De flesta företag använder i dag någon form av virtualiseringslösning. Antingen i skarp drift av hela eller delar av serverparken eller under test- och utvecklingsfaser i olika projekt.

Virtualisering sparar mycket tid och pengar. Behovet av el, kyla, fysiskt utrymme och garantier minskar. Det går snabbare att skapa och installera nya servrar, det blir smidigare att övervaka dem och en eventuell katastrofhantering underlättas. Listan kan göras nästan hur lång som helst.

Marknadens leverantörer av virtualiseringsprodukter arbetar var och en på sitt sätt. Alla tekniker hör däremot till en av tre olika varianter: hypervisorbaserad, applikationsbaserad eller containerbaserad.


7,9 miljoner virtuella servrar kommer det att finnas i världen år 2010.

             Källa: IDC




Hypervisorbaserad

En hypervisor är det förhållandevis tunna lager som skiljer de virtuella maskinerna (VM) från hårdvaran. Exempel på produkter där tekniken används är Vmwares ESX, Xen och Microsofts kommande Hyper-V. I den här arkitekturen ligger drivrutinerna för hårdvaran direkt i hypervisorn. Man skapar sedan virtuella världar som varje virtuell maskin lever i och de anser sig vara ensamma som vanligt är på en fysisk server. Den ”hårdvara” som exponeras uppåt till den virtuella servern är alltid likadan och sköts av det som kallas virtual machine monitor, VMM.

Fördelarna med modellen är mycket bra prestanda och en god tillgänglighet, eftersom hypervisorn förändras och patchas förhållandevis sällan. I och med det tunna hypervisorlagret försvinner nästan ingen kraft för att driva själva hypervisorn.

”Fördelarna är mycket bra prestanda och en god tillgänglighet.”


I de flesta fall installeras i varje virtuell server dessutom specifikt stöd för just den virtuella hårdvara som exponeras upp till operativsystemet, exempelvis Vmware Tools i ESX fall. Det gör att operativsystemet specialiseras för att dra nytta av att det är virtualiserat och kan agera därefter. Det kallas paravirtualisering och är också inbyggt i kärnan i Windows Server 2008, där det kallas enlightenments.

Ibland finns ett speciellt operativsystem installerat i form av en masterpartition som styr hypervisorlagret och konfigurationen av de andra virtuella maskinerna. Så fungerar det i Vmware ESX och Microsoft Hyper-V. Vmware är dock på väg bort från detta i och med lanseringen av 3i, där det endast är den 32 megabyte stora hypervisorn som installeras. Den sköter sedan om allt.


Hypervisorbaserad virtualisering. I den här modellen installeras en hypervisor närmast hårdvaran. Den måste också innehålla drivrutiner till hårdvaran. I och med att den äger hårdvaran finns nästan ingen gräns för vilka funktioner hypervisorn kan få.



Ensam om kraschen

En annan fördel är att man kan köra valfritt operativsystem i varje virtuell server och att servrarna blir väl isolerade från varandra. De kan inte dra med de övriga i fallet om en av dem skulle krascha.

I och med att det är hypervisorn som äger hårdvaran finns det få begränsningar när det gäller vilka nya funktioner och finesser tillverkarna kan hitta på. Ett exempel på en smart funktion är den transparenta minnesdelningen som ESX möjliggör. Här ersätts likadana minnesutrymmen av en pekare till en enda minnessida. Det går därmed att tilldela de virtuella maskinerna mer minne än man egentligen har, eftersom de ofta innehåller likartade minnesområden.

Nackdelar med modellen är att hårdvaran måste vara certifierad för en viss virtualiseringsprodukt och att det är en högre inlärningströskel i och med att det ofta är ickestandardiserade filsystem och operativsystem som används i hypervisorn.


Applikationsbaserad

Arkitekturen bygger på ett traditionellt operativsystem i grunden, exempelvis Windows Server 2003. I det installeras en virtualiseringsprodukt. Den produkten skapar sedan virtuella världar i vilka operativsystem och program installeras. Exempel på produkter här är Microsofts Virtual Server och Virtual PC samt Vmwares Vmware Server och Workstation.

