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Netzwerk-Virtualisierung und -Optimierung im neuen MS-Server Virtuelle Switches in Windows Server 8 unter Hyper-V 3.0

| Autor / Redakteur: Thomas Joos / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Mit Windows 8 Server baut Microsoft die Möglichkeiten der Netzwerkkonfiguration von virtuellen Servern in Hyper-V deutlich aus. Administratoren können Netzwerke damit granularer und effizienter verwalten.

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Windows 8 Server bietet viele Einstellungsmöglichkeiten für eine verbesserte Netzwerkanbindung virtueller Server.
Windows 8 Server bietet viele Einstellungsmöglichkeiten für eine verbesserte Netzwerkanbindung virtueller Server.

Die generelle Bedienung der Netzwerk-Konfigurationseinstellungen ist unter Windows 8 Server zwar noch ähnlich zu Windows Server 2008 R2, bietet aber deutlich mehr Einstellungsmöglichkeiten. Ziel ist eine verbesserte Netzwerkanbindung von virtuellen Servern. Diese ist in Windows Server 2008 R2 noch nicht optimal gelöst.

Nach der Vorabversion Windows Server 8 Developer Preview, stellt Microsoft eine neue Beta-Version von Windows 8 Server zur Verfügung, die einen noch genaueren Blick zulässt.

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In der neuen Version sind weitgehend alle Funktionen enthalten, die auch die finale Version bieten wird. Virtuelle Server in Hyper-V 3.0 haben damit mehr Möglichkeiten direkt auf Netzwerkkarten in Hyper-V-Hosts zuzugreifen. Auf diesem Weg lassen sich auch netzwerklastige Server besser virtualisieren, indem Administratoren direkt physikalische Netzwerkkarten zuweisen.

Die Netzwerkbandbreite von virtuellen Servern lässt sich in der neuen Version ebenfalls steuern. Hilfreich ist zudem die Möglichkeit, Netzwerkkarten in Windows 8 Server zu Teams zusammenzufassen. Dazu sind keine besonderen Treiber notwendig, sondern die Einstellungen lassen sich direkt im Server-Manager durchführen (siehe Abbildung 1).

Virtuelle Switches verwalten

Bevor Administratoren auf einem Hyper-V-Host virtuelle Server installieren, besteht der erste Schritt in der Konfiguration der virtuellen Switches, in Hyper-V auch vSwitch genannt. Dazu steht im Hyper-V-Manager der Bereich „Manager für virtuelle Switches zur Verfügung“ (siehe Abbildung 2).

Zunächst erstellen Administratoren für die einzelnen physikalischen Netzwerkkarten im Server jeweils einen virtuellen Switch. Diese lassen sich verschiedene Arten zuweisen, wie bereits bei Windows Server 2008 R2 (siehe Abbildung 3).

Im Bereich „MAC-Adressbereich“ lässt sich der dynamische MAC-Bereich festlegen, den die virtuellen Netzwerkkarten der Server erhalten (siehe Abbildung 4). Für virtuelle Server lassen sich aber auch statische MAC-Adressen festlegen. Das ist wichtig bei einem Betrieb in einem Cluster.

Verschieben Administratoren virtuelle Server zwischen den Clusterknoten, ändern sich beim Neustart die MAC-Adressen, da jeder Knoten seinen eigenen Pool hat. Das kann Probleme mit der Windows-Aktivierung oder Netwerklastenausgleichs-Clustern gebeben.

Virtuelle Layer 2-Netzwerkswitches

Virtuelle Switches agieren als Layer 2-Netzwerkswitches und erlauben auch die Einbindung von „Network Device Interface Specification“-Filtern (NDIS) und „Windows Filtering Platform“-Treibern. Auf diese Weise lassen sich auch Plug-ins von Drittherstellern in Hyper-V einbinden, die erweiterte Netzwerk- und Sicherheitseinstellungen für virtuelle Server erlauben.

Die entsprechenden Einstellungen sind über den Menüpunkt „Erweiterungen“ für jeden einzelnen vSwitch zu finden (siehe Abbildung 5).

Hardwarebeschleunigung und Single-Root I/O Virtualization

Sind die physikalischen Netzwerkkarten des Servers jeweils einem virtuellen Switch zugeordnet, lassen sich diese den einzelnen virtuellen Servern zuweisen. Das erfolgt beim Erstellen der virtuellen Maschine oder nachträglich in den Einstellungen über den Bereich Netzwerkkarte.

Die erste Einstellung besteht in der Zuweisung des virtuellen Switches. Anschließend lassen sich Einstellungen vornehmen. Zunächst steht direkt auf der Startseite die Steuerung der Bandbreite zur Verfügung. Auf diese Weise lassen sich die Netzwerkgeschwindigkeiten von virtuellen Servern genauer steuern als noch in Windows Server 2008 R2 (siehe Abbildung 6).

Interessanter sind unterhalb der Einstellungen für die Netzwerkkarten noch die beiden Bereiche Hardwarebeschleunigung und Erweiterte Features. Bei der Hardwarebeschleunigung können Administratoren den virtuellen Servern erlauben, bestimmte Berechnungen direkt an die physikalische Netzwerkkarte weiterzugeben.

Beim Kauf der Host-Systeme sollten Unternehmen daher darauf achten, genügend Netzwerkkarten im Server zu verbauen und sicherzustellen, dass die Karten die neuen Funktionen in Hyper-V unterstützen (siehe Abbildung 7).

Im unteren Bereich lassen sich noch Berechnungen für IPSec vom Prozessor des virtuellen Servers auf die physikalische Netzwerkkarte auslagern. Das beschleunigt die Systemleistung des Servers und die Netzwerkgeschwindigkeit enorm.

Single-Root I/O Virtualization

Eine weitere Einstellung ist Single-Root I/O Virtualization. Hierbei handelt es sich ebenfalls um physikalische Funktionen von Netzwerkkarten die jetzt auch in Hyper-V zur Verfügung stehen. Netzwerkkarten die diese Funktion unterstützen stellen für virtualisierte Umgebungen implementierte I/O-Kanäle zur Verfügung, mit denen sich die Karte gegenüber virtualisierten Servern wie mehrere Netzwerkkarten verhält. SR-IOV ist vor allem bei I/O-intensiven Anwendungen interessant.

DHCP-Guard, Router-Guard und Live-Migrationen

Bei den erweiterten Features finden Administratoren die beiden neuen Einstellungen DHCP-Guard und Router-Guard. Die Einstellungen sollen verhindern, dass virtuelle Server unkontrolliert als DHCP-Server oder als Router zu agieren.

Windows Server 2008 R2 erlaubt zwar bereits die Live-Migration, aber immer nur von einem einzelnen Server. Bei der Live-Migration in einem Cluster überträgt Hyper-V den virtuellen Server mit samt Inhalt des Arbeitsspeichers auf einen anderen Knoten im Cluster. Das hat den Vorteil, dass die Server immer verfügbar sind, auch während einer Übertragung.

Windows Server 2008 R2 kann aber immer nur einen Server auf einmal übertragen, was in vielen Fällen nicht sehr effizient ist. Denn gerade in größeren Umgebungen kommen Cluster zum Einsatz. Und Cluster hosten normalerweise viele virtuelle Server. Windows 8 Server kann jetzt mehrere Live-Migrationen auf einmal durchführen. Die Einstellungen dazu finden Administratoren in den Hyper-V-Einstellungen des Hyper-V-Hosts im Bereich Live Migrations (siehe Abbildung 8).

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