Technischer Überblick
XenServer (ehemals Citrix Hypervisor™) ist eine branchenführende Plattform für kostengünstige Virtualisierungsinfrastrukturen für Desktops, Server und die Cloud. XenServer ermöglicht es Unternehmen jeder Größe und Art, Rechenressourcen zu virtuellen Workloads für die Anforderungen moderner Rechenzentren zu konsolidieren und zu transformieren. Gleichzeitig gewährleistet es einen nahtlosen Übergang von Workloads in die Cloud.
Die Hauptmerkmale von XenServer® sind:
- Konsolidierung mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einem physischen Server
- Reduzierung der Anzahl der zu verwaltenden separaten Datenträger-Images
- Ermöglichung einer einfachen Integration in bestehende Netzwerk- und Speicherinfrastrukturen
- Ermöglicht die Planung von Wartungsarbeiten ohne Ausfallzeiten durch Live-Migration von VMs zwischen XenServer-Hosts
- Sicherstellung der Verfügbarkeit von VMs durch den Einsatz 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 Hardware-Virtualisierung, ist eine Methode, mehrere unabhängige VMs auf einem einzigen physischen Computer auszuführen. Auf diesen virtuellen Maschinen ausgeführte Software ist von den zugrunde liegenden Hardwareressourcen getrennt. Dies ist eine Möglichkeit, die physischen Ressourcen moderner leistungsstarker Server vollständig zu nutzen, was die Gesamtbetriebskosten (TCO) für Serverbereitstellungen reduziert.
Ein Hypervisor ist die grundlegende Abstraktionsschicht der Software. Der Hypervisor führt Low-Level-Aufgaben wie CPU-Scheduling aus und ist für die Speicherisolierung für residente VMs verantwortlich. Der Hypervisor abstrahiert die Hardware für die VMs. Der Hypervisor hat keine Kenntnis von Netzwerken, externen Speichergeräten, Video usw.
Schlüsselkomponenten
Dieser Abschnitt vermittelt Ihnen ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise von XenServer. Die folgende Abbildung zeigt die Schlüsselkomponenten von XenServer:
Hardware
Die Hardwareschicht enthält die physischen Serverkomponenten wie CPU, Arbeitsspeicher, Netzwerk und Festplatten.
Sie benötigen ein Intel VT- oder AMD-V-basiertes 64-Bit-x86-System mit einer oder mehreren CPUs, um alle unterstützten Gastbetriebssysteme auszuführen. 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 Compatibility List (HCL).
Xen® Hypervisor
Der Xen Project Hypervisor ist ein Open-Source-Typ-1- oder Bare-Metal-Hypervisor. Er ermöglicht es, viele Instanzen eines Betriebssystems oder verschiedene Betriebssysteme parallel auf einer einzigen Maschine (oder einem Host) auszuführen. 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, eingebettete Systeme und Hardware-Appliances.
XenServer basiert auf dem Xen Project Hypervisor, und darauf aufbauend bieten wir zusätzliche Funktionen und Support.
Kontrolldomäne
Die Kontrolldomäne, auch Domäne 0 oder dom0 genannt, ist eine sichere, privilegierte Linux-VM, die den XenServer-Verwaltungs-Toolstack namens XAPI ausführt. 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 Kontrolldomäne kann mit dem Hypervisor kommunizieren, um ihn anzuweisen, Gast-VMs zu starten oder zu stoppen.
Toolstack
Der Toolstack oder XAPI ist der Software-Stack, der VM-Lebenszyklusoperationen, Host- und VM-Netzwerk, VM-Speicher und Benutzerauthentifizierung steuert. Er 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 Management API.
Gastdomäne (VMs)
Gastdomänen sind vom Benutzer erstellte virtuelle Maschinen, die Ressourcen von dom0 anfordern. Eine detaillierte Liste der unterstützten Distributionen finden Sie unter Supported Guests, Virtual Memory, and Disk Size Limits.
Vollvirtualisierung
Die Vollvirtualisierung oder hardwaregestützte Virtualisierung verwendet Virtualisierungserweiterungen der Host-CPU, um Gäste zu virtualisieren. Vollvirtualisierte Gäste benötigen keine Kernel-Unterstützung. Der Gast wird als Hardware Virtual Machine (HVM) bezeichnet. HVM erfordert Intel VT- oder AMD-V-Hardwareerweiterungen für Speicher und privilegierte Operationen. XenServer verwendet Quick Emulator (QEMU), um PC-Hardware zu emulieren, einschließlich BIOS, IDE-Festplattencontroller, VGA-Grafikadapter, USB-Controller, Netzwerkadapter usw. Um die Leistung hardwareempfindlicher Operationen wie Festplatten- oder Netzwerkzugriff zu verbessern, werden HVM-Gäste mit den XenServer-Tools installiert. Weitere Informationen finden Sie unter PV on HVM.
