Neu in vSphere 5.5: 62-TB-VMDKs, App HA, SSD Hot-Plug, vGPUs

VMware konnte als Pionier der x86-Virtualisierung über Jahre einen technischen Vorsprung halten, der sich trotz großer Fortschritte von Microsoft weiterhin im Quadranten der Gartner-Analysten manifestiert. Allerdings ist vSphere nach den letzten Updates von Hyper-V oder Oracle VM in puncto Skalierbarkeit gegenüber der Konkurrenz ins Hintertreffen geraten.

In der Version 5.5 macht der ESXi-Hypervisor daher in dieser Hinsicht große Fortschritte. So verdoppeln sich die möglichen Höchstwerte für mehrere Konfigurationsparameter, beispielsweise für die maximale Zahl physikalischer CPUs pro Host von 160 auf 320 und der nutzbare Arbeitsspeicher von 2 TB auf 4 TB. Das Limit für vCPUs pro Host steigt von 2048 auf 4096 und das der möglichen NUMA-Knoten von 8 auf 16.

Virtuelle Festplatten bis 62 TB

Eine überfällige Neuerung besteht in der Überwindung des allzu niedrigen 2-TB-Limits für VMDK-Dateien. Microsoft hatte mit der Einführung des VHDX-Formats in Windows Server 2012 einen Wert von 64TB vorgelegt, nachdem die alten VHDs ebenfalls auf 2 TB beschränkt waren. VMware zieht nun mit einem Maximum von 62 TB nach.

Während Microsoft mit VHDX ein neues Format einführte, das sich in älteren Versionen von Hyper-V oder in Virtual PC nicht nutzen lässt, versucht VMware eine gewisse Abwärtskompatibilität zu wahren. Solange eine virtuelle Festplatte die alte 2-TB-Obergrenze nicht überschreitet, lässt sie sich auch in früheren Versionen von vSphere nutzen.

Verwaltung großer VMDKs nur über den Web Client

Solche vorhandenen VMDKs können jedoch nicht online vergrößert werden, vielmehr muss man sie von einer VM trennen bzw. diese herunterfahren. Anschließend sind sie unter ESXi vor der Version 5.5 nicht mehr nutzbar, aber auch der aktuelle vSphere Client für Windows unterstützt sie nicht. Das Management von VMDKs mit einer Größe von mehr als 2 TB erfolgt nur über den vSphere Web Client.

Große VMDKs sind indes nicht nur mit älterer Software inkompatibel. So überrascht es, dass das auf der VMworld ebenfalls angekündigte Virtual SAN mit ihnen auch nicht zurechtkommt. Das gilt außerdem für Fault Tolerance (FT), einer Funktion zur Gewährleistung von Ausfallsicherheit.

Für derart dimensionierte virtuelle Festplatten benötigt man GPT-Laufwerke, weil die Partitionsgröße von MBR auf 2TB beschränkt ist. VMware unterstützt die neuen VMDKs sowohl auf Volumes mit VMFS 5 als auch auf NFS-Freigaben.

vCenter Server Appliance unterstützt bis zu 500 Server

In den Genuss höherer Skalierbarkeit kommt nun auch das vCenter Server Appliance. Diese vorkonfigurierte virtuelle Maschine auf Grundlage von SuSE-Linux ist als Alternative zu einer vCenter-Installation auf Windows gedacht. Die bisher maximal unterstützten 5 Hosts und 50 virtuellen Maschinen ließen einen Einsatz von vCSA jedoch nur in kleinen Umgebungen zu.

Diese Grenze wird nun dramatisch angehoben, so dass mit dem Appliance nun bis zu 500 Server und 5000 VMs verwaltet werden können. Interessant am überarbeiteten vCenter Server Appliance ist besonders, dass es diese Leistungsfähigkeit auf Basis der integrierten Open-Source-Datenbank Postgres erreicht. Im Vergleich zu einer konventionellen Installation entfallen damit die Lizenzkosten für einen MS SQL Server.

Sollen mit einem vCSA noch größere Umgebungen administriert werden, dann lassen sich die Limits mit Hilfe einer externen Oracle-Datenbank auf 1000 Hosts und 10000 VMs hochschrauben. Trotz dieser Werte kann das Appliance einen herkömmlichen vCenter-Server nicht vollständig ersetzen, weil es weder den Linked Mode für Multi-Site-SSO noch Heartbeat unterstützt.

Hochverfügbarkeit für Applikationen

Zu den neuen Features von vSphere 5.5 zählt App HA, das die Funktion VMware High Availability (HA) ergänzt. Sie ist Bestandteil aller vSphere-Editionen ab Essentials Plus und gewährleistet die Verfügbarkeit von Applikationen auf Basis von VMs. Fällt ein physikalischer Server aus, dann startet HA die betroffenen VMs automatisch auf einem anderen Host. Stürzt das Gastsystem ab, dann wird die virtuelle Maschine auf dem gleichen Server neu gebootet.

App HA dagegen wirkt nicht auf der Ebene von VMs, sondern überwacht Prozesse, die im Gastbetriebssystem laufen. Zu diesem Zweck benötigt man die VMware-eigene Monitoring-Software Hyperic in Form eines Virtual Appliance, deren Agent man in den VMs installieren muss, sowie eine separates App-HA-Appliance.

Fällt ein Dienst in der VM aus, dann versucht App HA, diesen neu zu starten. Wenn das misslingt, dann besteht die nächste Option im Reboot der VM. Außerdem kann das Feature einen vCenter-Alarm auslösen und eine Benachrichtigung per Mail verschicken.

