Was leisten die Platzhirsche auf dem Feld der Server-Virtualisierung? Wir vergleichen den Marktführer VMware vSphere mit Microsoft Hyper-V.
von Thomas Joos
Server-Virtualisierung gehört für viele Unternehmen heute zum Alltag. Der unbestrittene Marktführer in diesem Bereich ist VMware mit vSphere. Microsoft holt mit Hyper-V aber immer mehr auf. Die Funktionen und die Leistung der beiden Systeme nähern sich immer mehr an; trotzdem bietet jeder Hersteller eigene Vorteile gegenüber dem Konkurrenten, die IT-Verantwortliche gegeneinander abwägen sollten. Da VMware die Lizenzierung geändert hat und neben vSphere 4 jetzt auch vSphere 5 zur Verfügung steht, sollten Unternehmen genau vergleichen, welche Funktionen sie benötigen und was diese kosten. Natürlich gibt es zusätzlich noch Red Hat Enterprise Virtualization und Citrix XenServer, die beiden Platzhirsche auf dem Feld der Server-Virtualisierung sind aktuell jedoch VMware vSphere und Microsoft Hyper-V.
Hyper-V und vSphere: Versionen und Lizenzierung
Die Grundlage der Virtualisierung von VMware bildet der ESXi-Server. Dieser ist Bestandteil aller Editionen von vSphere und stellt den eigentlichen Hypervisor zur Verfügung. vSphere steht als Standard, Enterprise und Enterprise Plus-Version zur Verfügung. VMwares Programmsuite baut auf dem kostenlosen ESXi-Server auf und erweitert diesen mit zusätzlichen Funktionen zur Hochverfügbarkeit (vMotion) und zentralen Verwaltung (vCenter). Grundlegende Techniken zur Virtualisierung sind in allen Editionen von vSphere enthalten, auch in der kostenlosen Edition.
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Mit dem kostenlosen Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 virtualisieren
Microsoft stellt Hyper-V in den Editionen Standard, Enterprise und Datacenter von Windows Server 2008 R2 als integrale Serverrolle des Betriebssystems zur Verfügung. Der größte Vorteil von Hyper-V ist die direkte Einbindung in das Betriebssystem, es sind keine Zusatzinstallationen oder Lizenzen für Hyper-V notwendig. Wer Windows Server 2008 R2 einsetzt, kann kostenlos auch Hyper-V verwenden. Zusätzlich bietet Microsoft den kostenlosen Hyper-V Server 2008 R2 an. Dieser entspricht vom Funktionsumfang der Enterprise Edition von Windows Server 2008 R2 als einer Core-Installation ohne grafische Oberfläche, inklusive der Clusterunterstützung.
Hyper-V und vSphere: Gast-Betriebssysteme im Vergleich
Hyper-V ist vor allem für die Virtualisierung von Windows-Produkten optimiert. Zwar lassen sich vereinzelt auch Linux-Distributionen mit Hyper-V virtualisieren, zum Beispiel Red Hat und Suse, allerdings liegt hier nicht gerade der Schwerpunkt von Microsoft. Das merkt man auch schnell an der eher schlechten Leistung, sobald mehr als ein Linux-Server gestartet ist. vSphere kann dagegen neben Windows auch Max OS X Server (ab vSphere 5 auch Mac OS X 10.6 Snow Leopard), Free BSD, NetWare und Solaris virtualisieren. Die meisten Linux-Distributionen können Unternehmen mit vSphere ebenfalls einfach und leistungsstark virtualisieren. Wer diese Betriebssysteme einsetzt kommt daher in Sachen Virtualisierung kaum um vSphere herum oder er muss auf eine Linux-Virtualisierung setzen. Bezüglich der Leistung sind sich bei der Virtualisierung von Windows-Servern vSphere und Hyper-V nahezu ebenbürtig. Wer im Unternehmen also hauptsächlich auf Windows setzt, kann generell mit Hyper-V oder vSphere virtualisieren. Je mehr Server im Einsatz sind, desto besser ist jedoch vSphere geeignet: Das System bietet eine bessere zentrale Verwaltung und unterstützt auch mehr virtuelle Server pro Host. Das liegt nicht zuletzt am besseren Umgang mit dem Arbeitsspeicher.
Hyper-V und vSphere: Arbeitsspeicher und Prozessoren
Insgesamt bietet vSphere bis zu 1 TB Arbeitsspeicher pro virtuellem Server, während Hyper-V derzeit nur 64 GB beherrscht. Virtuellen Servern lassen sich bis zu 32 virtuelle Prozessoren zuweisen, während Hyper-V aktuell nur bis zu 4 virtuelle Prozessoren pro virtuellem Server unterstützt. Ab Hyper-V 3.0 und Windows 8 Server will Microsoft diese Grenze erhöhen.
