»Vergiss nicht, man benötigt nur wenig, um ein glückliches Leben zu führen.« Marc Aurel (121–180), römischer Kaiser
24 Server-Virtualisierung mit Xen
| Was Sie in diesem Kapitel erwartet |
|
In diesem Abschnitt möchte ich Ihnen eine Virtualisierungssoftware vorstellen, die sich in ihrer kurzen Geschichte einen bereits beachtlichen Ruf erworben hat: Xen. |
|
Xen wird englisch ausgesprochen: »Zen« mit weichem »Z«. Die Software ging aus einem größeren Projekt, dem Xeno-Server, hervor. Inzwischen ist Xen eigenständig und wird von einer Arbeitsgruppe um Ian Pratt an der Universität Cambridge entwickelt. |
|
Xen hatte schon zu Beginn einen derartigen Erfolg und Einfluss, dass die Prozessorhersteller inzwischen die neueste Generation von Prozessoren mit bestimmten Techniken ausrüsten, um die Virtualisierung durch Xen zu unterstützen. |
|
Das folgende Kapitel zur Virtualisierung kann naturgemäß nur einen Einstieg in dieses umfangreiche Thema darstellen. Wenn Sie darüber hinaus Interesse an diesem Thema haben, möchte ich auf mein Buch Xen – Das umfassende Handbuch, Galileo Computing 2008, 600 Seiten hinweisen. Dort gebe ich einen detaillierten Einblick in das Thema Virtualisierung, wobei ich mich schwerpunktmäßig mit Xen und KVM beschäftige. |
| Benötigtes Vorwissen |
|
Sie sollten fortgeschrittene Kenntnisse im Umgang mit der Shell besitzen. |
24.1 Was ist Xen? 
Xen bietet eine sehr effektive Methode zur Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf einem Rechner. Es erfordert bei Prozessoren ohne Vanderpool- oder Pacifica-Technologie allerdings angepasste Betriebssysteme. Daher ist man ohne diese Prozessoren auf Linux und einige BSDVarianten eingeschränkt. Andererseits ist die Leistung der parallel laufenden Systeme geradezu phänomenal hoch, die Verluste liegen stets im einstelligen, meist sogar im niedrigen einstelligen Prozentbereich.
Die Entwicklung von Xen macht zurzeit sehr schnell große Fortschritte. Während die vollständige Integration in anderen Distributionen, z. B. in Fedora, schon sehr weit fortgeschritten ist, steht diese in Ubuntu jedoch erst am Anfang. Ehrlicherweise muss man sagen, dass es zum Zeitpunkt der Drucklegung dieses Buchs mit Ubuntu weitaus schwieriger ist, ein funktionsfähiges Xen-System aufzusetzen, als es dies mit anderen Distributionen möglich ist.
Der folgende Abschnitt über Xen soll lediglich einen einführenden Charakter besitzen und kann eine tiefere Beschäftigung mit dieser komplexen Technik nicht ersetzen. Fassen Sie die folgenden Schritte bitte deshalb nur als Hinweise auf, die Ihnen einen roten Faden geben sollen.
Grundlage: Ubuntu 8.04
Beachten Sie, dass die folgende Anleitung auf der Version 3.2 von Xen beruht (Stand Juni 2008). Dies hat den Grund, dass ich davon ausgehen, dass Sie für einen Server als Basis die Ubuntu-Version 8.04.x verwenden. Ubuntu 8.04 eignet sich durch seinen LTS-Status besonders für langfristig einzusetzende Server und sensible Dienste wie Virtualisierung.
Wenn Sie eine neuere Ubuntu-Version einsetzen möchten, ändern sich gegebenenfalls einige Kleinigkeiten. Die grundlegende Struktur behält aber ihre Gültigkeit.
Xen 3 ist inkompatibel zu Gästen aus der Xen-Version 2. Grundsätzlich sollten sich nur erfahrene Anwender an die Konfiguration eines Xen-Systems wagen, daher bitte ich um Verständnis, wenn die nachfolgenden Schritte nicht so detailliert sind, wie sich ein Einsteiger dies wünschen würde.
24.1.1 Der Name 
Der Begriff Xen ist mit großer Sicherheit eine Zusammensetzung aus den Begriffen Linux und Zen. Die englische Aussprache dieses Kunstwortes ist Zen mit einem weichen Z.
Linux und Zen
Linux ist das populärste freie Betriebssystem der Welt mit geschätzten 30 Millionen Anwendern. Im Bereich der Serveranwendungen und des Super-Computing ist die Verbreitung von Linux sogar noch höher als die der proprietären Konkurrenz (beispielsweise Microsoft).
Aus diesem Grund findet Linux sehr viel Verbreitung an Universitäten und wurde schließlich auch an der Universität Cambridge – der Geburtsstätte von Xen, eingesetzt.
Der Zen-Buddhismus (oder kurz Zen) ist eine in China ab etwa dem 5. Jahrhundert unserer Zeitrechnung entstandene Strömung des Mahayana-Buddhismus, die wesentlich vom Daoismus beeinflusst wurde.