HVM wird häufig verwendet, wenn ein Betriebssystem wie Microsoft Windows virtualisiert wird, bei dem es unmöglich ist, den Kernel so zu modifizieren, dass er virtualisierungsfähig ist.
PV auf HVM
PV auf HVM ist eine Mischung aus Paravirtualisierung und vollständiger Hardwarevirtualisierung. Das Hauptziel ist es, die Leistung von HVM-Gästen durch den Einsatz speziell optimierter paravirtualisierter Treiber zu steigern. Dieser Modus ermöglicht es Ihnen, die Vorteile der virtuellen x86-Container-Technologien in neueren Prozessoren für eine verbesserte Leistung zu nutzen. Netzwerk- und Speicherzugriff von diesen Gästen erfolgen weiterhin im PV-Modus, unter Verwendung von 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 für Gastbetriebssysteme.
XenServer VM Tools
XenServer VM Tools (ehemals Citrix VM Tools oder XenServer PV Tools) bieten Hochleistungs-I/O-Dienste ohne den Overhead traditioneller Geräteemulation.
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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 Low-Level-Managementschnittstellen. Diese Treiber ersetzen die emulierten Geräte und ermöglichen einen Hochgeschwindigkeitstransport zwischen VMs und der XenServer-Produktfamiliensoftware.
Der Management-Agent, auch als Gast-Agent bekannt, ist für übergeordnete Funktionen der virtuellen Maschinenverwaltung zuständig. Er bietet volle Funktionalität für XenCenter® (für Windows-VMs).
XenServer VM Tools für Windows müssen auf jeder Windows-VM installiert werden, damit die VM eine vollständig unterstützte Konfiguration aufweist. Eine VM funktioniert auch ohne die XenServer VM Tools für Windows, aber die Leistung wird erheblich beeinträchtigt, wenn die I/O-Treiber (PV-Treiber) nicht installiert sind.
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XenServer VM Tools für Linux enthalten einen Gast-Agenten, der dem Host zusätzliche Informationen über die VM bereitstellt. Installieren Sie den Gast-Agenten auf jeder Linux-VM, um Dynamic Memory Control (DMC) zu aktivieren.
Hinweis:
Einige Linux-Gastbetriebssysteme unterstützen kein Memory Ballooning mit dem Xen®-Hypervisor und können daher die Funktion Dynamic Memory Control (DMC) nicht verwenden. Informationen dazu, für welche Gastbetriebssysteme dies gilt, finden Sie unter Gast-OS-Funktionsunterstützung.
Weitere Informationen finden Sie unter XenServer VM Tools.
Schlüsselkonzepte
Ressourcenpool
XenServer ermöglicht es Ihnen, mehrere Hosts und deren verbundenen gemeinsamen Speicher als eine einzige Entität mithilfe von Ressourcenpools zu 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, die dieselbe Version der XenServer-Software, denselben Patch-Level und weitgehend kompatible Hardware ausführen. Weitere Informationen finden Sie unter Hosts und Ressourcenpools.
Der XenServer-Ressourcenpool verwendet eine Primär-/Sekundär-Architektur, die von XAPI implementiert wird. XAPI-Aufrufe werden vom Pool-Koordinator (dem Primärsystem) an die Pool-Mitglieder (die Sekundärsysteme) weitergeleitet. Pool-Mitglieder führen DB-RPCs gegen den Pool-Koordinator aus. Der Pool-Koordinator ist für die Koordination und Sperrung von Ressourcen innerhalb des Pools verantwortlich und verarbeitet alle Steuerungsoperationen. Pool-Mitglieder kommunizieren mit dem Pool-Koordinator über HTTP und XMLRPC, können aber auch untereinander (über denselben Kanal) über Spiegelplatten (Speichermigration) kommunizieren.
Speicher-Repository
XenServer-Speicherziele werden als Speicher-Repositorys (SRs) bezeichnet. Ein Speicher-Repository speichert virtuelle Festplatten-Images (VDIs), die den Inhalt einer virtuellen Festplatte enthalten. SRs sind flexibel und bieten integrierte Unterstützung für lokal angeschlossene SATA-, SCSI-, NVMe- und SAS-Laufwerke sowie für remote angeschlossene iSCSI-, NFS-, SAS-, SMB- und Fibre-Channel-Verbindungen. Die SR- und VDI-Abstraktionen ermöglichen es, erweiterte Speicherfunktionen wie Thin Provisioning, VDI-Snapshots und schnelles Klonen auf Speicherzielen bereitzustellen, die diese unterstützen.
