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VMware

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VMware, Inc.

Datei:VMware-Logo.png
Rechtsform Aktiengesellschaft, 90% der Aktien im Besitz von EMC Corporation
Gründung Kalifornien 1998
Sitz Vorlage:Flagicon Palo Alto, Kalifornien, USA
Branche Softwareentwicklung
Website www.vmware.com

VMware, genauer VMware, Inc., ist ein US-amerikanisches Unternehmen, welches Software im Bereich der Virtualisierung herstellt. Die Firma wurde 1998 mit dem Ziel gegründet, eine Technik zu entwickeln, virtuelle Maschinen auf Standard–Computern zur Anwendung zu bringen. Das bekannteste Produkt ist VMware Workstation. Das meiste Geld verdient VMware mit VMware Infrastructure.

Produkte

VMware Workstation

VMware Workstation ist das wichtigste und am häufigsten benutzte Produkt der Firma VMware.

Siehe auch Hauptartikel: VMware Workstation

VMware Server-Produkte

Für den Betrieb von virtuellen Servern gibt es das kostenlose Einstiegsprodukt VMware Server und die Programmsuite VMware Infrastructure. Letztere beinhaltet ESX Server und VirtualCenter sowie weitere optionale Komponenten (HA, DRS).

VMware Server ist der Nachfolger von VMware GSX. Der Hersteller bietet optional einen technischen Kundendienst an, auch die Anbindung an VirtualCenter ist möglich. VMware GSX und VMware Server sind Hosted-Produkte, das heißt sie benötigen als Wirtsbetriebssystem entweder Windows oder Linux.

Der VMware Server unterstützt Multiprozessorsysteme und 64bit und ist kostenlos, man muss sich aber bei VMware registrieren.

VMware ESX Server basiert auf einem VMware-eigenen Kernel und benötigt daher kein Wirtsbetriebssystem (sog. bare metal). Diese Version ist für den professionellen Einsatz gedacht, da hierbei insbesondere Kosteneinsparungen durch Konsolidierung von Hardware erreicht werden können. VMware Infrastructure in der Version 3 bietet als Option eine Hochverfügbarkeitslösung (HA) und eine automatische Lastverteilung (DRS).

Mittlerweile lassen sich mit VirtualCenter komplette virtuelle Infrastrukturen darstellen. Das bedeutet, dass man z. B. in einem Netzwerk 40 Server sieht, es tatsächlich aber nur zwei physische Server gibt; der Rest sind virtuelle Server.

VirtualCenter

VirtualCenter ermöglicht die zentrale Administration mehrerer VMware Server und ESX-Server und deren virtueller Maschinen. Man braucht sich nicht mehr auf jede Administrationskonsole eines jeden Servers bzw. einer jeden virtuellen Maschine zu verbinden.

  • zentrale Administration der ESX Server und aller virtuellen Maschinen
  • Performance-Messungen der ESX Server und der VMs
  • Voraussetzung für den Einsatz von VMotion
  • Überwachung der Server und Alarmierung

Die Software VirtualCenter besteht aus einer Serverkomponente mit Datenbank (Access, Oracle, MS-SQL Server), einem oder mehreren Clients und den Agenten für die Hosts. Die Kommunikation der Clients mit dem Server erfolgt über Web Services.

VMotion

Die Software VMotion ermöglicht im Zusammenspiel mit dem VirtualCenter den Umzug laufender virtueller Maschinen zwischen ESX-Servern. Der Einsatz eines Storage Area Network, in dem die virtuellen Festplatten (Abk. VMDK) auf einem Shared Storage liegen, ist hierfür eine zwingende Voraussetzung. Ab Version 3.0 des ESX Servers funktioniert VMotion auch mit einem NFS-Server oder einem iSCSI-SAN.

Die Verteilung der VMotion-Agenten auf den Hosts übernimmt das VirtualCenter. Dabei muss für jeden Host ein dedizierter virtueller Switch mit Anbindung an eine physikalische Netzwerkkarte vorhanden sein. Über das so erschaffene „Management-Netz“ werden die Daten beim Umzug eines Servers übertragen.

Dieser Umzug findet so statt, dass lediglich der sich in Benutzung befindliche Hauptspeicher kopiert wird. Die virtuelle Festplatte bleibt immer auf dem geteilten Festplattensystem (FC SAN bei ESX2, FC, iSCSI, NFS bei ESX3).

