Die Server-Virtualisierung ermöglicht es Hosting-Anbietern beispielsweise, die IT-Ressourcen in Rechenzentren effizient auszunutzen und an Kunden bedarfsgerecht für Websites, Onlineshops, Entwicklungsumgebungen, komplexe Anwendungen und eigene Web-Infrastruktur-Projekte zu vermieten. Ohne Virtualisierung läuft auf einem Server nur ein Betriebssystem mit der darauf installierten Anwendung, die Auslastung der Server beträgt dann meist nur 5 bis 15 Prozent.
Die Server-Virtualisierung zielt auf die Konsolidierung wenig ausgelasteter Server ab. Sie steigert die effiziente Ausnutzung der IT-Ressourcen drastisch, davon profitieren kleine und große Unternehmen gleichermaßen. Mit der Virtualisierung umgehen IT-Abteilungen das Problem, für unterschiedliche Aufgaben mehrere Server kaufen oder mieten zu müssen. Selbstständige, KMU und Konzerne können ihre IT-Infrastruktur dank der Technik flexibel, sicher und skalierbar gestalten.
Wie funktioniert die Server-Virtualisierung?
Für die Virtualisierung ist eine Abstraktionsebene (der Hypervisor) zwischen Hardware und Betriebssystem zuständig. Damit lassen sich virtuelle Maschinen erstellen, die einen physikalischen Server emulieren. Diese virtuellen Server teilen sich die vorhandenen Hardware-Ressourcen (CPU, Arbeitsspeicher, Speicherplatz etc.) und führen ihre eigenen Betriebssysteme unabhängig voneinander aus. Stürzt eine virtuelle Maschine (VM) aufgrund eines internen Fehlers ab oder fängt sich Malware ein, hat dies trotz Verwendung der gleichen Hardware keine Auswirkungen auf die anderen VMs. Die virtualisierten Server laufen also alle auf derselben Hardware, wissen jedoch nichts voneinander.
Als Anwender administrieren Sie Ihren vServer (virtuellen Server) über eine übersichtliche Virtualisierungsplattform selbst.
Unter welchen Umständen ist die Server-Virtualisierung sinnvoll?
Vor der Einrichtung ist eine Bedarfsanalyse durchzuführen. Die Virtualisierung von Servern lohnt sich grundsätzlich, wenn Ressourcen ungenutzt bleiben und Server nicht ausgelastet sind. Mit einem virtuellen Server lässt sich zum Beispiel auch eine eigene Cloud einrichten. Virtual Server eignen sich für dynamische Anwendungen, Entwicklungsumgebungen, große Onlineshops und eigene Web-Infrastruktur-Anwendungen.
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Ressourcen sparen mit Virtualisierungsservern – welche Lösungen gibt es?
Die Virtualisierung von Servern lässt sich in drei Ansätze unterteilen:
- Komplett-Virtualisierung
- Para-Virtualisierung
- Betriebssystem-Virtualisierung
Um die für Ihre Zwecke geeignete Variante zu finden, sind verschiedene Kriterien zu beachten.
1. Die Komplett-Virtualisierung
Bei dieser Server-Virtualisierung kommt ein Hypervisor vom Typ-1 oder Typ-2 zum Einsatz, entsprechend erfolgt eine Unterteilung der Lösungen in Hypervisor- und Hosted-Produkte.
Hypervisor-Lösungen (Typ-1-Hypervisoren, auch Bare-Metal-Server genannt)
Hypervisor-Lösungen vom Typ-1 wie Microsoft Hyper-V und VMware ESX Server haben sich in Data Centern etabliert und laufen direkt auf der Hardware des Hosts. Die Software kommuniziert mit den Ressourcen (CPU, Speicherplatz) des physischen Servers und die virtuellen Maschinen nutzen die vom Hypervisor bereitgestellten Ressourcen. Die vorherige Installation eines Host-Betriebssystems entfällt. Server-Virtualisierung mit Typ1-Hypervisor-Produkten setzt Hardware voraus, die der Hypervisor unterstützt. Aufgabe des Hypervisors ist die Überwachung der physischen Serverressourcen. Die Software stellt sicher, dass die virtuellen Server voneinander unabhängig bleiben und – vereinfacht gesagt – nichts über die anderen virtuellen Server wissen.
Allerdings ergibt sich auch ein Nachteil: Für die Datenverarbeitung benötigt der Hypervisor Ressourcen – dieser dadurch entstehende Leistungsverlust wird als „Virtualisierungsschwund“ bezeichnet. Allerdings optimieren die Anbieter von Virtualisierungs-Software ihre Programme stetig weiter, um den Leistungsschwund bestmöglich zu reduzieren.
Hosted-Lösungen (Typ-2-Hypervisoren)
Hosted-Lösungen (Typ-2-Hypervisoren) wie VMware Workstation Pro und Oracle VirtualBox setzen voraus, dass auf der Hardware ein Host-Betriebssystem installiert ist. Sie greifen über das Host-Betriebssystem und nicht direkt auf die Ressourcen wie CPU und Speicherplatz zu. Die Folge dieses Umwegs über das Betriebssystem des Hosts ist eine geringere Geschwindigkeit, ein Vorteil ist die bessere Treiberunterstützung.
