Bislang war es Microsoft nicht gelungen, VMware die Führung im Markt für x86-Server-Virtualisierung streitig zu machen. Das mit fünf Jahren recht junge Produkt Hyper-V bot bislang vor allem mittelständischen Unternehmen eine gute Basis für den Einstieg in die Servervirtualisierung, konnte sich jedoch in großen und größten Installationen nicht gegen VMware behaupten. So sieht der Magic Quadrant von Gartner Hyper-V auf Platz zwei am Markt hinter VMware positioniert. Aufgrund des neuen Releases und der Integration mit Windows Server 2012 soll sich die Verfolgungsjagd aber beschleunigen. Laut Gartner bildet Microsoft nun zusammen mit VMware die Gruppe der Leader unter den Herstellern für Rechenzentrums-Virtualisierungslösungen.
Konkurrierende Ansätze
Während Microsofts Hyper-V fester Bestandteil des Windows-Betriebssystems ist und besonders anfangs vergleichsweise langen Release-Zyklen unterlag, konnte VMware als Pionier der x86-Virtualisierung mit seinem Hypervisor- und Management-Paket schon frühzeitig einen großen technologischen Vorsprung aufbauen und sichern.
Erst mit Windows Server 2012 und dem damit verbundenen Hyper-V 2012 ist es Microsoft gelungen, in vielen Bereichen mit dem großen Konkurrenten gleichzuziehen. Zu den Verbesserungen zählen unter anderem eine flexiblere Live Migration, höhere Skalierbarkeit, größere Flexibilität im Networking dank Extensible vSwitch, erweiterte Storage-Features sowie ein ganzes Paket von Neuerungen, die den Einsatz in Cloud-Umgebungen vereinfachen sollen.
Um beim Feature-Wettlauf nicht in Rückstand zu geraten, hat VMware unlängst mit Release 5.5 von vSphere gekontert und beispielsweise bei den Host-Leistungsdaten nachgelegt (Anzahl logischer Prozessoren, unterstützter Arbeitsspeicher).
vSphere und Hyper-V: verschiedene Philosophien
Die Hersteller verfolgen sehr unterschiedliche Ansätze, wenn es darum geht, welche Funktionen und Managementoptionen mit welchem Paket und zu welchen Zusatzkosten zu haben sind.
Sowohl bei Microsoft als auch bei VMware ist der Hypervisor als Basistechnik der Lösung separat und kostenlos zu haben. Während VMware den kostenlosen ESXi funktional jedoch sehr stark abspeckt und jegliche Enterprise-Features über kostenpflichtige Pakete der vSphere Familie bereitstellt, verfügt der Hyper-V 2012 über diesedie gleichenlben Leistungsdaten wie das Vollprodukt Windows Server 2012 R2 und kann zudem mit nahezu allen Enterprise-Features wie Live Migration, Storage Migration und High Availability aufwarten. Grundlegende Managementwerkzeuge wie Powershell Cmdlets sowie Hyper-V Manager sind kostenfrei, Letzterer ist aber nur für die Verwaltung einzelner Hosts gedacht. Wer die verfügbaren Funktionen jedoch auf Enterprise-Niveau einsetzen will, benötigt das kostenpflichtige System Center 2012 samt VMM.
Dementsprechend unterscheiden sich die Fähigkeiten beider Lösungen stark bezüglich der zugekauften und eingesetzten Optionen. Dies ist bei Leistungs- und Feature-Vergleichen jeder Art zu berücksichtigen.
Ambitionierte Plattformen für Cloud Computing
Neben dem Duell um Features und Leistungsdaten bewegt sich der Entwicklungstrend bei beiden Herstellern sehr deutlich in Richtung Cloud: Man richtet sich darauf ein, dass Rechenzentren in Zukunft verstärkt auf Public- und Hybrid-Cloud-Dienste setzen werden. Microsoft und VMware buhlen hier als Plattformlieferanten um Akzeptanz bei den großen Service-Providern. Aus diesem Grund wird derzeit vor allem in den Bereichen Netzwerk- und Storage-Virtualisierung sowie Cloud-Management entwickelt.
