Hyper-V in Windows Server 2012: die Neuerungen im Überblick

Hyper-VWindows Server 2012 bringt wichtige Neuerungen in fast allen Bereichen. Aufgrund der heraus­ragenden Bedeutung der Virtuali­sierungs­funk­tionen, bei denen Microsoft gegenüber dem Marktführer VMware aufholen muss, sind die Verbesserungen von Hyper-V 3.0 besonders markant. Neben erweiterten Basis­funktionen kommen einige neue Features besonders kleineren Installationen zugute.

Microsoft trägt mit Hyper-V 3.0 den gleichen Entwicklungen Rechnung, die schon das Design von VMware vSphere 5 oder auch Oracle VM 3.0 bestimmten. Dazu zählt vor allem, dass sich die Virtualisierung immer weniger auf relativ unkritische Anwendungen beschränkt, sondern auch anspruchsvolle und ressourcenhungrige Applikationen zu Kandidaten für virtuelle Maschinen werden.

Gleichzeitig ist die Virtualisierung von Server-Workloads kein Privileg von großen Firmen mehr, sondern auch ein Thema für KMUs. Dort sind Technologien gefragt, die dabei helfen, die Folgekosten der Virtualisierung zu reduzieren, beispielsweise durch Anschaffung von Storage-Systemen.

Höhere Skalierbarkeit

Die Ausrichtung von Hyper-V auf große Installationen, die oft unter der Bezeichnung Private Cloud firmieren und auf denen alle Arten von Anwendungen laufen, schlägt sich in den neuen Maximalwerten von Hyper-V für virtuelle Ressourcen nieder:

  • bis zu 160 logische Prozessoren und 2 TB RAM pro Host
  • bis zu 64 virtuelle CPUs und 1 TB RAM pro virtueller Maschine

Logische Prozessoren sind nicht unbedingt identisch mit Cores, sondern können bei CPUs mit Unterstützung für Hyperthreading einen Thread repräsentieren.

Der besseren Skalierbarkeit dient auch die Anhebung der maximalen Zahl an Knoten in einem Windows-Cluster von bisher 16 auf künftig 63. Ein solches voll ausgebautes Cluster kann bis zu 4000 VMs gleichzeitig ausführen.

Storage

Virtuelle Laufwerke im vhdx-Format

Hyper-V 3.0 führt mit VHDX ein neues Format für virtuelle Festplatten ein, das die 2-TB-Beschränkung von VHD überwindet. Sein Limit liegt bei 16 TB. Neu an VHDX ist die Unterstützung für größere Blöcke, zudem soll es widerstandfähiger gegen Defekte sein und bessere Performance bieten.

Snapshot Online Merge

Eine für viele Administratoren willkommene Verbesserung stellt die überarbeitete Snapshot-Funktion dar. Sie erlaubt das Zusammenführen der in Snapshots gespeicherten Änderungen mit einer Eltern-VM, ohne dass die virtuelle Maschine wie in der Vergangenheit zu diesem Zweck heruntergefahren werden muss (Online Merge).

Offloaded Data Transfer

Zu den weiteren Neuerungen zählt der so genannte Offloaded Data Transfer, bei dem der Hypervisor bestimmte Aufgaben wie das Kopieren oder Verschieben von VMs an kompatible Speichersysteme übergeben kann (siehe dazu: Neue Storage-Features in Windows Server 2012). Diese kommunizieren dann direkt miteinander, der Hyper-V-Host wird auf diese Weise weitgehend entlastet. VMware bietet dieses Feature über sein vStorage API an, das die Speicherhersteller genauso wie Microsofts neue Schnittstelle für diese Funktionen extra unterstützen müssen.

Fibre-Channel-Support im Gast

Neu hinzu kommt auch die Unterstützung für Fibre Channel in Hyper-V-Gästen. Bisher konnten ihnen Disks nur über iSCSI direkt zugeordnet werden. VMs können zudem sowohl von SANs über iSCSI und Fibre Channel booten.

File-Server als Shared Storage

Eine interessante Option ist darüber hinaus, dass sich zukünftig File-Server unter Windows Server 2012 mit SMB 3 als Storage für Hyper-V nutzen lassen. Gleichzeitig wertet Microsoft auch NFS durch die Implementierung der Version 4.1 so auf, dass es wie SMB 3 gleichzeitige Zugriffe durch mehrere Hosts zulässt. Daher eignen sich NFS-Freigaben unter Windows Server 2012 explizit als Speicher für VMware vSphere.

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Networking

Hyper-V Extensibe Switch

Die auffälligste Neuerung beim Networking ist der Hyper-V Extensible Switch. Beim Hyper-V-Switch handelt es sich um eine Komponente, mit der sich private, interne und externe Netzwerke konfigurieren lassen, die VMs mit anderen VMs, dem Host oder physikalischen Netzen verbinden.

Bisher war der Funktionsumfang des virtuellen Switches unveränderlich festgelegt, in Hyper-V 3.0 dagegen lässt er sich durch Plugins erweitern. Dies ermöglicht Partnern, die Netzwerkkomponente um zusätzliche Dienste zu erweitern, beispielsweise um Add-ons für das Monitoring oder für Sicherheit, etwa Firewalls oder Tools zur Abwehr von DoS-Attacken.

Address Mobility

Eine weiterer Effekt des überarbeiteten Switches ist die so genannte Address Mobility, die darin besteht, dass die interne IP-Adresse einer VM selbst dann beibehalten werden kann, wenn sie auf einen Host bei einem externen Cloud-Provider verschoben wird. Die neue Mandatenfähigkeit von Hyper-V sorgt dafür, dass keine Konflikte mit VMs anderer Kunden auftreten, die die gleiche IP-Adresse verwenden.