Auf den Hauptspeicher der virtuellen Maschine wird ein REDO-Log gesetzt, d. h. alle lesenden Zugriffe finden weiterhin auf den existierenden Hauptspeicher statt. Schreibende Zugriffe werden hingegen in einen Logging-Bereich umgeleitet. Der schreibgeschützte Teil des Speichers kann nun über die Netzwerkverbindung beider Server auf das Zielsystem kopiert werden. Ist es dort angekommen, wird auf dem Quellsystem ein neuer Logbereich eröffnet, und der erste wird schreibgeschützt. Nun wird dieser Teil kopiert und auf dem Zielsystem dem dort bereits befindlichen Teil angehängt. Anschließend wird auf dem Quellsystem die erste Log-Datei angehängt und eine weitere erstellt. Dieser Vorgang wird so lange durchgeführt, bis nahezu der komplette Hauptspeicher der virtuellen Maschine auf dem Zielsystem angekommen ist. Je mehr die Maschine also im Hauptspeicher arbeitet, desto länger dauert der Migrationsprozess.

Wenn nur noch wenig eigener, nicht kopierter Speicher auf dem Quellsystem vorhanden ist, wird auf dem Zielsystem eine Bitmap mit Verweisen auf das Original erstellt. Damit ist (virtuell) der komplette Hauptspeicher der virtuellen Maschine auf dem Zielsystem angekommen. Da als Voraussetzung für ein VMotion ein gemeinsam genutztes Storage Area Network gilt, kann nun auf dem Zielsystem die virtuelle Maschine eingeschaltet werden. Es wird aber zuvor ein ARP-"offer" im Netzwerk durchgeführt, damit die zweite Maschine bereits bekannt ist und die Netzwerkverbindungen unterbrechungsfrei fortgesetzt werden können. Danach wird die Zielmaschine eingeschaltet und die Quellmaschine gestoppt. Wenn das Netzwerk groß ist, kann unter Umständen ein Ping-Paket verloren gehen, mit dem man manchmal die Maschinenverfügbarkeit testet. Allerdings bleiben alle bereits hergestellten Netzwerkverbindungen geöffnet.

Anschließend wird der restliche Speicher von der Quell- auf die Zielmaschine kopiert und das Quellsystem abgeschaltet. Sollte im letzten Teil ein Problem auftreten, so kann die Quellmaschine weiterlaufen, und die Zielmaschine wird wieder gelöscht. Damit hat zwar keine Migration stattgefunden, aber der Betrieb der virtuellen Maschine wurde nicht unterbrochen.

VMware Player

VMware bietet mit dem VMware Player eine kostenlose Software, mit der man bereits fertig eingerichtete virtuelle Maschinen „abspielen“ kann. Im Virtual Machine Center lassen sich zudem komplette VMware-Images herunterladen, die dann beispielsweise mit dem VMware Player benutzt werden können. So ist es möglich, sich ohne Kostenaufwand beispielsweise eine Linux-Umgebung unter Windows einzurichten, um damit relativ sicher im Web zu surfen. Die aktuelle Version von VMware Player ist 2.0.2 Build: 59824 vom 19. Oktober 2007.

VMware Converter

VMware Converter ist ein Migrations-Tool für Windows-Systeme und Nachfolger von VMware P2V (physical-to-virtual) Assistant. VMware Converter ist in zwei Versionen erhältlich, einer kostenlosen Starter-Edition, die nur jeweils eine Umwandlung zulässt, sowie einer kostenpflichtigen Enterprise-Edition, die mehrere Umwandlungen gleichzeitig ermöglicht und überwacht. Die Enterprise Edition verfügt zusätzlich über die Möglichkeit, ein stehendes System per Speicherabbild in eine virtuelle Maschine umzuwandeln, während die Starter-Edition nur direkt aus dem laufenden System heraus Umwandlungen vornehmen kann. Die aktuelle Version von VMware Converter ist 3.0.2 Build: 59994 vom 18. Oktober 2007.

VMware Fusion

VMware Fusion ist ein mit VMware Workstation vergleichbares Produkt für Apple Mac Rechner mit Intel Prozessor und dem Betriebssystem Mac OS X. Damit können parallel zu Mac OS X und ohne nennenswerte Performanceeinbußen auch die Betriebssysteme Windows oder Linux in VMs laufen. Da VMware-Produkte aktuell nur für die x86-Architektur verfügbar sind, gibt es Fusion nicht für ältere Mac Rechner mit PowerPC Prozessoren. Die aktuelle Version von VMware Fusion ist 1.1 Build: 62573 vom 12.11.2007

Einsatzgebiete

Im Bereich der Softwareentwicklung erleichtern virtuelle Maschinen den Entwicklungsprozess, da verschiedene Instanzen gleichzeitig parallel laufen können. Damit können verschiedene Entwicklungs-Stände bequem getestet werden. Durch Snapshots können Wiederanlaufpunkte gesichert werden, zu denen wieder zurückgekehrt werden kann. Die Installationen werden als Image-Dateien abgelegt und können damit über eine Netzwerkanbindung verschiedenen Entwicklern mit gleichem Stand zur Verfügung gestellt werden.