Windows Server 2012 R2, das Microsoft explizit als umfassende Plattform für die Private Cloud positioniert, erweitert daher die technische Plattform um eine Vielzahl an Cloud-orientierten Funktionen, die vor allem der Virtual Machine Manager (VMM) bietet: Automatisches Ausrollen von Hyper-V auf Bare Metal Server und Erstellung von Hyper-V Clustern, Provisionierung vom Betriebssystem bis zu physischen Servern, Nutzung der "create cloud"-Funktion im Virtual Machine Manager, um virtuelle Ressourcen, die auf Hyper-V, vSphere, und XenServer laufen, zu einer einheitlichen Private-Cloud-Umgebung zu aggregieren. Applikationseigentümer können über Self-Services die Provisionierung neuer Private-Cloud-Ressourcen anfordern und automatisieren. Vergleichbare Funktionalität bietet VMware seit Längerem mit seiner separaten vCloud-Suite.
Netzwerkvirtualisierung optimiert Cloud-Fähigkeiten
Mit dem Hyper-V Extensible Switch lassen sich private, interne und externe Netzwerke konfigurieren, die VMs mit anderen VMs, dem Host oder physikalischen Netzen verbinden. Diese Abstraktionsschicht hilft, virtuelle Workloads von internen IP-Adressen abzukoppeln, trennt Server- von Netzwerkadministration und ermöglicht die flexible Zuordnung von Workloads auf Servern. Damit einher geht die neue Mandantenfähigkeit von Hyper-V, die dafür sorgt, dass keine Konflikte mit VMs anderer Kunden auftreten, die dieselbe IP-Adresse verwenden.
Bei vSphere ist eine vergleichbare Funktionalität über den Distributed Switch in der Enterprise Plus Edition verfügbar. Dies gilt auch für diverse Security-Features wie Port Mirroring und Private Virtual LAN (PVLAN). Im Gegensatz zu Microsofts Lösung kann der Distributed Switch nicht erweitert, sondern nur durch Drittanbieterprodukte ersetzt werden. Dafür funktioniert er übergreifend, während bei Microsofts virtuellem Switch immer nur je Host eingerichtet wird. Schutz vor ARP und DHCP Spoofing ist bei VMware nur mit der vCloud Suite zu haben.
Microsoft kann hier mit dem im SCVMM (System Center 2012 Virtual Machine Manager) integrierten Netzwerkmanagement punkten, das sowohl die virtuellen als auch die physischen Netzwerke umfasst.
Microsofts Hypervisor unterstützt nun wie VMware die Single Root I/O Virtualization (SRIOV). Diese Technik, die sowohl vom BIOS als auch vom Hypervisor unterstützt werden muss, lässt ein PCI-Gerät als multiple Instanzen seiner selbst erscheinen. Beispielsweise kann eine Gigabit-Netzwerkkarte damit als 256 virtuelle NICs erscheinen, von denen jede einer VM separat als Netzwerkverbindung zugewiesen werden kann. Neben mehr Flexibilität werden mit dieser Technik vor allem höhere Durchsatzraten erreicht. Allerdings kann VMware VMs, die SRIOV verwenden, nicht live migrieren.
Disaster-Recovery-Mechanismen integriert
VMwares Site Recovery Manager (SRM), einem umfassenden Managementwerkzeug für die Replikation von VMs an entfernte Standorte für die Realisierung von Disaster-Recovery-Szenarien, hatte Microsoft bislang nichts entgegenzusetzen. Hyper-V-Anwender mussten dafür auf Werkzeuge von Drittanbietern zurückgreifen wie Veeams Backup & Replication V7 R2.
Dies hat sich jüngst geändert: Der Windows Azure Hyper-V Recovery Manager ist ein Tool, das VMs kontinuierlich mit anderen Hosts in entfernten Rechenzentren synchronisieren kann. Die Orchestrierung der VM-Synchronisierung zwischen den Standorten übernimmt dabei ein Cloud-Service auf Microsofts Azure, die Nutzdaten selbst werden nicht in die Cloud übertragen.
Der VM-Transfer erfolgt auf Basis von Snapshots und stellt geringe technische Anforderungen (kein SAN erforderlich), sodass diese Technik auch für kleinere Firmen geeignet sein kann, wenn sie sich nicht am hohen Preis von 11 Dollar pro VM und Monat stören.
Der Disaster-Recovery-Service erlaubt das Monitoring über ein Web-Interface. Über diese Oberfläche lässt sich auch die Wiederherstellung starten.