Även i den här varianten installeras verktyg i den virtuella servern som gör att den arbetar snabbare och bättre. Specifika drivrutiner är optimerade att fungera mot den virtuella hårdvara som exponeras av VMM. Fördelen är att det sällan blir problem med drivrutiner, eftersom det är ett traditionellt operativsystem närmast hårdvaran och virtualiseringslösningarna oftast är enkla att lära sig.

Modellen bygger också på att man använder flera av det underliggande operativsystemets funktioner, såsom Microsoft Internet Information Services, IIS, som webbserver när man installerar Microsofts Virtual Server. Den har ett webbgränssnitt för administrationen. I Vmwares produkter är det administrativa gränssnittet inbyggt i produktens gränssnitt.

Nackdelar med modellen är att prestanda blir ordentligt lidande av de många lagren upp till den virtuella servern och att tillgängligheten får stryka på foten. Det tjocka, underliggande operativsystemet måste ofta patchas och startas om, vilket innebär att alla de virtuella servrarna måste stängas av. Eftersom det inte är virtualiseringsprodukten som äger hårdvaran kan man heller inte få tillgång till de mer spektakulära finesser och funktioner en hypervisor kan erbjuda.



Applikationsbaserad virtualisering. Här installeras först ett traditionellt operativsystem och sedan virtualiseringsprodukten, som i sin tur skapar en virtuell maskin. De många lagren kostar prestanda, men produkterna är gratis och enkla att sköta.



Passar utvecklare

Applikationsbaserad virtualisering används ofta för tester och utveckling. Där passar modellen mycket bra, men det är inte troligt att mer krävande och känsliga driftsystem kommer att använda den. Undantaget är mindre miljöer som med fördel kan använda lösningen eftersom de då blir mycket billiga och lätta att lära sig.

I vissa fall är det möjligt att starta med en applikationsbaserad virtualiseringsmiljö och sedan växa in i ett större system. Exempelvis använder Vmware samma format för virtuella maskiner i alla sina produkter, vilket gör att det går att flytta in i exempelvis en ESX-lösning efter att man har startat i en Vmware Server-baserad lösning.

Vmwares produkter klarar sedan länge multiprocessorer och 64-bitarssystem i en virtuell maskin. Det är funktioner som saknas i Microsofts Virtual Server, vilket ställer till det med tanke på att allt fler produkter, främst Microsofts egna, snart bara finns i 64-bitarsformat.


Containerbaserad

Det finns produkter, exempelvis Softgrid från Microsoft, som helt kan isolera en tillämpning från andra när den körs i ett operativsystem. Containerbaserad virtualisering kan ses som samma teknik men tagen steget längre i och med att hela operativsystemet körs som en oberoende instans.

Först installeras ett traditionellt operativsystem, exempelvis Windows Server 2003, på en fysisk server. Sedan installeras produkten som ser till att operativsystemet delas upp i flera skuggkopior. De beter sig som fristående instanser med egna lösenord och systemmappar, men är egentligen bara en ny instans av grundsystemet.

Fördelar är glimrande prestanda, eftersom det inte finns något lager under som kan stjäla kraft. Du behöver heller inte bekymra dig om kompatibilitet med hårdvara eftersom det egentligen är ett och samma Windowssystem som körs.

Frånvaron av extra underliggande produkter gör också att lösningen rymmer flest virtuella maskiner per server. Inget ram-minne eller andra resurser går åt till annat än att driva de olika virtuella maskinerna.




Containerbaserad virtualisering. Här installeras först ett traditionellt operativsystem och sedan virtualiseringsprodukten. Den ”mångfaldigar” det traditionella operativsystemet så att det skapas fristående instanser av det. Snabbt och enkelt att sköta, men svårt att patcha och ger dålig isolering mellan olika virtuella maskiner.