NIC-Teaming

Ein allgemein erwartetes Feature von Hyper-V 3.0 ist das NIC-Teaming, das VMware schon mit vSphere 4 eingeführt hat. Es erlaubt die Zusammenfassung mehrerer Netzwerkverbindungen entweder für das Load Balancing, so dass sich der Traffic über mehrere Netzwerkadapter verteilt, oder um die Ausfallsicherheit zu erhöhen (Failover). NIC Teaming lässt sich wahlweise auf VM- oder Host-Ebene konfigurieren. Interessant an diesem Feature ist, dass es NICs verschiedener Hersteller bündeln kann.

Single Root I/O Virtualization

Eine weitere Neuerung im Zusammenhang mit Netzwerkadaptern ist Single Root I/O Virtualization, die ein PCI-Gerät als mehrere erscheinen lässt. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, mehreren virtuellen Maschinen den direkten Zugriff auf eine Instanz einer solchen Ressource zu gewähren.

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Live Migration und Replikation

Hyper-V beherrscht den Umzug von VMs während des laufenden Betriebs seit Windows Server 2008 R2, der erst das dazu gehörige Cluster-Dateisystem Cluster Shared Volumes brachte. Voraussetzung für eine solche Live Migration war bis dato Shared Storage in Form eines SAN sowie ein Windows-Cluster.

Live Migration ohne SAN und Cluster

Windows Server 2012 bietet hier nun eine Reihe zusätzlicher Optionen, die besonders kleineren Firmen entgegenkommen. Dazu gehört zum einen, dass sich dank SMB 3 File-Server unter Windows Server 2012 als Shared Storage einsetzen lassen und dafür kein SAN mehr nötig ist. Außerdem entfällt der Zwang zum Einrichten eines Clusters, weil eine Migration von VMs auch zwischen einzelnen Hosts möglich ist.

Shared Nothing Live Migration

Eine weitere Neuerung, von der primär kleine Installationen profitieren, ist die Möglichkeit, VMs komplett ohne Shared Storage zu migrieren. Diese Shared Nothing Live Migration funktioniert auf Basis von lokalen Server-Platten. Dies ist eines der wenigen exklusiven Features von Hyper-V, die VMware nicht vorweisen kann.

Update: In vSphere 5.1 führte VMware das Enhanced vMotion ein, das ebenfalls einen unterbrechnungsfreien Umzug von VMs auf andere Hosts ohne Shared Storage erlaubt.

Parallele Migration mehrerer VMs

Dagegen holt Microsoft bei der Live Migration in Windows Server 2012 einige Dinge nach, die VMware schon länger bietet. Dazu zählt die Möglichkeit, mehrere VMs parallel zu migrieren, eine Funktion, deren Nutzen Microsoft bisher in Abrede gestellt hat. Zusätzlich lässt sich die Migration von bestimmten VMs mit einer höheren Priorität ausstatten.

Storage Live Migration

Hyper-V 3.0 zieht mit der Einführung von Storage Live Migration ebenfalls gegenüber VMware nach, das Storage VMotion schon seit vSphere 4.x unterstützt und darauf aufbauend in der Version 5 mit Storage DRS bereits ein Load Balancing für Speichersysteme beherrscht.

VM-Replikation für Desaster Recovery

Bereits vor der Veröffentlichung der Developer Preview von Windows Server 8 kündigte Microsoft an, dass Hyper-V die Replikation von VMs unterstützen werde. Die Übertragung von virtuellen Maschinen auf einen anderen Host, der sich auch außerhalb des eigenen Rechenzentrums befinden kann, erfolgt auf Basis von Snapshots.

Primäres Einsatzgebiet für die Replikation ist das Desaster Recovery, das aufgrund der geringen technischen Anforderungen (z.B. kein SAN erforderlich) auch für kleine Firmen erschwinglich ist. Dieses Feature wird von einzelnen Beiträgen im Web als kostenlose Alternative zum VMware Site Recovery Manager dargestellt. Dieser muss zwar als separates Produkt erworben werden, leistet aber mehr als nur die Replikation von VMs.

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Ausblick

Mit der nächsten Version von Hyper-V holt Microsoft in wesentlichen Bereichen gegenüber VMware auf und bietet mit dem System Center Virtual Machine Manager 2012 (SCVMM 2012), der gleichzeitig mit Windows Server 2012 auf den Markt kommen soll, die nötigen Management-Funktionen.

Durch die Integration von Hyper-V in Windows und die daraus resultierenden Preisvorteile erhöht Microsoft den Druck auf VMware. Allerdings dürfte der von Microsoft-Fans verbreitete Optimismus, wonach VMware bald aus den Rechenzentren verdrängt werde, etwas übertrieben sein. Zum einen wird bis zum Erscheinen von Windows Server 2012 noch gut ein Jahr vergehen, das der Marktführer bestimmt nicht ungenutzt verstreichen lässt. Bis dahin muss sich auch zeigen, ob alle nun mehr oder weniger offiziell angekündigten Neuerungen tatsächlich den Weg ins Produkt finden.

Zum anderen zieht die Umstellung auf virtualisierte Server eine ganze Reihe von Änderungen nach sich, die beispielsweise neue Software für Backup, Desaster Recovery oder Security erfordern. Sie müsste beim Umstieg auf einen anderen Hypervisor ebenfalls ausgetauscht werden. Die damit verbundenen Kosten verleihen einem etablierten Hypervisor wie ESX(i) nach Einschätzung des Gartner-Analysten Chris Wolf ein erhebliches Beharrungsvermögen.

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