VMwares technologischer Vorsprung schmilzt
Der Fokus auf Public oder Hybrid Clouds hat zu einem technischen Wettrüsten bei der Systemskalierbarkeit in Scale-up- und Scale-out-Szenarien geführt. Dabei liefern sich beide Hypervisor ein Kopf-an-Kopf-Rennen, teilweise mit Vorteilen für Microsoft. So unterstützen die Hosts inzwischen 320 logische Prozessoren, 4 TB RAM sowie 2048 virtuelle CPUs. Der Hyper-V Host unterstützt 1024 aktive VMs, der ESXi-Hypervisor deren 512. Jeder VM können bis zu 1024 GB RAM zugewiesen werden. Ein Hyper-V-Cluster kann dabei bis zu 8000 VMs umfassen, bei vSphere sind es 4000.
Diese Zahlen zeigen, dass hier der Anspruch besteht, ganze Rechenzentrumsumgebungen in Hybrid-Cloud-Szenarien zu automatisieren. Aus diesem Grund entwickeln sich in kaum einem anderen Bereich Virtualisierungstechnologien derzeit schneller weiter als beim Thema Storage. In den Bereichen Speicherkapazität, IO-Performance und Flexibilität beim Management herrscht in den meisten Punkten Gleichstand, was gerade angesichts der bisherigen Übermacht VMwares durch sein Virtual Machine File System (VMFS) überrascht:
So unterstützt Microsofts neues virtuelles Dateiformat VHDX nun Dateien bis zu 64 TB gegenüber 62 TB bei VMware. Die neue Snapshot-Funktion erlaubt wie bei VMware das Zusammenführen der in Snapshots gespeicherten Änderungen mit einer Eltern-VM (Online Merge), ohne dass die virtuelle Maschine zu diesem Zweck heruntergefahren werden muss, wie es in der vorigen Version der Fall war.
Zu den weiteren Microsoft-Neuerungen zählt der sogenannte Offloaded Data Transfer (ODX), bei dem der Hypervisor bestimmte Aufgaben wie das Kopieren oder Verschieben von VMs an kompatible Speichersysteme übergeben kann. Diese kommunizieren dann direkt miteinander, der Host wird auf diese Weise weitgehend entlastet; zudem können enorme Geschwindigkeitszuwächse bei verschiedenen Schreiboperationen erzielt werden, zum Beispiel beim Erstellen einer virtuellen Festplatte. VMware stellt diese Technik als Storage APIs for Array Integration (VAAI) bereit. In beiden Fällen müssen die Speicherhersteller diese Funktionen explizit unterstützen.
Für Gleichstand sorgt auch die bei Hyper-V neu hinzugekommene Unterstützung für Fibre Channel in VMs mit bis zu vier virtuellen HBAs je Gast. Bisher konnten ihnen Disks nur über iSCSI direkt zugeordnet werden. VMs können zudem sowohl von SANs über iSCSI als auch via Fibre Channel booten. Beide Hypervisor unterstützen Multipath-IO.
VMware hat nach wie vor mit Storage DRS gegenüber Microsoft einen Vorsprung: Diese Technik sorgt für eine automatische VM-Platzierung, um die Rechenleistung des Server-Pools optimal auszulasten und Energie durch Herunterfahren nicht benötigter Hosts zu sparen. Der System Center Virtual Machine Manager (VMM) kann eine LUN auf dem Storage System automatisch provisionieren, während bei vSphere zunächst der Storage-Administrator eine LUN erstellen muss, bevor sie in vCenter genutzt werden kann.
Shared Storage auf Basis der Clusterd Shared Volumes (CSV) kann in Hyper-V mittels BitLocker verschlüsselt werden, während VMware selbst keine Volumes verkrypten kann, sondern zum Beispiel entsprechende Dienste des Gastbetriebssystems dafür in Anspruch nehmen muss.
Gleichstand beim Ressourcenmanagement
Der Umgang mit dem wertvollen Arbeitsspeicher ist entscheidend, um eine möglichst hohe VM-Dichte je Host zu erreichen und damit Kosten sowie Managementaufwendungen gering zu halten. Beide Wettbewerber zeigen sich hier auf der Höhe der Zeit, wenngleich mit unterschiedlichen Ansätzen - und möglicherweise gewissen Vorteilen für VMware, das für sich in Anspruch nimmt, eine höhere VM-Dichte realisieren zu können:
Memory Overcommitment, Memory Ballooning und Memory Compression gehören zum VMware Memory Management. Mit seinem Dynamic Memory System passt Microsoft die Speicherzuweisung für einzelne VMs dynamisch zwischen einem einstellbaren unteren und oberen Limit an. Smart Paging hilft, Engpässe beim Neustart virtueller Maschinen zu umgehen, indem Festspeicher als temporäre Auslagerung herangezogen wird.