Grundsätzlich ist die Bereitstellung von virtuellem Arbeitsspeicher und der Leistungsverbrauch der Server in vSphere derzeit noch besser gelöst. Zwar bietet Microsoft mit Windows Server 2008 R2 SP1 die Möglichkeit, über Dynamic Memory den Arbeitsspeicher dynamisch zwischen virtuellen Servern eines Hosts zu verteilen. Aber mit VMware lassen sich derzeit noch weit mehr virtuelle Server pro Host betreiben. Außerdem gelingt es vSphere besser, nicht mehr benötigen Arbeitsspeicher für andere virtuelle Server frei zu machen.
Zusätzlich erlaubt vSphere Administratoren, den virtuellen Servern mehr Arbeitsspeicher zur Verfügung zu stellen als der physische Host tatsächlich besitzt. Diese Funktion, Memory Overcommit genannt, ermöglicht mehr virtuelle Maschinen pro Host. Das spielt vor allem in Umgebungen eine Rolle, die mit Virtual Desktop Infrastructure (VDI) arbeiten, also Arbeitsstationen virtuell zur Verfügung stellen. In diesem Zusammenhang spielt auch die VMware-Technologie Transparent Page Sharing eine Rolle. Diese erlaubt es, dass sich virtuelle Maschinen Arbeitsspeicher und gemeinsamen Code teilen. Besonders beim Einsatz zahlreicher virtueller Maschinen auf einem Host verringert sich dadurch der Verbrauch des Arbeitsspeichers. Auch hier bietet Hyper-V keine vergleichbare Lösung an.
Hyper-V und vSphere: Livemigration und Hochverfügbarkeit
Mit Hyper-V lassen sich Cluster für virtuelle Server aufbauen. In einem Hyper-V-Cluster können Administratoren virtuelle Server zwischen den Knoten verschieben, ohne dass diese Server offline gesetzt werden müssen (Livemigration). Anwender können also mit den virtuellen Servern weiter arbeiten. Insgesamt lassen sich Cluster mit einer Größe von 16 Knoten betreiben. vSphere erlaubt Cluster mit bis zu 32 Servern und beherrscht diese Livemigration sogar deutlich besser.
Eine Livemigration in Hyper-V steuern Administratoren mit der Clusterverwaltung oder mit dem System Center Virtual Machine Manager. Hyper-V erlaubt allerdings nur das gleichzeitige Verschieben von einem Server auf einmal mit der Livemigration zwischen Clusterknoten. Müssen Administratoren mehrere Server auf einmal verschieben, dauert das natürlich sehr lange. Zwar können Hyper-V 3.0 und Windows 8 Server mehr virtuelle Maschinen gleichzeitig verschieben, aber derzeit hat VMware hier die Nase vorn. Vor allem wenn Administratoren einen Clusterknoten mit Patches aktualisieren wollen müssen zunächst alle VMs von diesem Server umziehen. Die aktuelle Einschränkung von Livemigration kostet daher einiges an Arbeitszeit und bedeutet bei einem Ausfall eines Hosts eine längere Downtime für virtuelle Maschinen.
Hyper-V und vSphere: Server im Cluster priorisieren
Die Priorisierung von virtuellen Servern ist derzeit in der Livemigration von Hyper-V nicht berücksichtigt. So kann bei Ausfall die Gefahr bestehen, dass virtuelle Exchange- und SQL-Server vor den wichtigen Domänen-Controllern starten, was unweigerlich zu Dienstfehlern führt. Administratoren müssen daher entweder manuell nacharbeiten oder zusätzlich noch Microsoft System Center Virtual Machine Manager lizenzieren, einrichten und betreiben. Mit Hyper-V 3.0 bietet Windows 8 Server eine solche Priorisierung an. Virtuelle Maschinen lassen sich in Windows 8 Server in Hyper-V-Clustern priorisieren und mit der Livemigration lassen sich im laufenden Betrieb mehrere Server auf einmal zwischen Clusterknoten verschieben. Fällt ein Knoten aus verschiebt Hyper-V 3.0 die virtuellen Maschinen mit der höchsten Priorität zuerst. Diese Funktion beherrscht vSphere allerdings jetzt schon.
