Wo Server betrieben werden, ist Virtualisierung heutzutage meist nicht weit. Hyper-V heißt die Lösung von Microsoft in diesem Bereich. Einzelne Server lassen sich darauf bequem erstellen und verwalten. Aber auch ganze Netzwerkstrukturen können virtualisiert werden. Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit sind Hauptargumente für einen Betrieb virtueller Server. Zudem kann Hardware besser ausgelastet und Systemlast einfacher verteilt werden.

Allgemeines zu Hyper-V

Im Jahr 2008 stellte Microsoft seine Virtualisierungslösung mit dem Namen Hyper-V vor. Sie war erstmals in den Betriebssystemversionen Windows Server 2008 und Windows 8 enthalten. Ihre Vorgänger waren der Microsoft Virtual Server im Bereich der vServer und der Virtual PC für den Desktop-Bereich.

Wie aus dem Namen schon hervorgeht, ist Hyper-V ein sogenannter Hypervisor. Dieser stellt eine Abstraktionsschicht zwischen der realen Hardware und dem virtualisierten System, Gastsystem genannt, dar. Im Gegensatz zu vollständig virtualisierten Systemen, werden dem Gastsystem auch Ressourcen der physikalischen Hardware zur Verfügung gestellt. Dies aber nur unter Überwachung und Steuerung des Hypervisors. Diese Technik wird Paravirtualisierung genannt.

Hyper-V gibt es als Typ-1- und Typ-2-Hypervisor. Die Ausführung vom Typ 1, die auch als Bare-Metal-Hypervisor bezeichnet wird, stellt nur ein abgespecktes Betriebssystem zur Verfügung. Hauptbestandteil ist der Hypervisor. Die Administration erfolgt über die Kommandozeile oder per Remoteverbindung mit der Software „Hyper-V-Manager“, die ab der Windows-Versionen „Professional“ Bestandteil des Betriebssystems ist. Sie muss lediglich in der Systemsteuerung aktiviert werden.

Die Ausführung des Typ-2-Hypervisors ist in den Server-Betriebssystemen von Windows und den Desktop-Varianten „Professional“ und „Enterprise“ enthalten. Sie lässt sich ebenfalls in der Systemsteuerung zu den Programmen hinzufügen. Die Bedienung erfolgt auch hier mit dem „Hyper-V-Manager“. Die Bedienung ähnelt der von im Desktop-Bereich bekannter Virtualisierungssoftware, etwa Virtual-Box oder VMWare-Player.

Funktionsweise und Vorteile

Durch die Virtualisierungssoftware werden virtuelle Hardwareplattformen erzeugt. Bei der Paravirtualisierung müssen die Gastsysteme kompatibel zur Plattform des Wirtsrechners (Host) sein. Die Erzeugung der virtuellen Maschinen kann auf herkömmliche Weise, mit einem Installationsmedium erfolgen. In der Regel werden aber Vorlagen verwendet, die in Minutenschnelle geladen sind und ein betriebsbereites Gastsystem bieten.

Die virtuellen Maschinen haben jeweils ihren eigenen, abgeschotteten Bereich. Die Hardware stellt der Hypervisor zur Verfügung. Entsprechend besteht dabei große Flexibilität. So kann Arbeitsspeicher einfach angepasst werden und dynamischer Speicherplatz zugeteilt werden. Auf diese Weise können Lastspitzen abgefangen und zu lastärmeren Zeiten die Leistung wieder verringert werden.

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Eine weitere große Stärke spielt eine Virtualisierungslösung wie Hyper-V bei der Virtualisierung von Netzwerkstrukturen aus. Es können beliebig Switche und Router erzeugt und damit getrennte Netze oder Subnetze gebildet werden. Letztlich lassen sich ganze Rechenzentren auf diese Weise virtuell verwirklichen.

Der Aufwand für die Einrichtung und Wartung wird dabei minimiert. Anstatt Patchkabel zu stecken, müssen nur Einstellungen im Hyper-V-Manager vorgenommen werden.

Eine recht neue Technologie ist die der Container-Lösungen wie Docker. Diese werden seit der Hyper-V-Version 2016 ebenfalls unterstützt. Hierbei wird keine vollständige virtuelle Maschine erzeugt, sondern nur eine Laufzeitumgebung für einzelne Anwendungen. Diese verwendet Ressourcen zudem nur solange, wie sie auch in Benutzung ist. Die Last, die ein Betriebssystem im Leerlauf erzeugt, fällt bei Nutzung von Container-Anwendungen weg.

 

Bezüglich der Gastbetriebssysteme besteht eine große Auswahl. Virtualisiert werden können:

-Windows-Server-Betriebssysteme,

-Windows-Desktop-Betriebssysteme,

RedHat-Enterprise,

Debian-Linux,

Ubuntu-Linux,

SuSE-Linux,

FreeBSD.

Zu beachten ist, dass das Betreiben virtualisierter Systeme eine gültige Lizenz für das Gastsystem erfordert.

Lizenzen von Hyper-V

Hyper-V ist grundsätzlich kostenlos. Allerdings sind die Betriebssysteme, in denen der Hypervisor eingebettet ist, kostenpflichtig. Ebenso die darin betriebenen Server-Versionen von Windows. Auch für die Anbindung an Speicherlösungen, etwa der Windows-Datacenter-Editionen, fallen Kosten an. Insbesondere verteilte Speicherlösungen von Windows, wie etwa „Direkte Speicherplätze“ (Storage Spaces Direct, abgekürzt: S2D), verursachen nicht unerhebliche Lizenzkosten. Für den Testbetrieb stellt Microsoft zudem kostenlose Evaluierungsversionen von Hyper-V zur Verfügung.

Anwendungsbereiche

Im Firmenbereich kann eine saubere Abschottung von Servern mit unterschiedlichen Aufgabenbereichen erzielt werden, ohne zusätzliche Hardware zu benötigen. Dies können beispielsweise ein Exchange-Server, der Domain-Controller, ein SQL-Server und der Fileserver sein. Weiterhin lassen sich ohne großen Aufwand Subnetze für verschiedene Arbeitsbereiche bilden. Eine physikalische Trennung der Netze ist damit nicht erforderlich. Auch im Bereich von Rechenzentren findet Software wie Hyper-V Anwendung. Mit dieser Technologie ist es Hosting-Anbietern beispielsweise möglich, Kunden kurzfristig virtuelle Server zur Verfügung zu stellen.

Alternativen

Bekanntester kommerzieller Mitbewerber ist der Anbieter VMWare. Dieser bietet mit dem ESXi-Server einen Bare-Metal-Hypervisor vergleichbarer Art. Einen Hypervisor des Typs 2 hat VMWare ebenfalls im Angebot, die VMWare Workstation.

Auch Open-Source-Lösungen sind verfügbar. Auf Basis des etablierten Linux-Hypervisors KVM/QEMU stellt der PROXMOX-Server einen Hypervisor des Typs 1 zur Verfügung.

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Zudem steht unter Linux-Systemen der Hypervisor XEN kostenfrei zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um ein Projekt der Universität Cambridge.

Bei den freien Versionen ist allerdings zu beachten, dass diese aufgrund ihrer Komplexität oftmals mit einem kostenpflichtigen Support Anwendung finden. So ist beispielsweise der Linux-Distributor RedHat in diesem Bereich tätig und bietet Support für den von ihm mitentwickelten Hypervisor KVM/QEMU.

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