In seiner ersten Ausführung kann App HA nur eine überschaubare Zahl an Anwendungen überwachen und reaktivieren. Dazu zählen Microsoft SQL Server, Apache Tomcat, Internet Information Services und der Apache HTTP Server.

Besseres Power-Management

Eine wesentliche Neuerung von vSphere 5.5 besteht in der erweiterten Hardware-Unterstützung. Dazu gehört etwa das verbesserte Energie-Management durch die Nutzung von CPU C-States (ACPI Power States). vSphere Host Power Management versetzt dabei Prozessoren bzw. einzelne Cores bei geringer Auslastung in einen Stromsparmodus. VMware unterstützte in vSphere 5.1 nur die so genannten P-States (Performance States).

Reliable Memory für ESXi-Kernel

Ein weiteres Hardware-Feature, das ESXi nun nutzen kann, ist die Reliable Memory Technology. Sie soll sicherstellen, dass kritische Systemkomponenten wie der VMKernel oder Prozesse wie hostd und Watchdog in solchen RAM-Bereichen laufen, die von der CPU als verlässlich gemeldet werden. Dies soll Abstürze des gesamten Hosts und damit aller aktiven VMs aufgrund von fehlerhaftem Arbeitsspeicher vermeiden helfen.

Hot-Plug von SSDs

VMware unterstützt schon länger das Hinzufügen und Entfernen von SATA- oder SAS-Disks während des laufenden Betriebs (Hot-Add, Hot-Remove, Hot-Swap). ESXi 5.5 erlaubt nun diese Operationen auch mit SSDs und trägt mit PCI Hot-Plug der steigenden Bedeutung dieser Speichermedien Rechnung.

SSDs sind auch die Grundlage für ein weiteres neues Feature namens vSphere Flash Read Cache. Es fasst die schnellen Speichermedien, die lokal an den ESXi-Hosts vorhanden sein müssen, zu einem Pool zusammen. Dieser dient als Lese-Cache für Shared Storage, so dass SANs entlastet und die Zugriffszeiten verbessert werden.

AHCI-Support in Virtual Hardware 10

Eine weitere Storage-Neuerung verdankt sich der Virtual Hardware 10, die auch von der VMware Workstation 10 unterstützt wird. Es handelt sich dabei um den Support für das Advanced Host Controller Interface (AHCI) im neuen virtuellen SATA-Controller. Er unterstützt virtuelle Festplatten sowie CD-Laufwerke und lässt insgesamt 30 Geräte zu. Bei maximal 4 Controllern stehen einer VM damit bis zu 120 Disks zur Verfügung. Der neue SATA-Controller erlaubt Mac-OS-Gästen, auf IDE-CD-Laufwerke zuzugreifen und davon zu booten.

Virtualisierung von AMD- und Intel-GPUs

vSphere 5.1 bot erstmals die Möglichkeit, Grafikadapter zu virtualisieren und innerhalb von virtuellen Maschinen als vGPU darzustellen. Ein wesentlicher Vorteil dieses Features besteht darin, dass VMs in den Genuss der Hardware-Beschleunigung für 3D-Grafiken kommen. Bisher war diese Funktion auf Grafikadapter von Nvidia beschränkt, vSphere 5.5 fügt nun Support für Chips von AMD und Intel hinzu.

Die Virtualisierung von GPUs bringt zwar Vorteile für grafikintensive Anwendungen, besonders in virtuellen Desktops. Gleichzeitig hängen VMs damit von der Hardware-Ausstattung des Servers ab, wodurch ihre Mobilität eingeschränkt werden könnte, wenn auf einem anderen Host nicht die gleiche GPU vorhanden ist. Aus diesem Grund bietet VMware für die GPU-Virtualisierung die Modi Hardware, Software und Automatisch.

Der Hardware-Modus verhindert ein vMotion zwischen unterschiedlich ausgestatteten Hosts, während die Einstellung Automatisch bei einer Migration der VM in heterogenen Umgebungen dafür sorgt, dass das (langsamere) Software-Rendering selbständig aktiviert wird, wenn der Ziel-Host über eine GPU eines anderen Herstellers verfügt.

Umstellung der Administration auf Web Client

Mit vSphere 5.5 setzt VMware den seit geraumer Zeit eingeschlagenen Kurs fort, das Management der Plattform vom nativen Windows-Client auf den Web Client zu übertragen. Der herkömmliche vSphere Client ist zwar weiterhin verfügbar, aber er ist nicht in der Lage, neue Features wie VMDK mit einer Größe von mehr als 2 TB zu verwalten.

Die Rückständigkeit des vSphere Client beschränkt die Möglichkeiten zum Management des kostenlosen ESXi. Dieser wird in der Version 5.5 zwar aufgewertet, indem das RAM-Limit von 32 GB fällt (die Sperrung der APIs bleibt). Aber um große VMDKs zu nutzen, müsste man sich mit Trial-Versionen des vCenter Server Appliance behelfen, was sicher keine Dauerlösung ist.

Während der vSphere Client den Anschluss verliert, wertet VMware den Web Client weiter auf. Ihm bleibt es nicht nur vorbehalten, die neuen Funktionen zu verwalten, sondern er macht auch Fortschritte bei der Usability. Er erlaubt nun das Bewegen von Objekten mittels Drag and Drop, was Bulk-Operationen erleichtert. Die Sicht auf das Inventar von virtuellen Infrastrukturen lässt sich mit Hilfe von Filtern eingrenzen, außerdem hilft ein Feature namens Recent Items bei der Navigation.