Die neue Hyper-V-Version erlaubt auch die Replikation von virtuellen Servern zwischen verschiedenen Hyper-V-Hosts, ohne dass diese in einem Cluster betrieben werden müssen. Dazu dient eine neue Funktion mit der Bezeichnung Hyper-V-Replica. VMware bietet diese Funktion mit dem neuen Site Recovery Manager (SRM) in vSphere 5.0 ebenfalls. In der aktuellen Version Windows Server 2008 R2 fehlt diese Funktion allerdings. Hier kommen Unternehmen um einen Cluster nicht herum, wenn sie Hyper-V hochverfügbar betreiben wollen.
vMotion - vSphere hochverfügbar betreiben
Wer Hochverfügbarkeit benötigt muss auf die Enterprise-Edition von vSphere setzen. Diese Technologie kann sowohl ganze virtuelle Server zwischen ESX-Servern verschieben oder auch nur einzelne virtuelle Festplatten (Storage Migration). Diese Funktion beherrscht Hyper-V derzeit nicht.
Auch die erwähnte Priorisierung und das Verschieben von mehreren Servern auf einmal über die Livemigration beherrscht vMotion. Ein großer Vorteil in großen Rechenzentren ist die Möglichkeit, vMotion mit mehreren Netzwerkkarten zu betreiben. Auf diesem Weg lassen sich große Datenmengen bei einem Ausfall wesentlich schneller zwischen Clusterknoten verschieben, vor allem Server mit einer großen Menge an verwendetem Arbeitsspeicher. Insgesamt können Anwender so bis zu 4x 10-GBit oder 16x 1-GBit-Netzwerkkarten zusammenfassen. In Hyper-V gibt es eine solche Möglichkeit nicht.
vMotion unterstützt ab vSphere 5 auch Snapshots sowie Linked Clones und auch das Verschieben zwischen schmalbandigen Standorten und Geo-Clustern. vSphere 4 hatte in diesem Bereich noch Probleme durch die geringe unterstützte Latenz. Unternehmen, die vMotion wollen, müssen bei der Lizenzierung ihrer vSphere-Umgebung darauf achten, ob vMotion Bestandteil in der Edition ist.
vSphere bietet im Bereich der Hochverfügbarkeit noch die Möglichkeit, zu einzelnen virtuellen Servern eine Schattenkopie des kompletten Servers zu betreiben. Fällt der primäre Server aus, kann vSphere auf den sekundären Server umschalten, und zwar in Echtzeit. Anwender bekommen von diesem Vorgang nichts mit und können weiter mit ihren Anwendungen arbeiten.
Das hilft zwar nicht bei allen Problemen von Servern, kann aber in der Praxis den Ausfall von virtuellen Maschinen in vielen Fällen recht zuverlässig verhindern. Diese Funktion gibt es derzeit in Hyper-V nicht und auch in keiner anderen Virtualisierungslösung.
Zentrale Verwaltung - vCenter versus System Center Virtual Machine Manager
Setzen Unternehmen mehrere Hyper-V-Hosts oder auch verschiedene Cluster ein, bietet es sich an, noch auf System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) zu setzen. Dabei handelt es sich um eine Serverlösung, mit der sich mehrere Virtualisierungslösungen zentral verwalten lassen, auch vSphere und Hyper-V im Mischbetrieb. Durch diese Zentralisierung ist auch eine Migration von virtuellen Computern unterhalb der verschiedenen Systeme möglich. Der System Center Virtual Machine Manager verwendet vMotion, um virtuelle Server zu VMware ESX- zu portieren, oder aber die Schnellmigration von Microsoft für die Migration zu Hyper-V. Auf diesem Weg verschieben Administratoren auch virtuelle Maschinen zwischen den verschiedenen Hosts, und zwar nahezu ohne Ausfallzeit. Verwenden Unternehmen vMotion, gibt es keinerlei Ausfallzeiten. Auch die Migration von physischen zu virtuellen Servern (P2V) ist mit SCVMM möglich. Hier verwendet SCVMM eine sehr schnelle blockbasierte Übertragung und unterstützt auch den Schattenkopiedienst von Windows Server 2008 R2. Aktuell steht die Version SCVMM 2008 R2 zur Verfügung, die neue Version 2012 befindet sich in der Betaphase. Mit Bordmitteln lassen sich mehrere Hyper-V-Hosts nicht zentral verwalten. Die Verwaltung mit dem Hyper-V-Manager ist sehr rudimentär.
Hyper-V kann im Bereich der Verwaltung mit einer Unterstützung der PowerShell für Skripte punkten. Hier bietet VMware aber ebenfalls ein skriptbasiertes System an.
