Technische Übersicht

ist eine branchenführende Open-Source-Plattform für kostengünstige Desktop-, Server- und Cloud-Virtualisierungsinfrastrukturen. ermöglicht Organisationen jeder Größe oder Art die Konsolidierung und Umwandlung von Rechenressourcen in virtuelle Arbeitslasten für die heutigen Rechenzentrumsanforderungen. Mittlerweile sorgt es für einen nahtlosen Weg zum Verschieben von Arbeitslasten in die Cloud.

Die wichtigsten Merkmale von sind:

• Konsolidierung mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einem physischen Server
• Reduzierung der Anzahl der zu verwaltenden separaten Festplattenabbilder
• Einfache Integration in vorhandene Netzwerk- und Speicherinfrastrukturen
• Planen der Wartung ohne Ausfallzeiten mithilfe von XenMotion zur Livemigration von VMs zwischen Hosts
• Sicherstellen der Verfügbarkeit von VMs mithilfe von Hochverfügbarkeit zum Konfigurieren von Richtlinien, die VMs auf einem anderen Server neu starten, falls ein Fehler auftritt
• Erhöhung der Portabilität von VM-Images, da ein VM-Image auf einer Reihe von Bereitstellungsinfrastrukturen funktioniert

Virtualisierung und Hypervisor

Virtualisierung, genauer zu sein, Hardwarevirtualisierung, ist eine Methode zur Ausführung mehrerer unabhängiger VMs auf einem einzelnen physischen Computer. Auf diesen virtuellen Maschinen ausgeführte Software wird von den zugrunde liegenden Hardwareressourcen getrennt. Dies ist eine Möglichkeit, die physischen Ressourcen, die in modernen leistungsfähigen Servern verfügbar sind, vollständig zu nutzen, wodurch die Gesamtbetriebskosten (TCO) für Serverbereitstellungen reduziert 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 hat keine Kenntnis von Netzwerken, externen Speichergeräten, Videos usw.

Schlüsselkomponenten

Dieser Abschnitt gibt Ihnen ein umfassendes Verständnis der Funktionsweise. In der folgenden Abbildung finden Sie die wichtigsten Komponenten von :

Hardware

Die Hardware-Schicht enthält die physischen Serverkomponenten, wie CPU, Arbeitsspeicher, Netzwerk und Festplattenlaufwerke.

Sie benötigen ein Intel VT oder AMD-V 64-Bit x86-basiertes System mit einem oder mehreren CPUs, um alle unterstützten Gastbetriebssysteme auszuführen. Weitere Informationen zu Hostsystemanforderungen finden Sie unter Systemanforderungen.Eine vollständige Liste der zertifizierten Hardware und Systeme finden Sie in der Hardwarekompatibilitätsliste(HCL).

Xen-Hypervisor

Der Xen-Projekt-Hypervisor ist ein Open-Source-Hypervisor Typ 1 oder Bare-Metal-Hypervisor. Damit können viele Instanzen eines Betriebssystems oder verschiedener Betriebssysteme parallel auf einem einzelnen Rechner (oder Host) ausgeführt werden. Xen Hypervisor wird als Grundlage für viele verschiedene kommerzielle und Open-Source-Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel: Servervirtualisierung, Infrastructure as a Service (IaaS), Desktop-Virtualisierung, Sicherheitsanwendungen, Embedded und Hardware-Appliances.

basiert auf dem Xen Project Hypervisor mit zusätzlichen Funktionen und Unterstützung von Citrix. verwendet Version des Xen-Hypervisors.

Steuerungsdomäne

Die Steuerungsdomäne, auch Domäne 0 oder dom0 genannt, ist eine sichere, privilegierte Linux-VM, die den Verwaltungstoolstack, der als XAPI bekannt ist, ausführt. Diese Linux-VM basiert auf einer CentOS- Distribution. Neben der Bereitstellung von Verwaltungsfunktionen führt dom0 auch die physischen Gerätetreiber für Netzwerke, Speicher usw. aus. Die Steuerelementdomäne kann mit dem Hypervisor sprechen, um ihn anzuweisen, Gast-VMs zu starten oder zu stoppen.

