1 / 151 Gruber, Dietmar Ing. Virtualisierungslösungen für Klein- und Mittelständige Unternehmen (KMU) eingereicht als DIPLOMARBEIT an der HOCHSCHULE MITTWEIDA (FH) University of Applied Sciences Fachbereich Technische Informatik Bärnbach, Mai 2009 Erstprüfer: Prof. Dr. Ing. Wilfried Schmalwasser Zweitprüfer: Mag. Franz Halmenschlager 2 / 151 Bibliographische Beschreibung: Gruber, Dietmar: Virtualisierungslösungen für Klein- und Mittelständige Unternehmen (KMU). –2008.–151 S. Mittweida, Hochschule Mittweida (FH), Fachbereich Technische Informatik, Diplomarbeit, 2009 Referat: Das Ziel der Diplomarbeit ist es, ein Konzept einer Virtualisierungslösung für „Klein- und Mittelständige Unternehmen“ (KMU) mit gängigen Virtualisierungstechniken zu erstellen, welche den immer höher werdenden Anforderungen in diesem Umfeld gerecht werden um dabei den größtmöglichen Nutzen aus der Virtualisierung zu ziehen. Diese Arbeit erläutert im ersten Abschnitt die Grundlagen der Virtualisierung und deren Arten. Der zweite Abschnitt umfasst die Verfahren zur Ermittlung des sinnvollen Einsatzes von Virtualisierung über die Ist-Erhebung, Kundenbefragung, Ressourcenbedarfsermittlung und daraus resultierender Spezifikationen der Lösung. Der praktische Teil beinhaltet die Evaluierung marktrelevanter Virtualisierungsprodukte, Tests, Analysen und Leistungsmessungen sowie daraus gewonnene Erkenntnisse und Ergebnisse, die im letzten Teil in eine Bewertung in Bezug auf zuvor definierte Anforderungen einfließen und in einen Lösungsvorschlag münden. 3 / 151 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ............................................................................................................ 6 1.1 Nutzen von Virtualisierungslösungen.................................................................. 7 1.2 Ausgangssituation .............................................................................................. 9 1.3 Problemstellung, Anforderungen an die Lösung ............................................... 10 1.4 Zielsetzung ....................................................................................................... 11 1.5 Aufbau, Gliederung der Arbeit .......................................................................... 14 2 Grundlagen ....................................................................................................... 16 2.1 Begriffsdefinitionen ........................................................................................... 16 2.2 Interne Mechanismen ....................................................................................... 18 2.2.1 Betriebssystemgrundlagen ............................................................................... 18 2.2.2 Virtualisierungstheorie ...................................................................................... 19 2.2.3 Virtualisierung der x86 Architektur und Erweiterung ......................................... 23 2.3 Virtualisierungsarten ......................................................................................... 25 2.3.1 Systemvirtualisierung (Host Based, Vollvirtualisierung) .................................... 25 2.3.2 Paravirtualisierung ............................................................................................ 27 2.3.3 Betriebssystemvirtualisierung ........................................................................... 29 2.3.4 Weitere Virtualisierungsmethoden .................................................................... 30 2.4 Speichergrundlagen (Storagegrundlagen) ........................................................ 30 2.5 Ziele und Erfolgspotentiale ............................................................................... 32 2.5.1 Allgemeine Überlegungen, Vorgehensweise .................................................... 32 2.6 Abgrenzungen .................................................................................................. 34 3 Ablauf zur Ermittlung von geeigneten Virtualisierungslösungen in KMU`s ....... 35 3.1 Firmenprofil des Beispielbetrieb, Ausgangssituation ........................................ 36 3.2 Ist-Erhebung, Ist-Situation ................................................................................ 36 3.3 Kundenbefragung ............................................................................................. 40 3.4 Ressourcenbedarfsermittlung ........................................................................... 42 3.5 Kapazitätsplanung der Virtualisierungsplattform ............................................... 43 3.6 Empfehlungen an die Hardwareplattform ......................................................... 44 3.7 Spezifikation der Virtualisierungslösung ........................................................... 46 3.8 Testplattformbeschreibung ............................................................................... 49 4 Virtualisierungsprodukte ................................................................................... 52 4.1 Microsoft ........................................................................................................... 52 4 / 151 4.1.1 Microsoft Virtual Server 2005R2 ....................................................................... 52 4.1.2 Microsoft Hyper-V Server 2008......................................................................... 55 4.1.3 Microsoft Windows Server 2008 mit Hyper-V Enterprise Edition x64 ............... 59 4.2 VMware ............................................................................................................. 60 4.2.1 VMware Server 2.0 unter Debian 4.0 Linux ...................................................... 60 4.2.2 VMware ESXi 3.5 .............................................................................................. 64 4.2.3 VMware Infrastructure 3 mit ESX 3.5 ................................................................ 67 4.3 XEN .................................................................................................................. 73 4.3.1 Citrix XenServer 5.0 .......................................................................................... 74 4.4 Parallels Virtuozzo Containers 4.0 .................................................................... 80 4.5 Speichervirtualisierung (Storagevirtualisierung) ............................................... 83 4.5.1 Openfiler ........................................................................................................... 85 4.5.2 Weitere Speichervirtualisierungsprodukte ........................................................ 88 4.6 Konvertierungs-, Migrations-Werkzeuge: .......................................................... 89 4.6.1 Platespin PowerConvert 7.0: ............................................................................ 89 4.6.2 Vizioncore vConverter 4.0: ............................................................................... 89 4.6.3 Acronis TrueImage Echo Server 9.5: ................................................................ 90 4.6.4 VMware vCenter Converter 3.0.3, 4.0: ............................................................. 91 4.6.5 XenSource Virtual Disk Migration Utility 1.3.4: ................................................. 92 4.6.6 Citrix XenServer Boot-CD (P2V): ...................................................................... 93 4.6.7 Citrix XenConvert 1.1 ........................................................................................ 93 5 Leistungen ........................................................................................................ 94 5.1 Leistungsmessung (Performancemessung) von Virtualisierung ....................... 94 5.2 Sicherungsstrategien (Backuplösungen) für KMU`s ......................................... 95 5.2.1 Sicherungs IST-Zustand des Beispielbetrieb .................................................... 97 5.2.2 Sicherungs SOLL-Zustand (des Beispielbetrieb, KMU`s) ................................. 97 5.3 Bewertungsmatrix der Virtualisierungsprodukte ............................................... 99 5.4 Produktbewertung und Betrachtungen ........................................................... 101 5.4.1 Ausscheidung von Produkten ......................................................................... 101 5.4.2 Betrachtungen ................................................................................................ 102 6 Virtualisierungslösung ..................................................................................... 107 6.1 Lösungsvorschlag ........................................................................................... 107 6.2 Umsetzung der Virtualisierungslösung ........................................................... 111 5 / 151 7 Zusammenfassung ......................................................................................... 114 7.1 Trends, Ausblicke ........................................................................................... 115 Abbildungsverzeichnis .................................................................................................... 117 Abkürzungen ................................................................................................................... 119 Literaturverzeichnis ......................................................................................................... 121 Anhänge ........................................................................................................................ 133 Anhang 1: Ist Aufnahme-Checkliste (Beispielbetrieb)