In vSphere ist immer das vCenter enthalten. Mit dieser Erweiterung verwalten Administratoren zentral alle ESX-Server in der Umgebung. Es ist also keine zusätzliche Anwendung zur Verwaltung notwendig. vCenter steht als Windows-Client aber auch für Linux-Server zur Verfügung. Allerdings können Administratoren mit vCenter-Server keine Hyper-V-Hosts verwalten. vSphere enthält auch einen Webclient, mit dem Administratoren virtuelle Server über Computer verwalten können, auf denen keine VMware-Verwaltungsstools installiert sind. Alles in allem ist die Verwaltung von mehreren Hosts in vSphere besser gelöst.
Wollen Unternehmen Hyper-V zentral verwalten und hochverfügbare VMs zur Verfügung stellen, muss zunächst ein Windows-Cluster im Einsatz sein und zusätzlich noch der System Center Virtual Machine Manager. Für eine noch bessere Hochverfügbarkeit, inklusive einer automatischen Livemigration von VMs, benötigen Unternehmen noch System Center Operations Manager (SCOM). Dieses Microsoft-Produkt überwacht Serverdienste und kann im Bedarfsfall automatisch Wiederherstellungsmaßnahmen durchführen.
Unternehmen, die nur wenige Server virtualisieren wollen und einen Einstieg suchen, können mit Hyper-V schnell und einfach loslegen.
Unternehmen, die einen Einstieg in die Virtualisierung suchen oder eine Testumgebung installieren wollen, haben die Möglichkeit, auch auf kostenlose Editionen von vSphere oder Hyper-V zurückzugreifen. Microsoft bietet Hyper-V-Server 2008 R2 kostenlos für den Download an. Das Produkt entspricht vom Funktionsumfang her Windows Server 2008 R2 Enterprise Edition, inklusive der Möglichkeit einer Clusterinstallation. Die Installation basiert auf dem Core-Betrieb von Windows Server 2008 R2, enthält also keine grafische Oberfläche. Die Verwaltung nehmen Administratoren entweder in der Befehlszeile, der PowerShell oder über das Netzwerk mit dem Hyper-V-Manager vor. Die ISO-Datei für die Installation steht im Downloadcenter zur Verfügung. Die Leistung ist identisch mit einer Vollinstallation von Windows Server 2008 R2 und ermöglicht auch die Übernahme von einer Testinstallation zu einer produktiven Hyper-V-Umgebung.
Hyper-V Server 2008 R2 unterstützt bis zu 1 TB Arbeitsspeicher und bis zu 8 Prozessoren mit insgesamt 64 Prozessorkerne, mehr als Windows Server 2008 R2 Standard Edition mit maximal 4 Prozessoren. Hyper-V Server 2008 R2 unterstützt Cluster mit bis zu 16 Knoten. Auch das SP1 für Windows Server 2008 R2 lässt sich installieren. Dadurch erhalten Unternehmen Zugriff auf die dynamische Speicherverwaltung mit Hyper-V (Dynamic Memory).
VMware vSphere Hypervisor (ESXi) - Mehr Gastsysteme als Hyper-V
Auch VMware bietet seine Virtualisierungstechnologie ESXi kostenlos an. Hier können Unternehmen kostenlos die Möglichkeiten von vSphere testen und die virtuellen Server später problemlos in eine produktive Umgebung überführen.
vSphere Hypervisor lässt sich später in eine andere Edition von vSphere migrieren. Zur Verwaltung steht der VMware vSphere Client zur Verfügung. Einer der größten Vorteile von VMware vSphere Hypervisor (ESXi) im Vergleich zu Microsoft Hyper-V-Server 2008 R2 ist die enorme Anzahl an unterstützten Gastbetriebssystemen. ESXi unterstützt die gleichen Betriebssysteme wie die Vollversion von vSphere. Eine Umfangreiche Liste steht bei VMware zur Verfügung.
Die kostenlose Edition kann allerdings keine hochverfügbaren Clusterumgebungen aufbauen, im Gegensatz zu Microsofts Hyper-V-Server 2008 R2. Auch eine Datensicherung fehlt in der kostenlosen vSphere-Edition. Hyper-V-Server 2008 R2 kann mit der Windows-Datensicherung gesichert werden. Auch hier zeigt sich schnell, dass jeder Hersteller seine eigenen Vor- und Nachteile hat.
Zusätzlich zu Microsoft und VMware bietet auch Citrix eine eingeschränkte Version seiner Virtualisierungstechnologie XEN-Server als Freeware an.