Werkzeugstapel

Der Toolstackoder XAPI ist der Softwarestapel, der den Lebenszyklus von VM, die Host- und VM-Netzwerke, den VM-Speicher und die Benutzerauthentifizierung steuert. Es ermöglicht auch die Verwaltung von Ressourcenpools. XAPI stellt die öffentlich dokumentierte Management-API bereit, die von allen Tools zur Verwaltung von VMs und Ressourcenpools verwendet wird. Weitere Informationen finden Sie unterhttps://developer-docs.citrix.com.

Gastdomäne (VMs)

Gastdomänen sind vom Benutzer erstellte virtuelle Maschinen, die Ressourcen von dom0 anfordern. Die Gastdomäne in unterstützt vollständige Virtualisierung (HVM), Paravirtualisierung (PV) und PV auf HVM. Eine detaillierte Liste der unterstützten Distributionen finden Sie unter Unterstützte Gäste, Virtual Memory und Disk Size Limits.

Vollständige Virtualisierung

Vollständige Virtualisierung oder hardwaregestützte Virtualisierung verwendet Virtualisierungserweiterungen von der Host-CPU, um Gäste zu virtualisieren. Vollständig virtualisierte Gäste benötigen keine Kernelunterstützung. Der Gast wird als Hardware-Virtual Machine (HVM) bezeichnet. HVM erfordert Intel VT oder AMD-V Hardware-Erweiterungen für Speicher und privilegierte Operationen. verwendet Quick Emulator (QEMU), um PC-Hardware zu emulieren, einschließlich BIOS, IDE-Festplatten-Controller, VGA-Grafikadapter, USB-Controller, Netzwerkadapter usw. Um die Leistung hardwaresensitiver Vorgänge wie Festplatten- oder Netzwerkzugriff zu verbessern, werden HVM-Gäste mit den 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, das Kernal zu ändern, um es auf Virtualisierung aufmerksam zu machen.

Paravirtualisierung (PV)

Paravirtualisierung ist eine effiziente und leichte Virtualisierungstechnik, die ursprünglich vom Xen-Projekt eingeführt wurde und später von anderen Virtualisierungsplattformen übernommen wurde. PV erfordert keine Virtualisierungserweiterungen von der Host-CPU. PV-Gäste benötigen jedoch einen PV-fähigen Kernel und PV-Treiber, sodass die Gäste den Hypervisor kennen und ohne virtuell emulierte Hardware effizient ausführen können. PV-fähige Kernel existieren für Linux, NetBSD, FreeBSD und Open Solaris. Eine Liste der unterstützten Distributionen im PV-Modus finden Sie unter PV Linux-Distributionen.

Für einen PV-Gast leitet Xen Hypervisor die E/A -Vorgangsanforderungen an die Steuerdomäne weiter. Der Gast kennt den Hypervisor und sendet privilegierte Anweisungen an den Hypervisor.

PV auf HVM

PV auf HVM ist eine Mischung aus Paravirtualisierung und vollständiger Hardwarevirtualisierung. Das primäre Ziel ist es, die Leistung von HVM-Gästen durch den Einsatz speziell optimierter paravirtualisierter Treiber zu steigern. In diesem Modus können Sie die Vorteile der x86-Virtual-Container-Technologien in neueren Prozessoren nutzen, um die Leistung zu verbessern. Der Netzwerk- und Speicherzugriff dieser Gäste funktioniert immer noch im PV-Modus, wobei Treiber verwendet werden, die auf die Kernel aufbauen.

Windows und einige Linux-Distributionen sind im PV auf HVM-Modus in verfügbar . Eine Liste der unterstützten Linux-Distributionen, die PV auf HVM verwenden, finden Sie unter HVM Linux-Distributionen.

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oder Gast-Tools bieten leistungsstarke E/A -Dienste ohne den Aufwand herkömmlicher Geräteemulation . 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 Low-Level-Verwaltungsschnittstellen. Diese Treiber ersetzen die emulierten Geräte und bieten Hochgeschwindigkeits-Transport zwischen VMs und Software der Produktfamilie.

