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VXLAN (Virtual eXtensible LAN) – VMwares neuster Draft
14. September 2011 von Cornelius Höchel-Winter
Auf der VMworld in Las Vegas hat Steve Herrod, Chief Technology Officer von VMware ein neues Infrastrukturprotokoll für virtualisierte Rechenzentren angekündigt: VXLAN steht für „Virtual eXtensible LAN“ und ist ein weiterer Ansatz, um die insbesondere von vMotion benötigten großen Layer-2-Netze zur Verfügung zu stellen.
Die Problematik ist hinlänglich bekannt:
Wird ein virtueller Server via vMotion verschoben, ändert sich zwar der Standort des Servers, aber eben nicht dessen IP-Adresse (zumindest nicht ohne weiteres und sicher nicht, wenn offene Verbindungen bestehen bleiben sollen). Um am neuen Standort weiterhin IP-Konnektivität zu gewährleisten, muss dort dasselbe Layer-2-Netz verfügbar sein wie zuvor am ehemaligen Standort. Um aber die volle Effektivität eines virtualisierten Rechenzentrums zu ermöglichen, ist es wünschenswert, dass vMotion auch über Rack- und letztlich sogar über RZ-Grenzen hinweg funktioniert. Dort befindet man sich aber bei vielen Betreibern in einem anderen Subnetz.
Leistungsmerkmale des Cloud-Dienstes: der Paradigmenwechsel
27. Juni 2011 von Dr. Jürgen Suppan
Web-Services sind im Prinzip nicht neu. Der Unterschied zwischen einem „normalen“ Web-Service und einem Cloud-Dienst entsteht durch die Leistungsmerkmale des Cloud-Dienstes.
Ein Cloud-Dienst ist untrennbar mit einer Reihe von Merkmalen verbunden, die den Dienst eigentlich erst interessant machen. Diese Darstellung orientiert sich an der von der vom U.S. National Institute of Standards and Technology NIST entwickelten Terminologie:
Cloud-Service-Modelle
25. Juni 2011 von Dr. Jürgen Suppan
Die aus der Cloud angebotenen Dienste sind sehr unterschiedlich. Tatsächlich kann man eher von einem inkonsistenten Warenkorb sprechen. Eine einheitliche Bewertung wird durch diese Unterschiede deutlich erschwert. Für viele Anwender wird es einzelne Cloud-Dienste mit einem hohen Grad an Attraktivität geben, während viele andere Dienste keinen Mehrwert darstellen. Wer zum Beispiel Smartphones mit Android oder iOS (iPhone) Kollaborations-fähig machen will, der wird an Diensten wie Auditorium, Box.net, Dropbox und Evernote kaum vorbei kommen. Auch IBM und Microsoft arbeiten intensiv daran, mobile Endgeräte über Cloud-Dienste in ihre bestehenden Kollaborations-Plattformen zu integrieren.
Cloud-Dienste umfassen in einer aufeinander aufbauenden Hierarchie:
- Infrastructure as a Service IAAS,
- Platform as a Service PAAS,
- Software as a Service SAAS.
Zur Kommunikation virtueller Maschinen unter besonderer Berücksichtigung von SR-IOV, DirectPath und VNLink
31. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Die in den letzten Folgen vorgestellte I/O-Virtualisierung mit SR/IOV ist eine Leistung der Hardware. Spannend ist aber jetzt die Frage, wie die virtuellen Maschinen diese Leistung auch nutzen können. Es gibt hier unterschiedliche Standardisierungsbestrebungen, die wir in einer späteren Folge betrachten. Greifbar sind aber heute vor allem DirectPath ab VMware vSphere 4.1 und VNLink von Cisco.
Prozessorarchitekturen und SR-IOV
29. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
In dieser Serie können die Weiterentwicklungen der Prozessorarchitekturen nicht insgesamt dargestellt und gewürdigt werden. Deshalb werde ich am Beispiel der Intel Nehalem-Architektur einige wesentliche Trends zeigen und dann die Verbesserungen hinsichtlich der I/O für die Virtualisierung genauer betrachten.
SR-IOV
29. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Die besten Konzepte für Netzwerke im Rack und darüber hinaus nützen gar nichts, wenn das Problem der Hypervisor-Überlastung nicht systematisch gelöst wird. Dazu gibt es einen sehr interessanten Standard von PCI-SIG, den sogenannten SR-IOV (Single Root – I/O Virtualization), der vor allem deshalb so eine hohe Bedeutung hat, weil er letztlich eine Erweiterung von PCIe , dem aktuell wichtigsten und erfolgreichsten aller internen Bus-Systeme, ist. Hardware-Hersteller orientieren sich an diesem Standard. Also reicht es aus, sich exemplarisch anzusehen, was der Prozessor-Gigant Intel genau aus diesen Vorgaben macht, welche Anreicherungen es noch zusätzlich gibt und wie sich das Ganze sowohl in der Prozessorarchitektur als auch in erhältlichen Produkten niederschlägt.