Hyper-V-Lizenzierung
Der größte Vorteil von Hyper-V ist sicherlich die grundsätzliche Lizenzierung und die Kostenersparnis. Während Unternehmen vSphere getrennt vom Betriebssystem lizenzieren müssen, lässt sich Hyper-V einfacher mit Windows Server 2008 R2 betreiben.
Alle Editionen von Windows Server 2008 R2 enthalten eine Hyper-V-Lizenz. Die Standard Edition deckt mit einer Lizenz die Installation auf einem Host und zusätzlich eine virtuelle Maschine unter Hyper-V ab. Auf dem Host darf dann allerdings nur die Hyper-V-Rolle in Betrieb sein. Bei der Enterprise Edition dürfen Unternehmen mit einer Lizenz bis zu vier virtuelle Maschinen mit Hyper-V installieren sowie den Hyper-V-Host selbst. Bei den Editionen Datacenter und Windows Server 2008 R2 für Itanium-basierte-Systeme dürfen sogar unbegrenzt virtuelle Maschinen erstellt werden, die Lizenzierung bei diesen Versionen ist Prozessor-basiert.
Alles in allem ist die Lizenzierung von Hyper-V nicht sehr kompliziert, da Microsoft diese direkt in das Betriebssystem integriert hat. Dennoch ist es anzuraten, vor einem Einsatz zunächst eine genaue Beratung einzuholen. Das Lizenzsystem von Microsoft ist nicht gerade als einfach bekannt, das gilt aber auch für VMware vSphere.
Fazit
Microsoft bietet mit Hyper-V mittlerweile zwar eine leistungsstarke und effiziente Virtualisierungstechnologie. Allerdings wird in Praxistests schnell deutlich, dass VMware, vor allem in größeren Rechenzentren, die Nase vorne hat. Zwar holt Hyper-V auf, aber bezüglich der Hochverfügbarkeit oder Leistung im Netzwerk sowie der zentralen Verwaltung und dem Umgang mit dem Arbeitsspeicher ist vSphere noch besser.
Unternehmen, die vor allem Windows-Server einsetzen, bemerken keine großen Leistungsunterschiede zwischen den Systemen. Bei der Virtualisierung von Linux-Servern ist vSphere derzeit schneller, vor allem wenn mehrere Linux-Server parallel auf einem Host gestartet sind. Um alle Möglichkeiten von Hyper-V auszuschöpfen, sind Unternehmen fast gezwungen, zusätzlich noch auf die beiden Microsoft System Center-Produkte Virtual Machine Manager und Operations Manager zu setzen. Diese müssen allerdings gesondert lizenziert und auch bereitgestellt werden. Mittelständische Unternehmen, die keine großen Serverumgebungen betreiben, können allerdings ohne größere Probleme auf Hyper-V setzen. Hier spielt die zentrale Verwaltung meistens keine große Rolle. Hyper-V ist zwar zunächst günstiger als vSphere. Doch wenn Unternehmen erweiterte Funktionen zur Ausfallsicherheit benötigen, wird auch Hyper-V schnell teuer. System Center Virtual Machine Manager und Operations Manager lassen sich aber relativ einfach nachträglich in das Netzwerk integrieren. Welche Virtualisierungslösung am Ende zu empfehlen ist, hängt also stark vom Einzalfall ab.
(Thomas Joos, Computerwoche / rb)
|
Funktion |
Hyper-V |
vSphere |
|
Unterstützte Gastsysteme |
Windows, Red Hat, Suse |
Windows, fast alle Linux-Distributionen, FreeBSD, Mac OS, OS/2, Solaris |
|
Hochverfügbarkeit |
Livemigration (eingeschränkt), 16 Clusterknoten |
Livemigration, Schattenkopien von Servern, Storage Migration, 32 Clusterknoten |
|
Maximale Prozessoren/RAM für virtuelle Server |
4/64 GB |
32 / 1 TB |
|
Maximaler Arbeitsspeicher für virtuelle Server |
64 GB |
1 TB |
|
Lizenzierung |
In Windows Server 2008 R2 integriert |
Gesonderte Lizenzierung nach eingesetzten Features |
|
Zentrale Verwaltung |
Zusätzlich System Center Virtual Machine Manager notwendig |
vCenter (integriert) |
|
Basisbetriebssystem der Virtualisierungslösung |
Windows Server 2008 R2, Core-Installation möglich. |
Eigenes System, optimiert für vSphere und Virtualisierung |
|
Vorteile und Nachteile |
+ Günstige Anschaffung |
+ Ausgereift und Hochverfügbar |