Ein Ausblick auf den VMware vCloud Director

Der auf der VMworld 2010 vorgestellte VMware vCloud Director ist ein zentraler Bestandteil des VMware Cloud Computing. Der vCloud Director bündelt virtuelle Infrastruktur-Ressourcen in virtuellen Datacentern und stellt sie Anwendern in Form von katalogartigen Diensten zur Verfügung. Dabei übernimmt er die für interne und externe Clouds notwendige Automatisierung und Verwaltung.

Zur Umsetzung einer optimierten Cloud Computing-Infrastruktur erfordert eine vCloud Umgebung effizienten und hochverfügbaren Storage. Eine NetApp Shared Storage-Infrastruktur ermöglicht die Implementierung der VMware Virtualisierungstechnologie und erleichtert den Übergang zu einem auf vCloud Director basierenden Servicemodell. Gleichzeitig profitieren Sie weiter von den Storage-Effizienz-, Datensicherungs- und Management-Funktionen von NetApp.

NetApp hat gemeinsam mit VMware einen Lösungsleitfaden entwickelt. Dieser beschreibt eine Referenzarchitektur zur Implementierung von NetApp Storage mit vCloud Director, um Cloud-Funktionen bieten zu können:

• flexible Skalierbarkeit
• sichere Mandantenfähigkeit
• schnelle Bereitstellung
• Storage-Effizienz
• Chargback
• integrierte Datensicherung und hohe Verfügbarkeit
• Unified Storage

Dieser Artikel stellt den vCloud Director vor, beschreibt die einzelnen Bausteine der Referenzarchitektur und gibt einen Ausblick auf verschiedene geplante Erweiterungen der NetApp vCloud Lösung.

Prinzipien von VMware vCloud Director und NetApp

Abbildung 1 zeigt einen grundlegenden Überblick über die vCloud Director Implementierung mit NetApp Storage (wie im Lösungsleitfaden erläutert). Jedes Unternehmen hat Zugang zu einem Self-Service-Portal mit jeweils eigenen virtuellen Datacentern (Organization vDCs). Jedes Org vDC ist einem Provider vDC zugeordnet. Mehrere Org vDCs können sich ein Provider vDC teilen, oder ein Provider vDC ist ausschließlich einem einzelnen Org vDC zugewiesen – je nach den Bedürfnissen des Kunden.

Mandanten innerhalb eines Org vDC können Ressourcen bereitstellen und managen, die sie von ihrem Provider vDC erhalten. Dieses Design sorgt nicht nur für die Isolation von Ressourcen, sondern ermöglicht auch die klare Trennung zwischen Managementfunktionen auf Mandanten- und auf Provider- bzw. Cloud-Administrator-Ebene.

Abbildung 1) Grundlegender Überblick über VMware vCloud Director, implementiert mit NetApp MultiStore.

Jedes Provider vDC verfügt über eine bestimmte Menge an Computing- und Storage-Ressourcen für VMware vSphere. Jedes Provider vDC erhält seinen Datenspeicher über eine NetApp vFiler Einheit innerhalb von NetApp MultiStore. Mit MultiStore erstellen Sie isolierte logische Partitionen auf einzelnen Storage-Systemen, sodass Unbefugte keinen Zugriff auf Daten einer geschützten, virtuellen Partition erlangen. MultiStore gibt Mandanten innerhalb einer vFiler Einheit die Sicherheit, dass ihre Daten vor Mandanten auf anderen vFiler Einheiten geschützt sind. Für unterbrechungsfreie Upgrades der Hardware, zum Ressourcenausgleich oder für ähnliche Zwecke können Sie mit MultiStore zudem virtuelle Partitionen zwischen Storage-Systemen migrieren.

MultiStore ist Bestandteil einer vollständigen, sicheren mandantenfähigen Architektur, die von NetApp, Cisco und VMware entwickelt und als Cisco Validated Design zertifiziert wurde. VMware vCloud Director nutzt die gleichen in diesem Design festgelegten VMware vShield Technologien.

Innerhalb von vSphere werden vCloud Ressourcen in vCloud Director Resource Groups partitioniert, um den Provider vDCs Ressourcen bereitzustellen. Ein separates vCloud Director Management Cluster wird in einem dafür vorgesehenen Cluster aus ESX/ESXi-Hosts erstellt. Die Trennung von Mandanten- und Provider-Ressourcen sorgt für mehr Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie für die unabhängige Skalierbarkeit von Mandanten- und Management-Ressourcen. Zudem lassen sich Fehler besser isolieren und beheben. Das Management Cluster umfasst wichtige Management-VMs wie:

• VMware vCenter Server
• VMware vCenter SQL Server
• VMware vCenter Chargeback Server
• VMware vCenter Chargeback SQL Server
• VMware vShield Manager
• zwei oder mehr vCloud Director Servers (Cells)
• Oracle Database für vCloud Director
• NetApp Operations Manager
• NetApp SANScreen
• AD/DNS Server

Abbildung 2) VMware vSphere Ressourcen werden Provider vDCs direkt zugeordnet. Das vCloud Director Management Cluster wird zum Zwecke der Isolation und verbesserten Sicherheit auf separaten Servern und einer separaten vFiler Einheit gehostet.