Kraschar en kraschar alla

Nackdelarna med arkitekturen är dock framträdande. Om en virtuell instans kraschar rejält kommer den att dra med sig de andra i fallet, eftersom det är samma Windowssystem i grunden. Ingen hård minnesseparering sker mellan de virtuella servrarna, såsom är fallet med de andra två arkitekturerna.

Du är dessutom låst till att använda just detta Windowssystem och kan inte som i de andra två modellerna fritt välja operativsystem att köra i en virtuell maskin. Vid patchning kommer alla virtuella maskiner att påverkas. Ofta, som till exempel med Virtuozzo, måste patchningen ske från en Windows server update services-server som tillhandahålls av leverantören. Anledningen är att leverantören ska hinna testa att miljön inte brakar samman av en viss patch. Frågan är om du kan och vill outsourca din patchhantering?

Även om modellen ger goda prestanda är det tveksamt om vi kan stå ut med de tillkortakommanden som dyker upp när det är ett enda operativsystem som ska multipliceras. För att snabbt skapa en testmiljö fungerar däremot denna lösning utmärkt, eftersom det går mycket fort att skapa en ny instans.

I samtliga tre arkitekturer måste du köpa en Windowslicens per virtuell maskin, här finns inga undantag. Det finns dock några specialregler. Om du exempelvis köper Enterprise Edition av Windows Server får du köra fyra virtuella instanser av systemet och med Datacenter Edition har du rätt att köra valfritt antal system på en fysisk maskin.

I forum på internet råder viss osäkerhet kring licenser för Windows i containerbaserad virtualisering, men faktum är att det krävs en licens per virtuell maskin även i detta fall.


TechWorlds slutsats

Licenskostnader som måste betalas för operativsystemen är desamma för de tre virtualiseringsmodellerna. Vi kan dock säga generellt att det billigaste alternativet är applikationsbaserad virtualisering eftersom produkterna är gratis. Sedan följer de container- och hypervisorbaserade modellerna.

I dag är Vmwares hypervisorbaserade produkt ESX dyrast, men det kan ändras när fler tillverkare släpper produkter. Exempelvis ryktas det om att Microsofts produkt Hyper-V kommer att kosta runt 200 kronor.

”Hypervisorbaserad
arkitektur är den som har vunnit mest mark.”


Det råder ingen tvekan om att hypervisorbaserad arkitektur är den som har vunnit mest mark och är den teknik som ger bästa prestanda i kombination med tillgänglighet, säkerhet och valfrihet.


Många system snabbt

Varje produkt har dock sin plats. Applikationsbaserade virtualiseringslösningar är lättanvända och lämpar sig för tester samt för dem som snabbt och lätt vill kunna använda många olika operativsystem. Då kanske det inte är de absolut bästa prestanda eller de mest avancerade kontrollfunktionerna man är ute efter.

Containerbaserad arkitektur ger möjlighet att mycket snabbt skapa och ta bort virtuella instanser och ger som sagt mycket goda prestanda. Samtidigt får vi endast ett operativsystem i alla virtuella maskiner och dålig isolering mellan maskinerna.

För det seriösa datacentret, med skarpa servrar i drift för Exchange, sql med mera, är det troligen en hypervisorbaserad lösning som gäller. Det är endast här det finns avancerade hanteringsmöjligeter, som att kunna flytta hårt belastade servrar under full drift och automatiskt starta de virtuella maskinerna på en annan server om en fysisk server kraschar. Det finns också automatisk lastbalansering av virtuella maskiner, möjlighet att köra valfritt operativsystem i virtuella maskiner samt möjlighet att styra tilldelning av processorkraft, minne, diskyta och nätverksåtkomst för en eller flera hierarkiska grupper av virtuella maskiner.

Allt beror i slutänden på vilka behov du har, men om du har en lite större miljö och har mer än blygsamma krav på tillgänglighet är det en hypervisorbaserad lösning du behöver.

Illustration & grafik: Jonas Englund

» Läs mer om virtualisering på vår specialsida!