Migration bekannt ist. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, die Ihnen dabei hilft:
Beurteilen Sie den physischen Server – Prüfen Sie die Hardware, das Betriebssystem, die Anwendungen und die Daten des Servers, um die Kompatibilität mit Ihrer Virtualisierungsplattform zu ermitteln.
Wählen Sie eine Virtualisierungsplattform - Wählen Sie einen geeigneten Hypervisor (z. B. VMware, Hyper-V, KVM, Nutanix AHV), der das Betriebssystem und die Anwendungen Ihres Servers unterstützt.
Bereiten Sie die virtuelle Umgebung vor – Richten Sie die Virtualisierungsplattform ein, einschließlich der Konfiguration von Netzwerken, Speicher und aller erforderlichen virtuellen Maschinenvorlagen.
Sichern Sie den physischen Server – Stellen Sie sicher, dass Sie über eine vollständige Sicherung des physischen Servers verfügen, um Datenverlust während der Migration zu vermeiden.
Nutzen Sie P2V-Migrationstools – Verwenden Sie die von Ihrer Virtualisierungsplattform oder von Drittanbietern bereitgestellten Tools, um die Migration durchzuführen. Gängige Werkzeuge sind:
StarWind V2V / P2V Converter (unterstützt mehrere Hypervisoren: ESXi, Hyper-V, oVirt, Proxmox, VirtualBox)
Microsoft Disk2vhd (am besten geeignet für Windows-Umgebungen)
Open-Source-Tools wie Clonezilla, Virt-P2V und OpenQRM.
Führen Sie die Migration durch – Befolgen Sie die Anweisungen des Tools, um den physischen Server in eine virtuelle Maschine umzuwandeln. Dies beinhaltet typischerweise das Erstellen einer virtuellen Kopie der Festplatte des physischen Servers und das Konfigurieren der VM-Einstellungen.
Testen Sie die VM – Nach der Migration muss die VM gründlich getestet werden, um sicherzustellen, dass alle Anwendungen und Dienste wie erwartet funktionieren.
Die Migration physischer Server zu virtuellen Nutanix-Maschinen (VMs) erfordert einen Konvertierungsprozess von physisch zu virtuell (P2V). Da Nutanix Move P2V-Migrationen nicht direkt unterstützt, ist ein Drittanbietertool erforderlich, um die physische Maschine in ein VM-Format zu konvertieren, das mit einem Nutanix-Cluster kompatibel ist, der sowohl AHV- als auch ESXi-Hypervisoren unterstützt. Finden Sie Nutanix Ready Solutions in der Kompatibilitätsmatrix im Nutanix Portal.
Für diesen Prozess gibt es zwei Hauptmethoden:
Methode 1: Zweistufige Migration mit VMware Converter und Nutanix Move
Dies ist ein häufig empfohlener Ansatz, insbesondere bei der Migration zu Nutanix AHV.
P2V-Konvertierung – Verwenden Sie VMware vCenter Converter, um den physischen Server in eine virtuelle VMware ESXi-Maschine zu konvertieren. Dies dient als Übergangsschritt zur Virtualisierung der Arbeitslast.
V2V-Migration – Verwenden Sie Nutanix Move, um die neu erstellte ESXi-VM in den Nutanix AHV-Cluster zu migrieren.
VMware-basierter Migrationsworkflow – Um einen Server zu Nutanix AHV zu migrieren, konvertieren Sie ihn zunächst in ein VMware-kompatibles Format (z. B. .vmdk). Scheibe). Anschließend importieren Sie mit dem Image Service von Nutanix Prism das Festplattenabbild, und AHV konvertiert es automatisch in sein natives Format. Nach dem Import können Sie mit der konvertierten Festplatte eine neue VM erstellen. Diese Methode vereinfacht den Übergang von VMware zu Nutanix und gewährleistet die Kompatibilität mit AHV.
Methode 2: Direkte P2V-Migration mit Drittanbieter-Tools
Mehrere Drittanbieter-Tools ermöglichen die Migration eines physischen Servers direkt auf eine VM auf der Nutanix-Plattform.
Carbonite Migrate – Dieses Tool erleichtert die Migration von physischen Windows- und Linux-Servern. Der Prozess umfasst typischerweise das Erstellen einer neuen VM auf dem Nutanix-Cluster mit einem passenden Betriebssystem und einer passenden Konfiguration, das Installieren von Carbonite auf den Quell- und Zielservern und anschließend die Durchführung der Migration.
VMware vCenter Converter – Mit diesem Tool kann auch ein physischer Server direkt auf eine VMware vSphere VM migriert werden, die auf einem Nutanix-Cluster läuft. Es ist wichtig, die spezifischen Voraussetzungen und Einschränkungen Ihrer Softwareversion zu überprüfen.
Weitere unterstützte Tools - Zu den zusätzlich für die P2V-Konvertierung genannten Tools gehören HYCU und SureEdge.
Nutanix Professional Services
Für Organisationen, die Unterstützung benötigen, bietet Nutanix einen professionellen Service zur Umwandlung physischer in virtuelle Systeme an. Dieser Service bietet Zugang zu qualifizierten Beratern, die eine Migration auf Basis eines vom Kunden bereitgestellten Plans durchführen können. Der Dienst nutzt unterstützte Tools wie HYCU, Carbonite Migrate und VMware Converter, um die Konvertierung physischer Maschinen in VMs auf der Nutanix Cloud Platform zu beschleunigen.
Einer der Vorteile der Server-Virtualisierung ist die Zentralisierung und Vereinfachung der Serververwaltung, sie kann jedoch auch einige Herausforderungen mit sich bringen, insbesondere wenn Ihr IT-Personal nicht mit den Techniken und Praktiken der Virtualisierung vertraut ist. Im Folgenden finden Sie einige Best Practices für die effiziente Verwaltung von VMs.