Da sich mit VMware auch ältere Betriebssysteme in aktuelle Systeme einbinden lassen, kann ältere Software in der Emulation uneingeschränkt genutzt werden, solange keine problematischen Hardwarezugriffe auftreten (wie z. B. in einigen Grafikanwendungen).

VMware kann auch als Brücke von Windows zu Linux dienen, da sich jedes beliebige Windows-Betriebssystem in alle gängigen Linux-Varianten einbinden lässt. Somit können sämtliche Windows-Programme unter Linux eingesetzt werden, ohne dass zwei Betriebssysteme parallel auf unterschiedlichen Festplattenpartitionen installiert werden müssen. Das virtualisierte Windows-Betriebssystem kann einfach als „Fenster“ innerhalb von Linux aufgerufen werden, während man zugleich auf Linux weiterarbeitet. Kompatibilitätsprobleme wie bei Wine sind von vornherein ausgeschlossen. Natürlich lassen sich auch Linux und andere Betriebssysteme in die Windows-Umgebung integrieren.

Wer einen eigenen Server im Internet mit vollen Administratorrechten betreiben will und dafür nicht einen eigenen dedizierten Server mieten, sondern seinen eigenen Home-PC nutzen möchte, dem kann VMware ebenfalls gute Dienste leisten. Um den eigenen Rechner nicht direkt dem Internet auszusetzen, aber dennoch Kosten für einen weiteren Server und eine Firewall zu sparen, werden Home-PC, Firewall und Internet-Server als unterschiedliche Rechner in einem virtuellen Netzwerk abgebildet. Ein umfangreicher Artikel zu diesem Thema ist in der vom Heise-Verlag herausgegebenen Computer-Zeitschrift c't (Ausgabe 20/2005) erschienen.

Ein weiterer großer Vorteil liegt im Disaster Recovery. Da ein virtueller Server ganz einfach wie ein Verzeichnis kopiert werden kann (mitsamt allen Einstellungen), kann man dieses zum Beispiel auf externen Festplatten speichern. Im Bedarfsfall können so ganze Serverlandschaften mitsamt allen Einstellungen binnen kürzester Zeit auf Ersatzgeräte (auf denen VMWare installiert ist) kopiert und gestartet werden. Die zeitaufwendige, kostspielige Rekonstruktion der Feineinstellungen entfällt somit komplett.

Da die Gastsysteme in virtuellen Maschinen laufen, die – außer der CPU – immer die völlig gleiche virtuelle Hardware für die Betriebssysteme darstellen, sind Umzüge des Wirtssystems von einer Hardware auf eine andere völlig unproblematisch und durch einfaches Kopieren der VMware-Dateien möglich. Dieses ist insbesondere für Windows-Systeme vorteilhaft, macht aber bei Windows XP durch die durchgereichte CPU Probleme, da ein Umzug auf einen anderen Prozessor unter Umständen eine erneute Aktivierung erfordert.

Netzwerkkonfiguration

Vmware bietet vier Möglichkeiten, die Netzwerkressourcen des Hosts zu nutzen. Je nach Anforderungen wird man eine dieser Möglichkeiten auswählen.

  • Gar kein Netzwerk: Damit definiert man einen echten Standalone-Rechner.
  • Bridge: Hier benutzt der Gast die Netzwerkverbindung des Hosts mit einer eigenen IP in dessem lokalen Netz. Das kommt der Installation eines separaten Rechners gleich.
  • NAT: Der Gast bekommt eine IP in einem von Vmware dafür eingerichteten privaten Netz, in dem auch der Host ist; der Host wird als Default-Gateway eingetragen. Via Adressübersetzung kann der Gast auf die Ressourcen des Hosts-Netzes zugreifen. Dabei hat er die gleichen Privilegien wie der Host - z.B. Freischaltung für Irc-Chat. Ressourcen des Gasts, z.B. Windows-Freigaben, sind nur vom Host aus unter der privaten IP des Gasts erreichbar.
  • Host only: Auch hier richtet Vmware ein privates Netz ein. Es werden jedoch keine Regeln definiert, die dem Gast erlauben, dieses private Netz zu verlassen. Wenn zusätzliche Verbindungen gewünscht sind, müssen diese auf dem Host per Firewall-Regeln (Forwarding) explizit erlaubt werden. Diese Methode eignet sich vorzüglich, um einen dedizierten Server im lokalen Netz zu betreiben. Z.B. würde man für einen Terminalserver nur das Port RDP freischalten. Damit wäre die Maschine für ihren eigentlichen Bestimmungszweck im Netz erreichbar, während z.B. Viren, die sich über andere Ports verbreiten, beim Host landen würden.

