Virtualisierung - Allgemeines

Was ist Virtualisierung und welche Vorteile bringt sie dem Anwender

Was bedeutet Virtualisierung:

Bei der Virtualisierung handelt es sich um den Prozess der Erstellung einer softwarebasierten (virtuellen) Komponente anstatt einer hardwarebasierten (physischen). Virtualisieren lassen sich sowohl Anwendungen als auch Server, Storage und Netzwerke. Die Virtualisierung ist unabhängig von der Unternehmensgröße und ein effektiver Weg zur Reduzierung der IT-Ausgaben bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz und Agilität.

Virtualisierung von IT-Infrastrukturen zählt schon seit vielen Jahren für Office Anwendungen und in Rechenzentren zum Standard.

Virtualisierungsbeispiel Desktop-Computer

Sie haben ein Unternehmen mit einem zentralen Standort und z.B. mehreren Verkaufsniederlassungen. Um in den Verkaufsniederlassungen nicht nochmal redundante IT-Infrastrukturen aufbauen zu müssen wie im Stammhaus, können Sie dort die IT-Umgebung für die Mitarbeiter auch virtuelle bereitstellen. Der Mitarbeiter hat über einen ThinClient Zugriff seinen virtuellen Desktop-Computer. Der Desktop steht also nicht mehr in Form von Hardware mit installierter Software in der Niederlassung, sondern liegt als virtueller Desktop auf einem Server im Stammhaus, auf den der Mitarbeiter vom ThinClient über das Netzwerk zugreift. Der Desktop bietet ihm die gleichen Funktionalitäten wie die Hardware.

Neben dem Desktop können natürlich auch einzelne Anwendungen virtuell zur Verfügung gestellt werden wie kaufmännische Anwendungen (Kalkulationssoftware, Rechnungsprogramme), CAD-Anwendungen, CRM-Anwendungen, etc..

Der Vorteil der Virtualisierung liegt darin, dass der Mitarbeiter nicht nur vom Büro aus arbeiten kann sondern er kann auch von Mobilgeräten wie Tablets auf seinen virtuellen Desktop zugreifen und ist somit auch mobil immer bestens angebunden.

Virtualisierung Grundlagen:

Die Einschränkungen der heutigen x86-Server, die auf die Ausführung nur eines Betriebssystems und einer Anwendung ausgelegt sind, stellen IT-Organisationen vor große Probleme. So müssen selbst kleine Rechenzentren viele Server bereitstellen, die jeweils nur zwischen 5 und 15 Prozent ausgelastet und damit hochgradig ineffizient sind. Bei der Virtualisierung wird mithilfe von Software das Vorhandensein von Hardware simuliert und ein virtuelles Computersystem erstellt. Auf diese Weise können Unternehmen mehr als nur ein virtuelles System – und mehrere Betriebssysteme und Anwendungen – auf einem einzigen Server ausführen. So können Größenvorteile und eine höhere Effizienz erzielt werden. 

Die virtuelle Maschine

Ein virtuelles Computersystem – als „virtuelle Maschine“ (VM) bezeichnet – ist ein vollständig isolierter Softwarecontainer mit einem Betriebssystem und einer Anwendung.  Jede eigenständige VM ist völlig unabhängig. Die Nutzung mehrerer VMs auf einem einzigen Computer ermöglicht die Ausführung mehrerer Betriebssysteme und Anwendungen auf nur einem physischen Server oder „Host“. 

Mittels einer schlanken Softwareschicht – dem so genannten Hypervisor – werden die virtuellen Maschinen vom Host abgekoppelt. Jeder einzelnen virtuellen Maschine werden bei Bedarf dynamisch Computing-Ressourcen zugeteilt. 

Die wichtigsten Eigenschaften virtueller Maschinen

VMs haben folgende Eigenschaften, die verschiedene Vorteile bieten. 

Partitionierung   

  • Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf einem physischen Computer   
  • Aufteilung von Systemressourcen zwischen virtuellen Maschinen

Isolation

  • Fehler- und Sicherheitsisolation auf Hardwareebene   
  • Erweiterte Ressourcensteuerung für gleichbleibende Performance

Kapselung

  • Speicherung des gesamten VM-Zustands in Dateien   
  • Einfaches Verschieben und Kopieren von virtuellen Maschinen (so einfach wie das Verschieben oder Kopieren von Dateien)

Hardwareunabhängigkeit

  • Möglichkeit, jede virtuelle Maschine auf jedem beliebigen physischen Server bereitzustellen bzw. dorthin zu migrieren

Server Virtualisierung

Die meisten Server sind nur zu 15 Prozent ausgelastet, was zu Serverwildwuchs und mehr Komplexität führt. Server Virtualisierung löst dieses Problem, indem mehrere Betriebssysteme auf einem einzigen physischen Server als virtuelle Maschinen ausgeführt werden, von denen jede Zugriff auf die zugrunde liegenden Computing-Ressourcen des Servers hat. Der nächste Schritt ist die Zusammenfassung eines Server-Clusters zu einer einzigen konsolidierten Ressource – dies verbessert die Gesamteffizienz verbessert und reduziert die Kosten. Server Virtualisierung ermöglicht außerdem eine schnellere Workload-Bereitstellung, eine gesteigerte Anwendungs-Performance und eine höhere Verfügbarkeit.