Reduzieren Sie VM-Wildwuchs durch Self-Service-Management – Wie bereits in diesem Artikel erwähnt, ist es sehr einfach, VMs zu erstellen, und noch einfacher, sie zu vergessen, sobald sie nicht mehr aktiv sind. Wenn Sie sich auf das Self-Service-Management Ihrer VMs verlassen, legen Sie die Verantwortung für das Löschen dieser ungenutzten VMs in die Hände der Endbenutzer. Self-Service bedeutet, dass sie ihre eigenen VMs anfordern müssen, was ihnen auch die Verwaltung (und Entfernung) erleichtert.
Verwenden Sie Templates für die richtige Dimensionierung von VMs – Es kann verlockend sein, VMs mit mehr Ressourcen zu erstellen, als sie tatsächlich benötigen. Das einfache Hinzufügen von z. B. CPUs führt nicht notwendigerweise zu einer besseren Performance, sondern oft zu einer Verschwendung von Ressourcen. Die Erstellung von VM-Templates für bestimmte Funktionen kann dazu beitragen, die Tendenz zur Überprovisionierung zu verringern.
Finden Sie die richtigen Tools für die Überwachung der Performance – Die Tools, die mit Ihrem Hypervisor und Ihrer Virtualisierungsplattform geliefert werden, können Ihnen einen guten Einblick in die VM-Performance geben. Mit der Skalierung und Vergrößerung der Umgebungen werden jedoch robustere Werkzeuge benötigt, die einen tieferen Einblick in nicht genutzte VMs sowie Informationen über die Effizienz der Bereitstellung und die Performance insgesamt bieten.
Erteilen Sie die entsprechenden Berechtigungen zur Aufrechterhaltung der VM-Sicherheit – In einer virtualisierten Umgebung kann die IT-Abteilung Verwaltungsaufgaben an andere Benutzer delegieren – es ist jedoch wichtig, dass es die richtigen Benutzer sind. Stellen Sie sicher, dass Sie eine Hierarchie erstellen können, aus der hervorgeht, welche Teile Ihrer Infrastruktur welche Berechtigungen benötigen. Sie sollten eine einfache Vergabe von Berechtigungen und einen ebenso einfachen Entzug von Berechtigungen bei Bedarf ermöglichen.
Ermöglichen Sie den Remote-Zugriff über VPN und mehrstufige Authentifizierung – Da hybride Arbeitsmodelle dazu geführt haben, dass immer mehr Menschen von zu Hause aus arbeiten, ist es wichtig, einen guten Remote-Zugriff auf die virtualisierte Umgebung zu haben. Eine VPN-Verbindung mit mehrstufiger Authentifizierung wird empfohlen.
Verwenden Sie eine für VMs konzipierte Sicherungs- und Wiederherstellungsplattform – Achten Sie bei der Sicherung eines Host-Servers mit VMs darauf, dass Sie eine Backup-Plattform wählen, die es Ihnen ermöglicht, einzelne VM-Dateien wiederherzustellen.
Nutanix bietet drei Kernprodukte für die Überwachung und Optimierung der VM-Leistung: Intelligent Operations liefert KI-gestützte Analysen und Automatisierung, Nutanix Insights bietet vorausschauende Zustandsüberwachung und Unterstützung, und Prism Central bietet zentralisiertes Multi-Cluster-Management – alle arbeiten zusammen, um Ihnen zu helfen, Leistungsengpässe zu erkennen und zu beheben, bevor sie sich auf die Benutzer auswirken.
Kategorie | Produkt | Was es misst | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|---|
Multi-Cluster-Management | Überwachung und Steuerung mehrerer Cluster, Latenz-Heatmaps, VM-/Host-Konflikte, Laufzeitkapazität. | Ermöglicht den Wechsel von einer ressourcenintensiven VM direkt zum ressourcenintensiven Host über Dutzende von Standorten hinweg. | |
AIOps & Automatisierung | ML-gestützte Anomalieerkennung und prädiktive Warnmeldungen, Kapazitätsprognose und -planung, Empfehlungen zur optimalen VM-Dimensionierung, Engpasserkennung mit Optimierung, Low-Code-Workflows zur Fehlerbehebung. | Überwacht die Baseline jeder VM und öffnet automatisch Jira/ServiceNow-Tickets, wenn das Verhalten abweicht. | |
Vorausschauende Gesundheitsversorgung und Unterstützung | Regelmäßige automatisierte Gesundheitsprüfungen, automatische Erstellung von Supportfällen, proaktive Protokollerfassung, Sicherheitshinweise und Empfehlungen. | Erkennt proaktiv latente Probleme und fasst sie auf einem einzigen Dashboard zusammen – lokale Hardware ist nicht erforderlich. |
Nutanix versteht die Server-Virtualisierung und wie sie die Produktivität eines Unternehmens ermöglicht und verbessert. Wir verfügen über eine Reihe von Virtualisierungs-Tools und -Lösungen, die den gesamten Prozess von der Bereitstellung bis zum täglichen Management vereinfachen.
Mit Nutanix AHV genießen Sie alle Vorteile der Virtualisierung ohne Kompromisse. AHV wurde für die hybriden Cloud-Umgebungen von heute entwickelt und macht die Bereitstellung und Verwaltung von VMs und Containern einfach und intuitiv. Mit selbstheilender Sicherheit, automatisierter Data Protection mit Disaster Recovery, umfangreichen Analysefunktionen und vielem mehr bietet es alles, was Sie brauchen, ohne unnötige Kosten und Komplexität.