Technische Übersicht
XenServer (ehemals Citrix Hypervisor) ist eine branchenführende Plattform für kostengünstige Desktop-, Server- und Cloud-Virtualisierungsinfrastrukturen. XenServer ermöglicht es Unternehmen jeder Größe und Art, Rechenressourcen zu konsolidieren und in virtuelle Workloads umzuwandeln, die den heutigen Anforderungen an Rechenzentren gerecht werden. Gleichzeitig wird ein nahtloser Weg für die Verlagerung von Workloads in die Cloud gewährleistet.
Die wichtigsten Funktionen von XenServer sind:
- Konsolidierung mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einem physischen Server
- Reduzieren der Anzahl der zu verwaltenden separaten Disk-Images
- Einfache Integration in bestehende Netzwerk- und Speicherinfrastrukturen
- Ermöglicht es Ihnen, Wartungsarbeiten ohne Ausfallzeiten zu planen, indem Sie VMs live zwischen XenServer-Hosts migrieren
- Sicherstellen der Verfügbarkeit von VMs durch Verwendung von Hochverfügbarkeit zum Konfigurieren von Richtlinien, die VMs auf einem anderen Host neu starten, falls einer ausfällt
- Erhöhte Portabilität von VM-Images, da ein VM-Image auf einer Reihe von Bereitstellungsinfrastrukturen funktioniert
Virtualisierung und Hypervisor
Virtualisierung, genauer gesagt Hardware-Virtualisierung, ist eine Methode, bei der mehrere unabhängige VMs auf einem einzigen physischen Computer ausgeführt werden. Software, die auf diesen virtuellen Maschinen ausgeführt wird, ist von den zugrunde liegenden Hardwareressourcen getrennt. Auf diese Weise werden die physischen Ressourcen, die in modernen, leistungsstarken Servern verfügbar sind, vollständig genutzt, wodurch die Gesamtbetriebskosten (TCO) für Serverbereitstellungen gesenkt werden.
Ein Hypervisor ist die grundlegende Abstraktionsschicht von Software. Der Hypervisor führt Aufgaben auf niedriger Ebene aus, z. B. die CPU-Planung, und ist für die Speicherisolierung für residente VMs verantwortlich. Der Hypervisor abstrahiert die Hardware für die VMs. Der Hypervisor verfügt über keine Kenntnisse über Netzwerke, externe Speichergeräte, Video usw.
Schlüsselkomponenten
In diesem Abschnitt erhalten Sie einen Überblick über die Funktionsweise von XenServer. In der folgenden Abbildung finden Sie die Schlüsselkomponenten von XenServer:
Hardware
Die Hardwareschicht enthält die physischen Serverkomponenten, z. B. CPU-, Arbeitsspeicher-, Netzwerk- und Festplattenlaufwerke.
Sie benötigen ein Intel VT- oder AMD-V 64-Bit-x86-basiertes System mit einer oder mehreren CPUs, um alle unterstützten Gastbetriebssysteme ausführen zu können. Weitere Informationen zu den Systemanforderungen für XenServer-Hosts finden Sie unter Systemanforderungen. Eine vollständige Liste der XenServer-zertifizierten Hardware und Systeme finden Sie in der Hardware-Kompatibilitätsliste (HCL).
Xen-Hypervisor
Der Xen Project-Hypervisor ist ein Open-Source-Typ-1- oder Bare-Metal-Hypervisor. Es ermöglicht die parallele Ausführung vieler Instanzen eines Betriebssystems oder verschiedener Betriebssysteme auf einem einzelnen Computer (oder Host). Der Xen-Hypervisor wird als Basis für viele verschiedene kommerzielle und Open-Source-Anwendungen verwendet, wie z. B.: Servervirtualisierung, Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Desktop-Virtualisierung, Sicherheitsanwendungen, Embedded- und Hardware-Appliances.
XenServer basiert auf dem Xen Project Hypervisor und darüber hinaus bieten wir zusätzliche Funktionen und Support. XenServer verwendet die Version 4.13.4 des Xen-Hypervisors.