Virtual I/O
23. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Unsere Kernfrage ist immer: was bedeutet Virtualisierung für RZ- und Corporate Networks? Heutige virtualisierte Systeme haben oftmals noch deutliche Grenzen hinsichtlich ihrer I/O-Fähigkeit. Das wird sich aber sehr schnell ändern und sie werden ebenfalls 10- oder 40-Gb-Anschlüsse nutzen können. Das liegt einerseits an der Schaffung virtualisierungsbewusster Prozessorarchitekturen und andererseits an geschickten funktionellen Verlagerungen. Wir werden das nicht nur abstrakt diskutieren, sondern konkrete, jetzt erhältliche Systeme und neue Standards vorstellen, die ein wesentlich höheres Leistungsniveau erreichen, um die Dramatik der Entwicklung zu unterstreichen.
Virtualisierung und I/O: die Grenzen des Hypervisors
20. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Bisher hatten wir die Kommunikation von VMs dadurch realisiert, dass ein virtueller Switch die Aufgaben erledigt. Das ist auch schön und gut, bedeutet aber in der Praxis, dass die gesamte Kommunikation durch den Hypervisor laufen muss. Dieser hat aber eigentlich schon genug zu tun und kommt durch zu viele Aufgaben schnell an seine Leistungsgrenzen. Also sind in der Zukunft Konzepte gefragt, die den Hypervisor erheblich entlasten oder ganz umgehen.
I/O-Konsolidierung
20. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Sollen VMs freizügig auf Betriebsmittel zugreifen können, ist es nicht besonders sinnvoll, wenn sie dies über unterschiedliche Medien bzw. Netze erledigen müssen. Das erhöht die Komplexität und erschwert die VM-Wanderung erheblich. Problematisch ist hier vor allem der Speicherzugriff, weil in der Vergangenheit SANs häufig mit Fibre Channel aufgebaut wurden, alle anderen Betriebsmittel jedoch über Ethernet zu erreichen sind. Mit der I/O-Konsolidierung möchte man hier Abhilfe schaffen.
vSphere und Zwischenfazit
17. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Nach acht Folgen ist es Zeit, ein Zwischenfazit zu ziehen, bevor auf weitere technologische Entwicklungen und Feinheiten eingegangen wird. Dazu ist es auch nützlich, sich einmal den momentanen Höhepunkt der Produktentwicklung von Virtualisierungssoftware anzusehen: vSphere.
Weitere Virtualisierungsthemen
16. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Bevor wir technisch tiefer in das zentrale Thema „VM-Kommunikation“ einsteigen, fassen wir in dieser Folge eine Reihe von Themen zusammen, die vor allem zeigen, wie sich die Grundidee der Virtualisierung auch auf andere Bereiche ausdehnen lässt, nämlich Desktop-Virtualisierung, Applikations-Virtualisierung, SOA und Cloud Computing. Sie sind alle sehr neu, werden von Interessenten als strategisch besonders wichtig herausgestellt, haben aber auch deutliche Risiken und Nebenwirkungen.
Virtualisierung und Speichertechnologie
15. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Durch die Vision, dass prinzipiell alle VMs auf gemeinsam nutzbare Speicher-Ressourcen zugreifen können, entsteht ein ganzes Problemuniversum. In dieser Reihe werden wir uns noch mehrfach damit befassen. In dieser Folge geht es zunächst um grundsätzliche Fragestellungen.
Wandernde virtuelle Maschinen
11. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Das „Aufräumen“ vieler kleinerer Server mit ihren Speichersystemen auf einige wenige leistungsfähige moderne Server und die Virtualisierung der „aufgeräumten“ Server ist ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zu einem modernen Rechenzentrum. Doch damit sind die möglichen Vorzüge der Virtualisierung längst nicht ausgeschöpft. Das, was viele Betreiber noch mehr interessiert, sind Konzepte für Redundanz, Fehlertoleranz, Hochverfügbarkeit und flexible Lastverteilung. Dafür ist aber die Möglichkeit erforderlich, eine VM von einem physischen Server auf einen anderen bewegen zu können. Darüber hinaus ist die VM-Wanderung eine wichtige Grundlage für die zukünftige Skalierbarkeit der Leistungen eines RZs.
VM-Kommunikation
8. Mai 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Der Hersteller VMware hat eine genaue Vorstellung von der Zukunft: Es gibt eine virtuelle Infrastruktur, die alle möglichen Hardwarekomponenten vereinigt und allen Anwendungen vermöge virtueller Maschinen den Zugriff darauf erlaubt. Das hat natürlich durchaus seinen Charme und mit der später zu besprechenden vShpere sind sie der Sache schon ziemlich nahe gekommen. Auf dem Weg dorthin sind allerdings noch einige praktische Probleme zu lösen.