Anforderungs-Check: Virtualisierung – Bare-Metal-Server vs. Hosted Server
Die unterschiedlichen Technologien bieten Ihnen folglich im Serverbereich Vor- und Nachteile, die Entscheidung hängt von den individuellen Anforderungen ab. Machen Sie hier den Vergleich:
| Bare Metal Server (dedizierter Server) | Hosted Server (vServer) |
|---|---|
| · maximale Leistung und Isolation für sehr anspruchsvolle Anwendungen | · kleine Websites, Onlineshops, dynamische Anwendungen und Entwicklerumgebungen teilen sich Ressourcen |
| · Server gehört nur Ihnen | · günstige Mietpreise |
| · garantiert 100 % Ressourcenzugriff | · für Einsteiger und anspruchsvolle Projekte – vor allem, wenn einfaches Shared-Hosting nicht ausreicht |
2. Die Para-Virtualisierung
Im Gegensatz zur Komplett-Virtualisierung wissen die virtuellen Maschinen bei der Para-Virtualisierung, dass sie in Gastsystemen laufen. Die Betriebssysteme der virtuellen Server sind untereinander bekannt. Der Kernel der Gastsysteme wird so angepasst, dass dieser nicht direkt mit der physikalischen Hardware kommuniziert, sondern mit der Hardware, die von der Virtualisierungsschicht bereitgestellt wird. Daher benötigt der Hypervisor für das Management der Betriebssysteme weniger Rechenleistung – der „Virtualisierungsschwund“ ist geringer.
Die Hardware lässt sich zum Beispiel mit Citrix XenServer dynamisch aufteilen. Bei der Para-Virtualisierung passen Administratoren die für die Gastsysteme benötigten Ressourcen flexibel und teilweise während der Laufzeit an. Voraussetzung ist, dass die verwendete Virtualisierungs-Software die Hardware unterstützt.
3. Die Betriebssystem-Virtualisierung
Bei dieser Form der Server-Virtualisierung wird das Betriebssystem partitioniert und kein Hypervisor verwendet. Wenn der Administrator einen Gast erstellt, erfolgt lediglich die Generierung von individuellen Daten. Die Gäste verwenden die identischen Daten des Host-Betriebssystems, persönliche Dateien landen im Home-Verzeichnis der virtuellen Maschine. Mit diesem Ansatz erstellen Administratoren VMs mit wenigen Dateien – das benötigt geringeren Festplatten- und Arbeitsspeicher.
Die Betriebssystem-Virtualisierung nutzt die vorhandenen Systemressourcen sehr gut aus, der „Virtualisierungsschwund“ ist gering. Im Vergleich zur Komplett-Virtualisierung eignet sich die Betriebssystem-Virtualisierung für mehr VMs und benötigt keine extrem leistungsstarke Hardware. Der Nachteil ist die Abhängigkeit vom Host-Betriebssystem: Alle virtuellen Server müssen dasselbe Betriebssystem verwenden.
Warum ist ein Virtualisierungscluster wichtig bei VMs auf Servern?
Die virtuellen Maschinen laufen also theoretisch auf einem einzelnen Server voneinander isoliert und können sich zum Beispiel nicht untereinander mit Malware infizieren, da sie nicht miteinander kommunizieren und nichts voneinander wissen. Es sind jedoch sämtliche VMs eines Servers betroffen, wenn dessen Hardware ausfällt, also zum Beispiel die Festplatte defekt ist.
Daher gehören automatisierte Backups zu den Standardaufgaben. Für wichtige Geschäftsabläufe ist aus diesem Grund eine redundante Hardwarebasis notwendig, damit die Anwendungen garantiert rund um die Uhr erreichbar sind. Die Ausfallgefahr durch Hardwareprobleme lässt sich mit einer Clusterumgebung ausschließen, da diese eine redundante Hardwarebasis zur Verfügung stellt. Mehrere Server übernehmen also dieselbe Aufgabe. Wenn ein Server ausfällt, übernehmen die übrigen Server die Aufgaben und geschäftskritische Programme laufen ohne Unterbrechung weiter.
Bei Virtualisierungsclustern handelt es sich um Spezialanwendungen von hochverfügbaren Clustern (High-Availability-Cluster (HA-Cluster)). Die Vereinigung mehrerer Server zu einem Cluster bietet Vorteile wie mehr Sicherheit, eine ökonomische Auslastung des Gesamtsystems und dynamische Zuordnungen der Lastverteilung.
Eine Open-Source-Software zum Aufbau eines Clusters für hochverfügbare virtuelle Maschinen ist das von Google entwickelte Ganeti, das die Hypervisor-Systeme KVM und Xen sowie LXC unterstützt. Eine Alternative ist zum Beispiel die Virtualisierungsplattform Proxmox, mit der sich Hochverfügbarkeits-Cluster übersichtlich verwalten lassen.
Virtualisierungsserver – Zusammenfassung
Dank der Server-Virtualisierung können Hosting-Anbieter die Server in ihren Rechenzentren effizient betreiben, ihren Kunden benötigte IT-Ressourcen bedarfsgerecht zuteilen und diese kostengünstig vermieten. Für geringere Anforderungen wie kleine Websites eignen sich WebHosting-Lösungen und WebServer-Lösungen. Für anspruchsvollere Projekte wie größere Onlineshops und eigene Web-Infrastruktur-Anwendungen sind Virtual Server die ideale Wahl. Um für Web-Anwendungen die optimale Leistung zur Verfügung zu stellen, können Sie einen Dedicated Server mit vollem Root-Zugriff mieten und mit exklusivem Zugriff auf sämtliche Ressourcen vollständig verwalten.
Titelmotiv: Bild von Colossus Cloud auf Pixabay
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