Der Management Agent, auch als Gast-Agent bezeichnet, ist für die Verwaltungsfunktionen der virtuellen Maschine auf hoher Ebene verantwortlich. Es bietet volle Funktionalität für (für Windows-VMs), einschließlich stillgegangener Snapshots.

Hinweise:

• muss auf jeder Windows-VM installiert sein, damit die VM über eine vollständig unterstützte Konfiguration verfügt. Eine VM funktioniert ohne die , aber die Leistung wird erheblich beeinträchtigt, wenn die E/A -Treiber (PV Treiber) nicht installiert sind.
• Für Windows-VMs werden Windows-Gast-Tools genannt, zu denen Windows PV-Treiber und der Management Agent gehören.
• Für Linux-VMs sind PV-Treiber bereits im Xen-Kernel enthalten.

Weitere Informationen finden Sie unter.

Schlüsselkonzepte

Ressourcenpool

können Sie mehrere Server und ihren verbundenen gemeinsam genutzten Speicher als einzelne Entität mithilfe von Ressourcenpools verwalten. Mit Ressourcenpools können Sie virtuelle Maschinen auf verschiedenen Hosts verschieben und ausführen. Darüber hinaus können alle Server ein gemeinsames Framework für Netzwerk und Speicher gemeinsam nutzen. Ein Pool kann bis zu 64 Server enthalten, auf denen dieselbe Softwareversion auf der gleichen Patch-Ebene und mit weitgehend kompatibler Hardware ausgeführt wird. Weitere Informationen finden Sie unter Hosts und Ressourcenpools.

Ressourcenpool übernimmt eine Master/Slave -Architektur, die von XAPI implementiert wird. XAPI-Aufrufe werden vom Poolmaster an Poolmitglieder weitergeleitet. Poolmitglieder erstellen DB-RPCs gegen den Poolmaster. Der Master-Host ist für die Koordination und Sperre von Ressourcen innerhalb des Pools verantwortlich und verarbeitet alle Steuerungsvorgänge. Mitgliederhosts sprechen mit dem Master über HTTP und XMLRPC, aber sie können miteinander (über denselben Kanal) sprechen mit:

• VM-Speicherabbilder übertragen (VM-Migration)
• Spiegeldatenträger (Massenspeichermigration)

Speicher-Repository

Speicherziele werden Speicher-Repositories (SRs) genannt. In einem Speicher-Repository werden Virtual Disk Images (VDIs) gespeichert, die den Inhalt eines virtuellen Laufwerks enthält. SRs sind flexibel und bieten integrierte Unterstützung für lokal angeschlossene IDE-, SATA-, SCSI- und SAS-Laufwerke sowie iSCSI, NFS, SAS und Fibre Channel Remote verbunden. Die SR- und VDI-Abstraktionen ermöglichen erweiterte Speicherfunktionen wie Thin Provisioning, VDI-Snapshots und schnelles Cloning auf Speicherzielen, die diese unterstützen, verfügbar zu machen.

Jeder Host kann mehrere SRs und verschiedene SR-Typen gleichzeitig verwenden. Diese SRs können zwischen Hosts freigegeben oder für bestimmte Hosts dediziert werden. Gemeinsamer Speicher wird zwischen mehreren Hosts innerhalb eines definierten Ressourcenpools gepoolt. Ein freigegebener SR muss für jeden Host auf das Netzwerk zugreifen können. Alle Hosts in einem einzelnen Ressourcenpool müssen über mindestens eine gemeinsame SR verfügen.

Weitere Informationen zum Betrieb mit SRs finden Sie unter Konfigurieren von Speicher.