Grundsätzliche Konstruktionsalternativen und Transaktionsverarbeitung
17. April 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Es gibt eine Reihe grundsätzlicher Konstruktionsalternativen für Virtualisierungssoftware. Sie haben einen unmittelbaren Einfluss auf die Leistung. Betreiber haben normalerweise vor allem ein Interesse an einer schnellen Transaktionsverarbeitung. Wir werden zeigen, dass virtualisierte Systeme hier unabhängig von ihrer Grundkonstruktion einen massiven Vorteil gegenüber konventionellen Betriebssystemen haben.
Vom Urvater “IBM VM” zu moderner Virtualisierungssoftware
12. April 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Wenn wir jetzt zur Virtualisierung übergehen, wird Ihnen Teil 2 beim Verständnis sehr helfen. Virtualisierung ist nicht wirklich neu und am Urvater aller Virtualisierungssysteme, dem IBM VM, lässt sich schon Einiges verdeutlichen. Danach folgt ein Überblick über drei moderne Systeme.
Prozesse in klassischen Betriebssystemumgebungen
12. April 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Die Hersteller von Virtualisierungssoftware zeigen immer so kleine Bildchen mit kleinen virtuellen Maschinchen. Das ist mehr als ärgerlich, denn erstens ist es fundamentaler Unsinn und, als sei das noch nicht genug, verdeckt es problematische Stellen. Aus didaktischer Perspektive ist es viel günstiger, sich dem Thema über eine Prozesssicht zu nähern. Daran kann man alles erklären. Betriebssysteme haben sich über mehrere Jahrzehnte entwickelt. Dadurch haben auch an und für sich gleiche oder ähnliche Dinge unterschiedliche Namen bekommen. Für diese Erklärung verwende ich eine abstrakte Nomenklatur. Sie werden verstehen, was ich meine, aber es kann in Ihrem konkreten Betriebssystem anders heißen.
Einführung und Überblick
10. April 2011 von Dr. Franz-Joachim Kauffels
Seit Mitte 2007 ist die Virtualisierung in aller Munde. Eigentlich ist der Netzwerker es nicht so sehr gewohnt, sich mit Betriebssystem- und Anwendungskonzepten auseinanderzusetzen. Vielmehr war es ja das Bestreben der letzten Jahrzehnte, ein möglichst universelles Netz zu schaffen, mit dem man einerseits alles verbinden konnte, was man verbinden wollte und welches man durch entsprechende Konzepte skaliert hat, wenn es einmal eng wurde. Im Bereich eines RZ-Netzes kann die Virtualisierung aber weitreichende Konsequenzen haben, auf die man vorbereitet sein muss. Gleichzeitig wird bewusst, dass Virtualisierung und I/O-Konsolidierung eng miteinander verknüpft sind. Leider informieren die Hersteller von Virtualisierungssoftware nur sehr oberflächlich, weil sie viel Wissen über die inneren Mechanismen eines Betriebssystems voraussetzen. Dadurch fällt es dem Netzwerker schwer, einzuschätzen, was da eigentlich passiert. Genau diesem Mangel soll diese Serie abhelfen und das Verständnis für die Mechanismen der Virtualisierung soweit fördern, dass die Konsequenzen für RZ-Netze besser eingeschätzt werden können.
Cloud Liefermodelle
25. März 2011 von Dr. Jürgen Suppan
Je nachdem wo und wie die Cloud-Dienste erbracht werden oder in welcher Kombination aus verschiedenen Diensten die Erbringung erfolgt, unterscheiden wir Liefermodelle (auch in Anlehnung an die zuvor erwähnte Definition des NIST). Für alle Liefermodelle gelten die zuvor definierten Eigenschaften und es werden die beschriebenen Dienste oder eine Teilmenge davon angeboten.
Die Grundidee der Cloud
9. Februar 2011 von Dr. Jürgen Suppan
Im Mittelpunkt der Cloud steht die Idee, IT-Services in den verschiedensten Formen nicht mehr lokal sondern im Internet zu erbringen. Aufgrund der zunehmenden Kapazität des Internet hat dieses mittlerweile die Fähigkeit, sehr weitgehende Dienste an jeden Ort mit einer ausreichenden Zugangskapazität zu bringen. Dies hat es einigen Anbietern ermöglicht, weltweit verteilte Riesen-Rechenzentren aufzubauen und darüber entsprechende Dienste anzubieten. Entstanden ist diese Idee bei Amazon und Google. Beide Unternehmen betreiben weltweit verteilte Rechenzentren einer erheblichen Kapazität (momentan geht man von ca. 20 Großrechenzentren bei Amazon und von 35 bei Google aus). Diese Kapazität ist darauf ausgelegt, die natürlichen Spitzen der Nutzer von Amazon und Google-Diensten abdecken zu können. Damit entstehen für den größten Teil der Zeit enorme Kapazitätsreserven. Also lag die Idee nahe, diese Kapazitätsreserven zu vermarkten. Die Cloud, so wie wir sie heute verstehen, war geboren.