Durch Erstellung von Ressourcen-Pools mit verschiedenen Funktionen – beispielsweise hohe, normale oder niedrige Speicher- und CPU-Anteile – können verschiedene Servicekategorien wie Gold, Silber und Bronze festgelegt werden (vgl. Abbildung 2).

VMware unterstützt außerdem die Erstellung von vApps in vCloud Director Umgebungen. Mit vApps können komplexe Multi-Ebenen-Anwendungen mit Hilfe des standardisierten Open Virtualization Format (OVF), das auch operationale Richtlinien und Service-Level enthält, eingekapselt werden.

vApps können mehrere VMs umfassen. Innerhalb einer vApp können Sie Startsequenzen anpassen, die Ressourcenzuweisung steuern und je nach Bedarf der Anwendung weitere persönliche Einstellungen vornehmen. Die Einkapselung in einer vApp garantiert stets die korrekte Reihenfolge, die Verfügbarkeit der entsprechenden Ressourcen usw.

Ein weiterer Vorteil von vApps besteht in der Möglichkeit, Anwendungen zwischen Clouds über die vCloud API zu übertragen. OVF bewahrt die Anwendungseigenschaften, die Netzwerkkonfiguration und weitere Einstellungen.

Auf der Netzwerkebene sorgt vCloud Director für die automatische Bereitstellung von VLANs für Org vDCs. VMware vShield ist inbegriffen und bietet Netzwerksicherheitsservices, einschließlich Netzwerkadressübersetzung und Firewall-Funktionen. Zur Abschirmung der Netzwerkperipherie wird eine Instanz des vShield Manager je vCenter Server bereitgestellt. Zudem installiert vCloud Director automatisch vShield Edge auf ESX Hosts.

Zu guter Letzt spielt in verbundenen VMware NetApp Umgebungen noch der VMware vCenter Orchestrator eine wichtige Rolle. Der Orchestrator ist ein Plug-in für vCenter zur Automatisierung manueller Aufgaben. Die Fähigkeit zur Automatisierung und Wiederverwendung von Aufgaben ist unerlässlich für eine erfolgreiche Cloud-Bereitstellung. Eine vordefinierte Workflow-Bibliothek erleichtert den Einstieg.

NetApp Integration mit vCloud Director

NetApp Integrationspläne für vCloud Director beinhalten Erweiterungen zur Steigerung der betrieblichen Effizienz und zur mandantenfähigen Datensicherung, damit Endanwender und Administratoren die Vorteile einer Shared Storage-Infrastruktur von NetApp voll ausschöpfen können.

Die folgenden Abschnitte widmen sich besonders der künftigen Integration von NetApp, VMware vCenter Orchestrator, VMware vSphere und VMware vCloud Director.

Automatische Bereitstellung von vSphere Ressourcen und virtuellen Datacentern in vCloud Director

Cloud-Anwender benötigen verschiedene Service Level für Computing und Storage. In einer Cloud-Umgebung muss Storage definierte Servicekategorien bieten können und so einfach wie vSphere Ressourcen bereitstellbar sein.

Durch die Integration mit dem Storage Service Catalog des NetApp Provisioning Manager können vCloud Director Administratoren Storage über eine einzige Konsole bereitstellen.

Bei der herkömmlichen Storage-Bereitstellung mussten Anwender manuell eine Auswahl aus einer gewissen Anzahl an Storage-Optionen treffen und für jede neu implementierte Anwendung erneut Datensicherungs- und Replizierungsrichtlinien festlegen. Mit dem NetApp Storage Service Catalog werden Standardauswahlen vordefiniert und der gesamte Vorgang wird rationalisiert, indem Sie die Auswahl an physischen Storage-Systemen, Festplattentypen, Storage-Effizienz-Funktionen, Backups, Remote-Replizierung und weiteren Funktionen in einem Portfolio aus Service-Angeboten einkapseln.

Die Integration zwischen dem NetApp Storage Service Catalog, VMware vCenter Orchestrator und vCloud Director sorgt für die automatisierte Bereitstellung von Infrastrukturressourcen und virtuellen Datacentern innerhalb von vCloud.