Durch Virtualisierungstechnologien und den Aufbau von Edge-Clouds kann in erheblichem Umfang Serverhardware reduziert werden. Dort wo früher einzelne physische Server im Einsatz waren können durch Virtualisierung mehrere Server auf einer virtuellen Plattform betrieben werden. Durch Virtualisierung können Sie Edge-Clouds aufbauen die hinsichtlich der Hard- und Software genau die gleichen Technologien einsetzen wie Sie in Rechenzentren verfügbar sind. Durch den Aufbau einer Edge-Cloud haben Sie den Vorteil nah an Ihrer Produktions- und Anlagentechnik Ihre IT-Infrastruktur zu virtualisieren. Dadurch reduzieren Sie physische Hardware und schaffen Platz für neue Ideen und Projekte in der Anlagentechnik.

Durch Virtualisierung von physischen Servern und deren Integration auf eine Edge-Cloud-Lösung reduzieren Sie in erheblichen Masse den Platzbedarf von IT- und Netzwerktechnik. Auf der Edge-Cloud wird in der virtuellen Umgebung das Netzwerk zwischen den einzelnen Servern ebenfalls virtuell abgebildet dadurch entfallen auch Switche, Router und weitere Netzwerkkomponenten.

Als Cluster mit 2 oder mehr virtuellen Servern kann auch eine Systemredundanz in einer Edge-Cloud aufgebaut werden. Durch einen 2. Physischen Server der in Redundanz die virtuellen Server des physischen Master-Servers parallel vorhält kann die Edge-Cloud bei einen Hardware-Ausfall entweder in einfacher Redundanz kurzfristig wieder hochgefahren werden oder in Hochverfügbarkeit ohne Unterbrechung weiterbetrieben werden.
Die zugehörige Netzwerktechnik eine Edge-Cloud-Lösung kann in die Serverschränke mit eingeplant oder in bestehende Netzwerkschränke integriert werden.

Für die Datenvorhaltung von größeren Edge-Cloud-Applikationen können auch Data-Storages (SAN) mit eingeplant werden. Hier besteht ebenfalls die Möglichkeit redundante Lösungen aufzubauen die modular erweiterbar sind. Für Backup- und Recoverykonzepte innerhalb der Edge-Cloud bieten sich Archivierstrukturen an die auf eine Langezeitarchivierung ausgelegt sind und bei einem Totalausfall der Hardware z.B. durch Elementarschaden die Daten für eine schnelle Systemwiederherstellung gewährleisten. Diese Backuplaufwerke sollte immer eine größere räumliche Trennung zum Produktivsystem einer Edge-Cloud besitzen um im Schadensfall nicht getroffen zu werden.

Netzwerk Virtualisierung

Bei der Netzwerk Virtualisierung handelt es sich um die vollständige Reproduktion eines physischen Netzwerks in Software. Anwendungen werden im virtuellen Netzwerk exakt auf die gleiche Art ausgeführt wie im physischen Netzwerk. Durch Netzwerk Virtualisierung stehen für verbundene Workloads im Netzwerk logische Netzwerkgeräte und -services zur Verfügung: logische Ports, Switches, Router und Firewalls, logischer Lastausgleich, logische VPNs usw. Virtuelle Netzwerke bieten die gleichen Funktionen und Qualitäten wie ein physisches Netzwerk – zusätzlich jedoch auch die betrieblichen Vorteile und die Hardwareunabhängigkeit von Virtualisierungslösungen.

(Quellen VMware)

ESR Kompetenzen Virtualisierung

Die ESR Systemtechnik ist professional Solution Partner von VMware und bietet Virtualisierungslösungen im Produktionsumfeld an. Hierbei reichen die angebotenen Lösungen von einfachen Migrationen älterer Betriebssysteme auf virtuelle Umgebungen bis hin zu hochverfügbaren Serverclustern die mehrfach Redundanz für kritische Produktionsanwendungen bieten.

Migrationskonzepte für Industrie PC

Ältere Betriebssysteme wie z.B. Windows 95, NT, XP oder ältere Unix-OS werden von modernen Hardware nicht mehr unterstützt. Diese Betriebssysteme befinden sich aber häufig noch auf Industrie-PC die in Produktionslinien, Prüfständen oder Fertigungs- und Lagerleitständen ihren Dienst tun. Die Virtualisierung dieser Industrie-PC bietet einen schnellen Migrationsweg an um Hardwareproblemen (z.B. Ausfall des Mainboards) aus dem Weg zu gehen. Die Virtualisierung Stellt dabei in der Regel eine mittelfristige Lösung dar um ältere Betriebssysteme und darauf laufende Applikationen weiterhin für die Produktion bereitzustellen bis eine endgültige Ablösung durch eine neue Applikation erfolgt.

Die ESR Systemtechnik unterstützt bei der Migration auf eine virtuelle Lösungen mit Beratung, Software, Hardware, Installation und Support. Unsere Kunden können Ihre eigene Hardware nutzen und wir unterstützen bei der Installation und Inbetriebnahme oder Sie erhalten ein Komplettpaket mit Hard- & Software, Installation, Inbetriebnahme und Support.

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