Microsoft und VMware: Live Migration für alle
Virtuelle Maschinen bei Bedarf (zum Beispiel für eine Wartung) oder automatisch (für Loadbalancing) flexibel von einem Rechner zum anderen wandern zu lassen - diese als Live Migration bekannte Technik macht Servervirtualisierung erst zu einem probaten Mittel für geschäftskritische Server. VMware war mit vMotion bislang in diesem Feld der uneingeschränkte Anführer, während Microsoft hohe Anforderungen an die Infrastruktur stellte, um Ähnliches zu bewerkstelligen.
Das neue Hyper-V Release führt einfachere Alternativen ein und zieht mit vSphere gleich. Dazu gehört zum einen, dass sich dank SMB 3 File-Server unter Windows Server 2012 als Shared Storage einsetzen lassen und dafür kein SAN mehr nötig ist. Zum anderen entfällt der Zwang zum Einrichten eines Clusters, weil eine Migration von VMs auch zwischen einzelnen Hosts möglich ist.
Eine weitere Neuerung, von der primär kleine Installationen profitieren, ist die Möglichkeit, VMs komplett ohne Shared Storage zu migrieren. Diese Shared Nothing Live Migration funktioniert auf Basis von lokalen Festplatten. VMware verfügt seit vSphere 5.1 über die Option Enhanced vMotion, die die gleiche Funktionalität realisiert.
Bei der Live Migration holt Microsoft in Windows Server 2012 einiges nach, was VMware schon länger bietet. Dazu gehört die Option, mehrere VMs parallel zu migrieren. Zusätzlich lässt sich die Migration von bestimmten VMs mit einer höheren Priorität ausstatten sowie mit Kompression beschleunigen.
Das neue Hyper-V zieht mit der Einführung von Storage Live Migration auch in diesem Punkt mit VMware gleich.
Virtualisierung: Ausfallsicherheit auf allen Ebenen
Entsprechende Komponenten und Konfiguration vorausgesetzt, sorgen Hyper-V und vSphere für komplette Redundanz über alle Schichten: von der redundanten Hardwareauslegung innerhalb von Clustern in Verbindung mit Live Migration, Gäste-Clustering, IO-Redundanz mittels Loadbalancing und Multipathing auf Netzwerk- und Speicherebene über Application-/Service-Failover bis hin zur Out-of-the-Box-Disaster-Recovery-Lösung mittels VM-Replikation.
Mit FT (Fault Tolerance) sticht VMware das Microsoft-Pendant bei den HA-Features aus: Diese Technik sorgt für die Hochverfügbarkeit individueller VMs. Fällt der Host, auf der die hochverfügbare VM läuft, aus, wird sofort eine "Schatten-VM" auf einem anderen Host aktiviert. Allerdings leidet diese sinnvoll erscheinende Technik unter der drastischen Einschränkung, dass in einer solchen VM nur eine einzelne vCPU genutzt werden kann.
Beide Hypervisor-Systeme unterstützen Gäste-Cluster, wobei bei Microsoft dieser bis zu 64 Knoten haben kann, während es bei VMware nur fünf sind. Bei Microsoft können im Gegensatz zu VMware geclusterte Gäste auf andere Hosts verschoben werden und kommen in den Genuss des Dynamic Memory Managements.
Hyper-V und vSphere: Unterschiede im Management
So unterschiedlich die Produkte sind, so stark unterscheiden sich auch die Ansätze beim Management. Während bei VMware sämtliche Managementfunktionen über entsprechende zusätzliche Produkte zum Hypervisor bereitgestellt werden, sind viele Techniken wie Clustering, Live Migration, V2V, P2V und Load Balancing Teil des Windows-Server-Betriebssystems und bereits im Package enthalten.
In der Praxis hat dieser Unterschied zumeist jedoch lediglich akademischen Wert, denn VMware erleichtert den Administratoren die Arbeit dadurch, dass der vCenter-Web-Client das zentrale Tool für sämtliche Managementoperationen ist. Um in der Microsoft-Lösung sämtliche Features nutzen zu können, ist letztlich immer der Einsatz von bis zu drei Tools nötig: System Center bzw. SCVMM, Hyper-V Manager und Powershell. Ein komplett zentrales Management ist damit bislang nicht verfügbar.