Portabilität

Da die Gastsysteme auf einer abstrakten Maschine laufen, gestalten sich Umzüge auf andere Hardware problemlos. Es genügt in der Regel, das Image zu kopieren und dann die virtuelle Maschine neu zu starten - Betreiber von Windows-Systemen werden diesen Komfort zu schätzen lernen.

Vergleichbare Produkte

Microsoft bietet mit dem für Windows kostenlosen Produkt VirtualPC und dem Produkt Virtual Server eine vergleichbare Software an, die allerdings nicht für Linux erhältlich ist. Es existiert auch eine Version für Mac OS X für PowerPCs, deren Portierung auf OS X für Intel-Macs aber nicht geplant ist.

Ein weiterer Anbieter ist die Firma Parallels, die mit Parallels Workstation ein Produkt für Windows, Linux und Mac OS X auf Intel-CPUs anbietet – und damit die erste performante, weil native Virtualisierungs-Lösung für Intel-Macs.

Ende 2006 hat VMware diese Lücke im Produktportfolio durch die erste Beta-Version von VMware Fusion geschlossen: Trotz des frühen Entwicklungsstandes präsentiert Fusion die Möglichkeit, bestehende VMware-Appliances unverändert und weitestgehend laufstabil wie unter VMware Workstation für Windows oder Linux auszuführen.

Auf POWER-Plattformen können mit LPARs virtuelle Maschinen realisiert werden.

Freie Alternativen zu VMware sind die Emulatoren VirtualBox, Bochs, QEMU, Mac on Mac für Macintosh-Computer und Mac-on-Linux für PowerPC-Rechner sowie Virtualisierungssoftware wie Xen, User Mode Linux oder OpenVZ.

Erweiterungen

Ein Programm namens VMX-Builder erlaubt die Erstellung virtueller Maschinen unter Windows 2000, XP und Vista. Es ist als Erweiterung des kostenlosen VMware-Players gedacht und ersetzt mit diesem weitgehend die VMware-Workstation. Das Programm ist Freeware, wird im Internet zum Herunterladen angeboten und im Rahmen kostenloser Softwaresammlung auf CD/DVD verbreitet. Das Programm stammt nicht von VMware, sondern wurde von Programmierern als Ersatzlösung für die teure Workstation entwickelt.

Um den Player optimal an die Treiberarchitektur des jeweiligen Systems anzupassen, ist es empfehlenswert, die ebenfalls kostenlosen VMware Tools zu installieren. VMware bietet auch virtuelle Maschinen mit installierter Linuxdistribution, die im VMware Player gestartet werden können, an. Auch Browser-Appliances zum gefahrlosen Surfen sind verfügbar.

Entwicklung des Unternehmens

Die Verkaufszahlen des Unternehmens haben sich insbesondere seit der Etablierung von Virtualisierung bei großen Firmen rasant entwickelt. Weil sich dieses Wachstum nicht genug im Aktienkurs der Mutter EMC niedergeschlagen hat, brachte EMC VMware Inc. am 14. August 2007 an die Börse (das Unternehmen verkaufte 10% der VMware-Aktien, insgesamt 33 Millionen Stück). Die Aktien schossen an der New Yorker Börse am Ausgabetag um 86 Prozent in die Höhe, bei einem Ausgabepreis von 29 US-Dollar. Am Schluss des Emissionstages notierte der Kurs in New York bei 53,99 US-Dollar. Damit war VMware am ersten Handelstag rund 19,1 Milliarden US-Dollar wert.

Literatur

  • Sven Ahnert: Virtuelle Maschinen mit VMware und Microsoft – Für Entwicklung, Schulung, Test und Produktion - 2. Auflage, Addison-Wesley, Reihe net.com, ISBN 3-8273-2535-8 Inkl. DVD mit VMware Produkten, Skripten, Tools und Beispiel-VMs
  • Dirk Larisch: Praxisbuch VMware Server (Best Practices) Hanser-Verlag, ISBN 3-446-40901-7
  • Ron Oglesby, Scott Herold: VMware Esx Server: Advanced Technical Design Guide. Brianmadden, ISBN 0-971-15106-7 (englisch) Kostenloser Download
  • Dennis Zimmer: VMware ESX Galileo Press, ISBN 3-836-21084-3
  • Dennis Zimmer: VMware und Microsoft Virtual Server. Galileo Press, ISBN 3-898-42701-3
  • Dennis Zimmer: VMware Server und VMware Player. Galileo Press, ISBN 3-898-42822-2

Deutsch

Englisch

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