Vernetzung

Auf Architekturebene gibt es drei Arten von serverseitigen Softwareobjekten, die Netzwerkentitäten darstellen. Diese Objekte sind:

• Ein PIF, bei dem es sich um ein in dom0 verwendetes Softwareobjekt handelt und eine physische Netzwerkkarte auf einem Host darstellt. PIF-Objekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID, die Parameter der Netzwerkkarte, die sie darstellen, sowie das Netzwerk und den Server, mit dem sie verbunden sind.
• Eine VIF, bei der es sich um ein in dom0 verwendetes Softwareobjekt handelt 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 Netzwerk, bei dem es sich um einen virtuellen Ethernet-Switch auf einem Host handelt, der zum Weiterleiten des Netzwerkverkehrs auf einem Netzwerkhost verwendet wird. Netzwerkobjekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID und die Sammlung von VIFs und PIFs, die mit ihnen verbunden sind.

Management-APIs ermöglichen folgende Vorgänge:

• Konfiguration von Netzwerkoptionen
• Kontrolle über die Netzwerkkarte, die für Verwaltungsvorgänge verwendet werden soll
• Erstellung von erweiterten Netzwerkfunktionen wie Virtual Local Area Networks (VLANs) und NIC-Anleihen

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

Verwandte Add-Ons und Anwendungen

Während Xen Hypervisor auf der Kernebene arbeitet, stehen spezielle Add-Ons im Zusammenhang mit hypervisorunabhängigen Anwendungen und Services zur Verfügung, um die Virtualisierung zu vervollständigen.

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  Ein Windows-GUI-Client für die VM-Verwaltung, basierend auf der Management-API implementiert. bietet eine umfassende Benutzererfahrung, um mehrere Hosts, Ressourcenpools und die damit verbundene gesamte virtuelle Infrastruktur zu verwalten.

• Arbeitslastenausgleich (WLB)

  Eine Appliance, die Ihren Pool ausgleicht, indem virtuelle Maschinen auf die bestmöglichen Server für ihre Arbeitslast in einem Ressourcenpool verlagert werden. Weitere Informationen finden Sie unter Workload Balancing (/ de-us/xenserver/current -release/vswitch -controller.html).

• Distributed Virtual Switch Controller (DVSC)

  Eine Debian-basierte Appliance, die verwendet wird, um Open-Flow-Regeln zu erstellen, die XAPI-bewusst sind. Die Implementierung besteht aus folgenden Elementen:

  • Ein virtualisierungsunterstützter Switch (der vSwitch), der auf jedem vSwitch Controller ausgeführt wird.

  • Ein zentralisierter Server, der das Verhalten jedes einzelnen vSwitches verwaltet und koordiniert, um das Erscheinungsbild eines einzelnen vSwitches bereitzustellen.

  Weitere Informationen finden Sie unter vSwitch und controller.

• Citrix-Lizenzserver

  Eine Linux-basierte Appliance, die kontaktiert, um eine Lizenz für den angegebenen Server anzufordern.

• Konvertierungsmanager (XCM)

  Eine virtuelle Appliance mit einer Konsole, mit der Benutzer vorhandene virtuelle VMware-Maschinen in virtuelle Maschinen mit vergleichbarer Netzwerk- und Speicherkonnektivität konvertieren können. Weitere Informationen finden Sie unter Konvertierungsmanager.

• Gemessene Boot-Zusatzpaket

  Ein zusätzliches Paket, das Kunden ermöglicht, Schlüsselkomponenten ihrer Hosts beim Booten zu messen und APIs bereitstellt, mit denen Remote-Bescheinigungslösungen diese Messungen sicher erfassen können. Weitere Informationen finden Sie unter Gemessene Boot Supplemental Pack.

• Citrix Provisioning

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

• Virtuelle Citrix Desktops

  Ein VDI-Produkt (Virtual Desktop Infrastructure), das auf Windows-Desktops spezialisiert ist. Citrix Virtual Desktops verwendet XAPI, um in einer Poolkonfiguration mit mehreren Hosts zu verwalten. Weitere Informationen finden Sie unter Citrix Virtual Apps and Desktops.

• OpenStack/CloudStack

  Open-Source-Software zum Erstellen von Public/Private Clouds. Verwendet die Management-API zur Steuerung von XenServer. Weitere Informationen finden Sie unterhttps://www.openstack.org/ undhttps://cloudstack.apache.org/