Primäre Aufgabe des Zen-Schülers ist die fortgesetzte, vollständige und bewusste Wahrnehmung des gegenwärtigen Moments. Auf diese Weise kann sich die Erkenntnis der absoluten Realität einstellen. An dieser Stelle bemerkt man das Wortspiel im Bezug zur Virtualität, die Thema dieses Buchs ist. Mit Xen wird die Virtualisierung zur absoluten Realität.
Abbildung 24.1 Die Kalligrafie des Enso (japanisch für Kreis) verkörpert Leerheit und Vollendung. Sie wird häufig als visuelles Symbol für Zen verwendet (Quelle: Wikipedia).
24.1.2 Ursprung
Xen wurde 2001 im Computer-Labor der Universität Cambridge erdacht. Es war Teil des XenoServer-Projektes (siehe Kasten) und wurde 2003 unter der Leitung von Ian Pratt selbständig. Ende 2003 wurde Xen erstmals öffentlich in einem Aufsatz beschrieben (siehe Abbildung).
Xen hatte von Beginn an einen sehr großen Erfolg und gilt heute als einer der wichtigsten Open-Source-Projekte. Mit der Zeit ist Xen so gewachsen, dass daraus ein eigenes Projekt mit der Firma XenSource entstand. Die Firma XenSource mit Sitz in Palo Alto (Kalifornien, USA) bietet kommerzielle Xen-Lösungen und Support an.
XenSource wurde von den ursprünglichen Entwicklern des Xen-Projektes gegründet. Dies sind Ian Pratt, Keir Fraser, Steven Hand und Christian Limpach. Auch wenn Xen und XenSource zwei verschiedene Projekte sind, beeinflussen sie sich stark gegenseitig.
XenSource kümmert sich hauptsächlich um die Weiterentwicklung von Xen und ist das virtuelle Zuhasue für die Community rund um Xen. Die Firma kümmert sich ebenfalls um das Wiki, die Homepage, die Mailinglisten und den Downloadserver für die Xen-Software.
Der Markt für Virtualisierungssoftware wächst seit Jahren stetig und inzwischen beginnt auch hier die Konsolidierung. Dies zeigt sich nicht nur daran, dass inzwischen sogar Microsoft auf den Markt drängt, sondern auch daran, dass XenSource 2007 von Citrix übernommen wurde.
Xen hat inzwischen viele Partner und Förderer wie beispielsweise Intel, AMD, Microsoft, IBM, HP oder SUN. Viele Entwickler dieser Firmen tragen maßgeblich zur Entwicklung bei. Die Liste der Förderer wächst beständig.
Abbildung 24.2 Auf dem Symposium on Operating Systems (SOSP) veröffentlichen der Programmierer Ian Pratt und andere Mitarbeiter im Oktober 2003 eine Abhandlung mit dem Titel »Xen and the Art of Virtualization«.
24.1.3 Gründe für den Erfolg
Es stellt sich natürlich die Frage, warum das Xen-Projekt so außerordentlich schnell wuchs und eine derartige Beachtung fand. Ich möchte versuchen, einige der zahlreichen Faktoren aufzuzählen, die die Entwicklung von Xen positiv beeinflussten.
- Glück Das Projekt erschien genau zur richtigen Zeit. Der Bedarf an Virtualisierung wächst seit Jahren konstant. Die bisherigen Einsparpotenziale in Bezug auf Strom und Administration werden durch Bladeserver realisiert, die sich einem extrem starken Interesse gegenübersehen. Viele Stromanbieter haben die sogenannten Flatrates für Strom abgeschafft, weil der Bedarf an elektrischer Energie durch den weiter wachsenden Servermarkt ungeahnte Dimensionen angenommen hat. Dies sind Gründe, die die Akzeptanz von Server-Konsolidierung durch Virtualisierung erhöht.
- Open-Source Xen ist Open-Source-Software und daher von Beginn an unabhängig von wirtschaftlichen Interessen und Risiken entwickelt worden. Dadurch wird eine konstante Weiterentwicklung durch eine Vielzahl von freiwilligen Entwicklern gewährleistet.
- Kostenlos Xen ist nicht nur Open-Source, sondern auch kostenlos. Es kann damit frei verfügbar heruntergeladen und ohne Lizenzbeschränkungen eingesetzt werden. Xen steht unter der GPL und kann frei modifiziert und weitergegeben werden. Dies sorgt für eine gute Werbung, aber auch dafür, dass viele Administratoren ohne Risiko einen Blick auf das Produkt werfen können – wer sich einmal in eine komplöizierte Technik eingearbeitet hat, wird oftmals bei dieser bleiben.
- Technik Xen ist ein technisch interessantes und fortschrittliches Produkt. Die Leistungsfähigkeit und Stabilität ist größtenteils besser als die der (kommerziellen) Konkurrenz.
