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 für die heutigen Rechenzentrumsanforderungen umzuwandeln. In der Zwischenzeit wird ein nahtloser Weg zum Verschieben von Workloaden in die Cloud sichergestellt.

Die wichtigsten Funktionen von XenServer sind:

• Konsolidierung mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einem physischen Server
• Reduzierung der Anzahl der zu verwaltenden separaten Datenträgerimages
• Einfache Integration mit vorhandenen Netzwerk- und Speicherinfrastrukturen
• So können Sie Wartungsarbeiten ohne Ausfallzeiten planen, indem Sie VMs live zwischen XenServer-Hosts migrieren
• Sicherstellung der Verfügbarkeit von VMs durch Verwendung von Hochverfügbarkeit zur Konfiguration von Richtlinien, die VMs auf einem anderen Host neu starten, falls einer ausfällt
• Erhöhung der Portabilität von VM-Images, da ein VM-Image auf einer Reihe von Bereitstellungsinfrastrukturen funktioniert

Virtualisierung und Hypervisor

Virtualisierung oder genauer gesagt Hardwarevirtualisierung ist eine Methode zum Ausführen mehrerer unabhängiger VMs auf einem einzigen physischen Computer. Die auf diesen virtuellen Maschinen ausgeführte Software ist von den zugrunde liegenden Hardwareressourcen getrennt. Auf diese Weise können die physischen Ressourcen moderner leistungsfähiger Server vollständig genutzt werden, wodurch die Gesamtbetriebskosten (TCO) für Serverbereitstellungen gesenkt werden.

Ein Hypervisor ist die grundlegende Abstraktionsschicht der Software. Der Hypervisor führt Aufgaben auf niedriger Ebene wie die CPU-Planung aus und ist für die Speicherisolierung von residenten VMs verantwortlich. Der Hypervisor abstrakt die Hardware für die VMs. Der Hypervisor hat keine Kenntnisse über Netzwerke, externe Speichergeräte, Video usw.

Hauptkomponenten

In diesem Abschnitt erhalten Sie ein umfassendes Verständnis der Funktionsweise von XenServer. In der folgenden Abbildung finden Sie die wichtigsten Komponenten von XenServer:

Hardware

Die Hardwareschicht enthält die physischen Serverkomponenten wie CPU, Speicher, Netzwerk und Datenträgerlaufwerke.

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 von XenServer zertifizierten Hardware und Systeme finden Sie in der Hardwarekompatibilitätsliste (HCL).

Xen-Hypervisor

Der Xen Project-Hypervisor ist ein Open-Source-Hypervisor vom Typ 1 oder Bare-Metal. Es ermöglicht, dass viele Instanzen eines Betriebssystems oder verschiedener Betriebssysteme parallel auf einem einzigen Computer (oder Host) ausgeführt werden. Der Xen-Hypervisor wird als Grundlage für viele verschiedene kommerzielle und Open-Source-Anwendungen verwendet, 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 Version 4.13.4 des Xen-Hypervisors.

Domäne steuern

Die Control Domain, auch Domain 0 oder dom0 genannt, ist eine sichere, privilegierte Linux-VM, auf der der als XAPI bekannte XenServer-Management-Toolstack ausgeführt wird. Diese Linux-VM basiert auf einer CentOS 7.5-Distribution. Neben der Bereitstellung von XenServer-Verwaltungsfunktionen führt dom0 auch die physikalischen Gerätetreiber für Netzwerk, Speicher usw. aus. Die Steuerdomäne kann mit dem Hypervisor kommunizieren und ihn anweisen, Gast-VMs zu starten oder zu beenden.

Werkzeugstapel

Der Toolstackoder XAPI ist der Software-Stack, der VM-Lebenszyklusvorgänge, Host- und VM-Netzwerke, VM-Speicher und Benutzerauthentifizierung steuert. Es ermöglicht auch die Verwaltung von XenServer-Ressourcenpools. XAPI bietet die öffentlich dokumentierte Management-API, die von allen Tools zur Verwaltung von VMs und Ressourcenpools verwendet wird. Weitere Informationen finden Sie unter der XenServer Management API.