Kontrollbereich
Das Kontrollbereich, auch Domäne 0 oder dom0 genannt, ist eine sichere, privilegierte Linux-VM, auf der der XenServer-Verwaltungstoolstack XAPI ausgeführt wird. Diese Linux-VM basiert auf einer CentOS 7.5-Distribution. Neben der Bereitstellung von XenServer-Verwaltungsfunktionen führt dom0 auch die physischen Gerätetreiber für Netzwerk, Speicher usw. aus. Die Steuerdomäne kann mit dem Hypervisor kommunizieren, um ihn anzuweisen, Gast-VMs zu starten oder zu stoppen.
Werkzeugstapel
Das Werkzeugstapeloder XAPI ist der Software-Stack, der den VM-Lebenszyklusvorgang, das Host- und VM-Netzwerk, den VM-Speicher und die Benutzerauthentifizierung steuert. Es ermöglicht auch die Verwaltung von XenServer-Ressourcenpools. XAPI stellt die öffentlich dokumentierte Verwaltungs-API bereit, die von allen Tools verwendet wird, die VMs und Ressourcenpools verwalten. Weitere Informationen finden Sie in der XenServer-Verwaltungs-API.
Gastdomäne (VMs)
Gastdomänen sind vom Benutzer erstellte virtuelle Maschinen, die Ressourcen von dom0 anfordern. Eine detaillierte Liste der unterstützten Distributionen finden Sie unter Unterstützte Grenzwerte für Gäste, virtuellen Speicher und Datenträgergröße.
Vollständige Virtualisierung
Bei der vollständigen Virtualisierung oder hardwaregestützten Virtualisierung werden Virtualisierungserweiterungen von der Host-CPU verwendet, um Gäste zu virtualisieren. Vollständig virtualisierte Gäste benötigen keine Kernel-Unterstützung. Der Gast wird als Hardware Virtual Machine (HVM) bezeichnet. HVM erfordert Intel VT- oder AMD-V-Hardwareerweiterungen für Arbeitsspeicher und privilegierte Vorgänge. XenServer verwendet Quick Emulator (QEMU), um PC-Hardware zu emulieren, einschließlich BIOS, IDE-Festplattencontroller, VGA-Grafikadapter, USB-Controller, Netzwerkadapter usw. Um die Leistung von hardwaresensiblen Vorgängen wie Festplatten- oder Netzwerkzugriff zu verbessern, werden HVM-Gäste mit den XenServer-Tools installiert. Weitere Informationen finden Sie unter PV auf HVM.
HVM wird häufig bei der Virtualisierung eines Betriebssystems wie Microsoft Windows verwendet, bei dem es unmöglich ist, den Kernel zu ändern, um ihn virtualisierungsfähig zu machen.
PV auf HVM
PV on HVM ist eine Mischung aus Paravirtualisierung und vollständiger Hardware-Virtualisierung. Primäres Ziel ist es, die Performance der HVM-Gäste durch den Einsatz speziell optimierter paravirtualisierter Treiber zu steigern. In diesem Modus können Sie die x86-Technologien für virtuelle Container in neueren Prozessoren nutzen, um die Leistung zu verbessern. Der Netzwerk- und Speicherzugriff von diesen Gästen erfolgt weiterhin im PV-Modus mit Treibern, die in die Kernel integriert sind.
Windows- und Linux-Distributionen sind im PV-on-HVM-Modus in XenServer verfügbar. Eine Liste der unterstützten Distributionen, die PV on HVM verwenden, finden Sie unter Unterstützung von Gastbetriebssystemen.
XenServer-VM-Tools
XenServer VM Tools (ehemals Citrix VM Tools oder XenServer PV Tools) bieten hochleistungsfähige E/A-Dienste ohne den Aufwand herkömmlicher Geräteemulation.
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XenServer VM Tools für Windows bestehen aus E/A-Treibern (auch als paravirtualisierte Treiber oder PV-Treiber bezeichnet) und dem Management Agent.
Die E/A-Treiber enthalten Front-End-Speicher- und Netzwerktreiber sowie Verwaltungsschnittstellen auf niedriger Ebene. Diese Treiber ersetzen die emulierten Geräte und ermöglichen einen Hochgeschwindigkeitstransport zwischen VMs und der Software der XenServer-Produktfamilie.