Jeder XenServer-Host kann mehrere SRs und verschiedene SR-Typen gleichzeitig verwenden. Diese SRs können zwischen Hosts geteilt oder bestimmten Hosts zugewiesen werden. Gemeinsamer Speicher wird zwischen mehreren Hosts innerhalb eines definierten Ressourcenpools zusammengefasst. Ein gemeinsam genutztes SR muss für jeden Host im Pool über das Netzwerk zugänglich sein. Alle Hosts in einem einzelnen Ressourcenpool müssen mindestens ein gemeinsam genutztes SR haben. Gemeinsamer Speicher kann nicht zwischen mehreren Pools geteilt werden.
Weitere Informationen zur Verwendung von SRs finden Sie unter Speicher konfigurieren.
Netzwerk
Auf Architekturebene gibt es drei Arten von serverseitigen Softwareobjekten zur Darstellung von Netzwerkentitäten. Diese Objekte sind:
- Ein PIF, ein Softwareobjekt, das innerhalb von dom0 verwendet wird und eine physische NIC auf einem Server darstellt. PIF-Objekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID, die Parameter der von ihnen repräsentierten NIC sowie das Netzwerk und den Host, mit denen sie verbunden sind.
- Ein VIF, ein Softwareobjekt, das innerhalb von dom0 verwendet wird und eine virtuelle NIC 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 Netzwerk, ein virtueller Ethernet-Switch auf einem Host, der zum Weiterleiten von Netzwerkverkehr auf einem Netzwerk-Host verwendet wird. Netzwerkobjekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID sowie die Sammlung von VIFs und PIFs, die mit ihnen verbunden sind.
Die XenServer-Verwaltungs-APIs ermöglichen folgende Operationen:
- Konfiguration der Netzwerkoptionen
- Kontrolle über die für Verwaltungsvorgänge zu verwendende NIC
- Erstellung erweiterter Netzwerkfunktionen wie VLANs und NIC-Bonds
Weitere Informationen zur Verwaltung von Netzwerken auf XenServer finden Sie unter Netzwerk.
Zugehörige Add-ons und Anwendungen
XenServer bietet die Kernfunktionen des Hypervisors. Um Ihr Virtualisierungserlebnis zu vervollständigen, können Sie diese zugehörigen Anwendungen und Dienste hinzufügen.
XenServer-spezifische Add-ons:
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XenCenter
Ein Windows-GUI-Client für die VM-Verwaltung, implementiert basierend auf der Verwaltungs-API. XenCenter bietet eine umfassende Benutzererfahrung zur Verwaltung mehrerer XenServer-Hosts, Ressourcenpools und die gesamte damit verbundene virtuelle Infrastruktur.
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Workload Balancing (WLB)
Eine Appliance, die Ihren Pool ausgleicht, indem sie virtuelle Maschinen auf die bestmöglichen Hosts für ihre Workload in einem Ressourcenpool verschiebt. Weitere Informationen finden Sie unter Workload-Balancing.
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Conversion Manager
Eine virtuelle Appliance, die es Benutzern ermöglicht, vorhandene VMware-Virtual Machines in XenServer-Virtual Machines mit vergleichbarer Netzwerk- und Speicheranbindung zu konvertieren. Weitere Informationen finden Sie unter Conversion Manager.
Zugehörige Citrix®-Produkte:
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Citrix Licensing Server
Eine Windows-Anwendung, die XenCenter kontaktiert, um eine Lizenz für den angegebenen Server anzufordern, und die Telemetriedaten über Ihre XenServer-Umgebung sammelt.
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Lizenzaktivierungsdienst
Der Citrix Lizenzserver kontaktiert diesen Dienst, um zu überprüfen, welche XenServer-Lizenzen Ihr Unternehmen besitzt.
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Citrix Provisioning™
Bereitstellungsdienste, die PXE-Boot von gemeinsamen Images unterstützen. Weit verbreitet mit Citrix Virtual Desktops und Citrix Virtual Apps. Weitere Informationen finden Sie unter Provisioning.
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Citrix Virtual Desktops™
Ein Virtual Desktop Infrastructure (VDI)-Produkt, das auf Windows-Desktops spezialisiert ist. Citrix Virtual Desktops verwendet XAPI zur Verwaltung von XenServer in einer Multi-Host-Pool-Konfiguration. Weitere Informationen finden Sie unter Citrix Virtual Apps and Desktops.