Gastdomäne (virtuelle Maschinen)

Gastdomänen sind vom Benutzer erstellte virtuelle Maschinen, die Ressourcen von dom0 anfordern. Eine ausführliche Liste der unterstützten Distributionen finden Sie unter Unterstützte Gäste, virtueller Speicher und Datenträgergrößenbeschränkungen.

Vollständige Virtualisierung

Vollständige Virtualisierung oder hardwareunterstützte Virtualisierung nutzt Virtualisierungserweiterungen von der Host-CPU, um Gäste zu virtualisieren. Vollständig virtualisierte Gäste benötigen keine Kernelunterstützung. Der Gast wird als virtuelle Hardware-Maschine (HVM) bezeichnet. HVM erfordert Intel VT- oder AMD-V-Hardwareerweiterungen für Arbeitsspeicher und privilegierten Betrieb. XenServer verwendet Quick Emulator (QEMU), um PC-Hardware zu emulieren, einschließlich BIOS, IDE-Datenträgercontroller, VGA-Grafikadapter, USB-Controller, Netzwerkadapter usw. Um die Leistung hardwaresensitiver Operationen wie Datenträger- 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, wo es unmöglich ist, den Kernel zu modifizieren, um ihn auf die Virtualisierung aufmerksam zu machen.

PV auf HVM

PV auf HVM ist eine Mischung aus Paravirtualisierung und vollständiger Hardwarevirtualisierung. Das Hauptziel besteht darin, die Leistung von HVM-Gästen durch den Einsatz speziell optimierter paravirtualisierter Treiber zu steigern. In diesem Modus können Sie die virtuellen x86-Container-Technologien in neueren Prozessoren nutzen, um die Leistung zu verbessern. Der Netzwerk- und Speicherzugriff dieser Gäste erfolgt weiterhin im PV-Modus, wobei in die Kernel integrierte Treiber verwendet werden.

Windows- und Linux-Distributionen sind im PV-on-HVM-Modus in XenServer verfügbar. Eine Liste der unterstützten Distributionen mit PV auf HVM finden Sie unter Unterstützung für Gastbetriebssysteme.

XenServer VM-Tools

XenServer VM Tools (früher Citrix VM Tools oder XenServer PV Tools) bieten leistungsstarke I/O-Dienste ohne den Aufwand herkömmlicher Geräteemulation.

• XenServer VM Tools für Windows bestehen aus I/O-Treibern (auch bekannt als paravirtualisierte Treiber oder PV-Treiber) und dem Management Agent.

  Die I/O-Treiber enthalten Front-End-Speicher- und Netzwerktreiber sowie Verwaltungsschnittstellen auf niedriger Ebene. Diese Treiber ersetzen die emulierten Geräte und ermöglichen eine schnelle Übertragung zwischen VMs und der Software der XenServer-Produktfamilie.

  Der Management Agent, auch Gastagent genannt, ist für die Verwaltungsfunktionen virtueller Maschinen auf hoher Ebene verantwortlich. Es bietet volle Funktionalität für XenCenter (für Windows-VMs).

  XenServer VM Tools für Windows müssen auf jeder Windows-VM installiert sein, damit die VM eine vollständig unterstützte Konfiguration hat. Eine VM funktioniert ohne die XenServer VM Tools für Windows, aber die Leistung wird erheblich beeinträchtigt, wenn die I/O-Treiber (PV-Treiber) nicht installiert sind.

• Die XenServer VM Tools für Linux enthalten einen Gast-Agent, der dem Host zusätzliche Informationen über die VM zur Verfügung stellt. Installieren Sie den Gastagenten auf jeder Linux-VM, um Dynamic Memory Control (DMC) zu aktivieren.

Hinweis:

Sie können die Funktion Dynamic Memory Control (DMC) 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 kein Memory Ballooning mit dem Xen-Hypervisor unterstützen.

Weitere Informationen finden Sie unter XenServer VM Tools.