Der Verwaltungs-Agent, der auch als Gast-Agent bezeichnet wird, ist für die allgemeinen Verwaltungsfunktionen für virtuelle Maschinen verantwortlich. Es bietet die volle Funktionalität von XenCenter (für Windows-VMs).
XenServer VM Tools für Windows muss auf jeder Windows-VM installiert sein, damit die VM über eine vollständig unterstützte Konfiguration verfügt. Eine VM funktioniert ohne die XenServer VM Tools für Windows, aber die Leistung wird erheblich beeinträchtigt, wenn die E/A-Treiber (PV-Treiber) nicht installiert sind.
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XenServer VM Tools für Linux enthalten einen Gast-Agent, der dem Host zusätzliche Informationen über die VM zur Verfügung stellt. Installieren Sie den Gast-Agent auf jeder Linux-VM, um Dynamic Memory Control (DMC) zu aktivieren.
Hinweis:
Sie können die DMC-Funktion (Dynamic Memory Control) nicht auf Red Hat Enterprise Linux 8, Red Hat Enterprise Linux 9, Rocky Linux 8, Rocky Linux 9 oder CentOS Stream 9 VMs verwenden, da diese Betriebssysteme Memory Ballooning mit dem Xen-Hypervisor nicht unterstützen.
Weitere Informationen finden Sie unter XenServer-VM-Tools.
Wichtige Konzepte
Ressourcenpool
Mit XenServer können Sie mehrere Hosts und den damit verbundenen freigegebenen Speicher mithilfe von Ressourcenpools als eine Einheit verwalten. Ressourcenpools ermöglichen es Ihnen, virtuelle Maschinen auf verschiedenen XenServer-Hosts zu verschieben und auszuführen. Sie ermöglichen es auch allen Hosts, ein gemeinsames Framework für Netzwerk und Speicher zu nutzen. Ein Pool kann bis zu 64 Hosts enthalten, auf denen die gleiche Version der XenServer-Software, auf demselben Patch-Level und mit weitgehend kompatibler Hardware ausgeführt wird. Weitere Informationen finden Sie unter Hosts und Ressourcenpools.
Der XenServer-Ressourcenpool verwendet eine primäre/sekundäre Architektur, die von XAPI implementiert wird. XAPI-Aufrufe werden vom Poolkoordinator (dem primären Pool) an die Poolmitglieder (die sekundären Aufrufe) weitergeleitet. Poolmitglieder erstellen DB-RPCs für den Poolkoordinator. Der Poolkoordinator ist für die Koordination und das Sperren von Ressourcen innerhalb des Pools verantwortlich und verarbeitet alle Steuerungsvorgänge. Poolmitglieder kommunizieren über HTTP und XMLRPC mit dem Poolkoordinator, aber sie können (über denselben Kanal) über gespiegelte Festplatten miteinander kommunizieren (Speichermigration)
Speicher-Repository
XenServer-Speicherziele werden als Storage Repositories (SRs) bezeichnet. In einem Speicher-Repository werden Virtual Disk Images (VDIs) gespeichert, die den Inhalt eines virtuellen Laufwerks enthalten. SRs sind flexibel und bieten integrierte Unterstützung für SATA-, SCSI-, NVMe- und SAS-Laufwerke, die lokal verbunden sind, sowie für iSCSI-, NFS-, SAS-, SMB- und Fibre Channel-Laufwerke, die remote verbunden sind. Die SR- und VDI-Abstraktionen ermöglichen die Bereitstellung erweiterter Speicherfunktionen wie Thin Provisioning, VDI-Snapshots und schnelles Klonen auf Speicherzielen, die sie unterstützen.
Jeder XenServer-Host kann mehrere SRs und verschiedene SR-Typen gleichzeitig verwenden. Diese SRs können von mehreren Hosts gemeinsam genutzt oder für bestimmte Hosts dediziert werden. Shared Storage wird zwischen mehreren Hosts innerhalb eines definierten Ressourcenpools zusammengefasst. Eine freigegebene SR muss für jeden Host im Pool über das Netzwerk zugänglich sein. Alle Hosts in einem einzelnen Ressourcenpool müssen über mindestens eine freigegebene SR verfügen. Freigegebener Speicher kann nicht von mehreren Pools gemeinsam genutzt werden.