Abbildung 3) Diese Demo zeigt die automatisierte Bereitstellung eines Provider vDC basierend auf der Integration von vCloud Director, dem NetApp Storage Service Catalog und vCenter Orchestrator. (Laufzeit: 11 Minuten)

Bereitstellung von VMs mit hoher Storage-Effizienz

In einer herkömmlichen Storage-Umgebung verfügen Sie über eine komplette Kopie jeder VM auf Festplatte, und jedes Abbild einer aktiven VM wird in einem Storage Cache zum schnelleren Einlesen zwischengespeichert. Im Ergebnis werden die Ressourcen des Storage-Systems ineffizient genutzt, zu Lasten der Storage-Leistung und der Storage-Kosten. NetApp kann diese Duplizierung nicht nur auf der Festplatte, sondern auch im Cache-Speicher durch Cache-Optimierung beseitigen.

Die Verwendung von NetApp Flash Cache in virtuellen Umgebungen steigert die Leistung zusätzlich, sodass Sie eine große Zahl an leistungsstarken Virtual Machines effizient unterstützen können.

Die Bereitstellung für eine VMware Cloud kann auf Ebene des Endanwenders oder des Cloud-Administrators erfolgen. Der Anwendungsfall der folgenden Vorführung zeigt, wie ein Cloud-Administrator hunderte VMs in Minutenschnelle bereitstellen kann. Die NetApp Integration mit vCenter Orchestrator automatisiert den Workflow, sodass platzsparende vSphere VMs mittels NetApp FlexClone bereitgestellt und automatisch in Org vDCs in vCloud Director importiert werden.

Abbildung 4) Diese Demo illustriert die schnelle, platzsparende VM-Bereitstellung für vCloud Director über NetApp FlexClone mit dem VMware vCenter Orchestrator. (Laufzeit: 8 Minuten)

vCloud Backup und Restore

Beim Cloud Computing wächst der Druck auf Backup- und Recovery-Technologien. Anwender erwarten:

• Auslagerung für überlastete Server
• verbesserte Leistung/kürzere Backup­Fenster
• granulares Backup und Recovery
• niedrigere Storage-Anforderungen
• zentralisiertes Management
• niedrige Kosten

Mit SnapCreator können die Vorteile von NetApp Snapshot Kopien in einer vCloud Director Umgebung ausgenutzt werden. SnapCreator lässt sich nahtlos in vCloud Director, vSphere und NetApp Storage integrieren. Unter Verwendung der vCloud APIs erstellt SnapCreator eine umfassende Zuordnung, die sich vom vCloud Director über vSphere bis zu den individuellen Volumes erstreckt, auf denen die entsprechenden VMs liegen. Das zentralisierte Management und Scheduling wird ohne Agents innerhalb der VMs möglich.

Abbildung 5) Diese Demo zeigt, wie NetApp SnapCreator vCloud-fähige Backups erstellt. (Laufzeit: 6 ½ Minuten)

Schlussfolgerung

Wenn Sie mit dem Gedanken spielen, eine Cloud zu implementieren, aber nicht so recht wissen, wie Sie am besten damit anfangen, dann ist VMware vCloud Director möglicherweise genau das Richtige für Sie. Er biete ein Self-Service-Portal, sodass Client-Unternehmen Infrastrukturen mit minimalem Aufwand bereitstellen und managen können, während Sie gleichzeitig die nötigen Sicherheits- und Management-Funktionen für ihre Cloud-Implementierung erhalten.

Durch die Integration mit noch in der Entwicklung befindlichen NetApp Storage-Technologien können Cloud-Anwender auf den NetApp Storage Service Catalog zugreifen und diesen sowie weitere NetApp Funktionen zur vereinfachten Storage-Bereitstellung, zur schnellen, platzsparenden VM-Bereitstellung und zur integrierten Datensicherung nutzen.

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Abhinav Joshi Reference Architect for Server and Desktop Virtualization NetApp Als Abhinav 2008 zu NetApp kam, brachte er über neun Jahre Erfahrung in der Datacenter-Konsolidierung und -Virtualisierung mit. Sein derzeitiger Aufgabenbereich umfasst die Entwicklung skalierbarer Referenzarchitekturen und die Aufstellung von Best Practices für die sichere Integration der virtualisierten Storage- und Datensicherungslösungen von NetApp in die Virtualisierungstechnologien von VMware sowie in das Cisco Unified Computing System und Netzwerktechnologien, um Kundenprobleme zu lösen und Kosten zu sparen. Seit er bei NetApp ist, ist Abhinav aktiv als Autor tätig.

Wen Yu Senior Infrastructure Technologist VMware Wen ist seit über fünf Jahren für VMware tätig. Er arbeitet engagiert daran, die Akzeptanz von Virtualisierungsprodukten für unterbrechungsfreie Verfügbarkeit, Disaster Recovery und Desktops zu steigern. Derzeit ist er Mitglied des Infrastructure Alliance Technology Teams.