Die wichtigsten Konzepte

Ressourcen-Pool

Mit XenServer können Sie mehrere Hosts und deren verbundenen gemeinsamen Speicher mithilfe von Ressourcenpools als eine Einheit verwalten. Mit Ressourcenpools können Sie virtuelle Maschinen auf verschiedenen XenServer-Hosts verschieben und ausführen. Sie ermöglichen es allen Hosts auch, ein gemeinsames Framework für Netzwerk und Speicher gemeinsam zu nutzen. Ein Pool kann bis zu 64 Hosts enthalten, auf denen dieselbe Version der XenServer-Software auf derselben Patch-Ebene 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) an die Poolmitglieder (die sekundären) weitergeleitet. Poolmitglieder erstellen DB-RPCs gegen den Poolkoordinator. Der Poolkoordinator ist für die Koordination und Sperrung der Ressourcen innerhalb des Pools verantwortlich und verarbeitet alle Kontrollvorgänge. Poolmitglieder kommunizieren über HTTP und XMLRPC mit dem Poolkoordinator, aber sie können über Spiegelplatten (Speichermigration) miteinander kommunizieren (über denselben Kanal)

Speicherrepository

XenServer-Speicherziele werden als Speicherrepositorien (SRs) bezeichnet. In einem Speicherrepository werden Virtual Disk Images (VDIs) gespeichert, die den Inhalt einer virtuellen Datenträger enthalten. SRs sind flexibel, mit integrierter Unterstützung für SATA-, SCSI-, NVMe- und SAS-Laufwerke, die lokal verbunden sind, und iSCSI, NFS, SAS, SMB und Fibre Channel remote verbunden. 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 zwischen Hosts geteilt oder für bestimmte Hosts reserviert werden. Gemeinsam genutzter Speicher wird zwischen mehreren Hosts innerhalb eines definierten Ressourcenpools gepoolt. Ein gemeinsam genutztes SR muss für jeden Host im Pool über das Netzwerk zugänglich sein. Alle Hosts in einem einzigen Ressourcenpool müssen über mindestens ein gemeinsam genutztes SR verfügen. Gemeinsam genutzter 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 Netzwerkeinheiten darstellen. Diese Objekte sind:

• Ein PIF, ein Softwareobjekt, das in dom0 verwendet wird und eine physische Netzwerkkarte auf einem Server darstellt. PIF-Objekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID, die Parameter der NIC, die sie repräsentieren, 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 der sie verbunden sind.
• Ein Netzwerk, bei dem es sich um einen virtuellen Ethernet-Switch auf einem Host handelt, mit dem Netzwerkverkehr auf einem Netzwerkhost weitergeleitet wird. Netzwerkobjekte haben 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 Operationen:

• Konfiguration der Netzwerkoptionen
• Kontrolle über die Netzwerkkarte, die für Verwaltungsvorgänge verwendet werden soll
• Erstellen erweiterter Netzwerkfunktionen wie VLANs und NIC-Bindungen

Weitere Informationen zum Verwalten von Netzwerken auf XenServer finden Sie unter Networking.

Zugehörige Add-ons und Anwendungen

Xen Hypervisor arbeitet zwar auf der Kernebene, aber es gibt XenServer-spezifische Add-Ons, die sich auf hypervisor-unabhängige Anwendungen und Dienste beziehen, um das Virtualisierungserlebnis zu vervollständigen.

• XenCenter

  Ein Windows GUI-Client für die VM-Verwaltung, der basierend auf der Verwaltungs-API implementiert wurde. XenCenter bietet eine umfangreiche Benutzererfahrung für die Verwaltung mehrerer XenServer-Hosts, Ressourcenpools und der gesamten damit verbundenen virtuellen Infrastruktur.

• Workloadausgleich (WLB)

  Eine Appliance, die Ihren Pool ausgleicht, indem sie virtuelle Maschinen auf die für ihre Workload bestmöglichen Hosts in einem Ressourcenpool verlagert. Weitere Informationen finden Sie unter Workload Balancing (/en-us/xenserver/8/wlb.html).

• Citrix Lizenzserver

  Ein Linux-basiertes Gerät, das XenCenter kontaktiert, um eine Lizenz für den angegebenen Server anzufordern.

• XenServer 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 Konvertierungsmanager.

• Citrix Provisioning

  Provisioning Services, die den PXE-Start von gängigen Images unterstützen. Wird häufig mit Citrix Virtual Desktops und Citrix Virtual Apps verwendet. Weitere Informationen finden Sie unter Provisioning.

• Citrix Virtual Desktops

  Ein Virtual Desktop Infrastructure (VDI) -Produkt, 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 and Desktops.