Weitere Informationen zum Betrieb mit SRs finden Sie unter Konfigurieren des Speichers.
Netzwerke
Auf Architekturebene gibt es drei Arten von serverseitigen Softwareobjekten, die Netzwerkentitäten darstellen. Diese Objekte sind:
- Ein PIF, bei dem es sich um ein Softwareobjekt handelt, das in dom0 verwendet wird und eine physische Netzwerkkarte auf einem Server darstellt. PIF-Objekte verfügen über einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID, die Parameter der Netzwerkkarte, die sie darstellen, sowie das Netzwerk und den Host, mit dem sie verbunden sind.
- Ein VIF, bei dem es sich um ein Softwareobjekt handelt, das in dom0 verwendet wird und eine virtuelle Netzwerkkarte auf einer virtuellen Maschine darstellt. VIF-Objekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID sowie das Netzwerk und die VM, mit denen sie verbunden sind.
- Ein Netz, bei dem es sich um einen virtuellen Ethernet-Switch auf einem Host handelt, der zum Weiterleiten des Netzwerkdatenverkehrs auf einem Netzwerkhost verwendet wird. Netzwerkobjekte verfügen über einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID und die Sammlung von VIFs und PIFs, die mit ihnen verbunden sind.
XenServer-Verwaltungs-APIs ermöglichen die folgenden Vorgänge:
- Konfiguration von Netzwerkoptionen
- Kontrolle über die Netzwerkkarte, die für Verwaltungsvorgänge verwendet werden soll
- Erstellung erweiterter Netzwerkfunktionen wie VLANs und NIC-Bonds
Weitere Informationen zum Verwalten von Netzwerken auf XenServer finden Sie unter Vernetzung.
Zugehörige Add-ons und Anwendungen
Während Xen Hypervisor auf der Kernebene arbeitet, gibt es XenServer-spezifische Add-Ons-bezogene Hypervisor-agnostische Anwendungen und Dienste, um die Virtualisierung zu vervollständigen.
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XenCenter
Ein Windows-GUI-Client für die VM-Verwaltung, der auf der Grundlage der Verwaltungs-API implementiert wurde. XenCenter bietet eine umfassende Benutzererfahrung zum Verwalten mehrerer XenServer-Hosts, Ressourcenpools und die gesamte damit verbundene virtuelle Infrastruktur.
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Auslastungsausgleich (WLB)
Eine Appliance, die Ihren Pool ausgleicht, indem virtuelle Maschinen auf die bestmöglichen Hosts für ihre Arbeitslast in einem Ressourcenpool verschoben werden. Weitere Informationen finden Sie unter Lastenausgleich (/en-us/xenserver/8/wlb.html).
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Citrix Lizenzserver
Eine Linux-basierte Appliance, die XenCenter kontaktiert, um eine Lizenz für den angegebenen Server anzufordern.
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Conversion-Manager
Eine virtuelle Appliance, mit der Benutzer vorhandene virtuelle VMware-Maschinen in virtuelle XenServer-Maschinen mit vergleichbarer Netzwerk- und Speicherkonnektivität konvertieren können. Weitere Informationen finden Sie unter Conversion-Manager.
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Citrix Provisioning
Provisioning Services, die PXE-Start von allgemeinen Images unterstützen. Wird häufig mit Citrix Virtual Desktops und Citrix Virtual Apps verwendet. Weitere Informationen finden Sie unter Bereitstellung.
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Citrix Virtuelle Desktops
Ein VDI-Produkt (Virtual Desktop Infrastructure), das auf Windows-Desktops spezialisiert ist. Citrix Virtual Desktops verwendet XAPI, um XenServer in einer Poolkonfiguration mit mehreren Hosts zu verwalten. Weitere Informationen finden Sie unter Citrix Virtual Apps und Desktops.