Manche Unterschiede sind nicht so offensichtlich und offenbaren sich oftmals erst in der praktischen Arbeit. So sind Upgrades von Clustern bei Hyper-V deutlich aufwendiger als bei VMware. Zwar unterstützt der Cluster Migration Wizard Administratoren bei diesem Prozess; da jedoch keine Knoten mit zwei unterschiedlichen Release-Levels im selben Cluster zulässig sind, muss parallel ein neuer Cluster installiert werden, auf den dann migriert wird.
Die fehlenden Automatisierungsmöglichkeiten beim Hyper-V-Management waren bisher ein zentraler Kritikpunkt. Auch hier hat Microsoft nachgebessert: Die existierende Powershell wird seitens Hyper-V nun um gut 160 sogenannte Cmdlets ergänzt, die typische Administrationsaufgaben in wenigen Kommandos zusammenfassen und damit über einfache Scripts automatisierbar machen - eine Technik, wie sie schon lange von VMware und Citrix bekannt ist.
VMware führt bei den unterstützten Betriebssystemen - noch
Ein Hauptmerkmal der ersten Hyper-V-Generationen war der äußerst schwache Support für Nicht-Windows-Gäste, während VMware schon seit jeher mit einer umfangreichen Liste unterstützter Betriebssysteme glänzte.
Eher unbemerkt hat Microsoft sich auch dieses Themas angenommen und supportet nun offiziell mit Oracle, Red Hat Enterprise Linux 5/6, SUSE Enterprise Linux 11 SP2, OpenSUSE 12.1, CentOS 5/6 und Ubuntu 12.04 die derzeit am weitesten verbreiteten Linux-Distributionen inklusive ihrer wichtigsten Enterprise-Varianten, die zudem die Integration Services schon distributionsseitig mitliefern. Bei den Windows-Versionen geht der Support bis Windows Server 2003 bzw. XP zurück, jedoch sind die Integration Services nur in Windows 2008 und Server 2012 vorinstalliert. Mit R2 hat Microsoft zudem in den Linux Integration Services einen neuen Dateisystemtreiber eingeführt, der in der Lage ist, Snapshots von Linux-VMs im laufenden Betrieb für Backups zu erstellen. Zuvor musste dafür die VM zwangsweise pausieren.
Nichtsdestotrotz steckt VMware in diesem Kapitel Microsoft immer noch locker in die Tasche - wer ein sehr breites Spektrum an Betriebssystemen bis hin zu Mac OS und BSD virtualisieren will, ist hier an der richtigen Adresse.
Das Kostenkapitel entscheidet Microsoft für sich
Abgesehen davon, dass Microsoft erheblich mehr Features und Techniken als kostenfreie Dreingabe zum Serverbetriebssystem liefert, haben die Redmonder das durchschnittlich etwas kostengünstigere Gesamtpaket im Hinblick auf die reinen Anschaffungskosten. Jeder Preisvergleich wird allerdings enorm durch unterschiedliche Lizenzierungspraktiken sowie Pakete und Editionen erschwert.
Die Windows Server 2012 Datacenter Edition erlaubt eine unbegrenzte Anzahl von Hyper-V-VMs für zwei CPU-Sockel je Host und wird für das Management durch eine entsprechende System-Center-2012-Datacenter-Edition-Lizenz ergänzt. Bei VMware liefert vSphere Enterprise eine Lizenz für einen CPU-Sockel. Zusätzlich ist eine Lizenz für vCenter Server 5.5 für das Management erforderlich.
Bei den Anschaffungskosten schlägt zudem zu Buche, dass alle Managementoptionen in System Center 2012 inkludiert sind, während vSphere Features wie Storage DRS und Distributed Switch der Erweiterung auf Enterprise Plus bedürfen. Wo Microsoft System Center 2012 auch das Public Cloud Management umfasst, bedarf es bei VMware der vCloud Suite.
Für den Einsatz einer Virtual Desktop Infrastructure (VDI) entstehen bei Microsoft keine weiteren Kosten, da für das Virtualisieren von Servern wie Clients dieselben Management-Tools verwendet werden.
Fazit
Mit dem jüngsten Release ist Hyper-V eine echte Alternative für die Virtualisierung von Windows-Systemen - seien es Server oder Desktops. Mit den Erweiterungen und Verbesserungen vor allem in den Bereichen Skalierung, Storage- und Netzwerkunterstützung sowie beim Management holt Microsoft auf und empfiehlt sich nun auch für größere und komplexere Virtualisierungsvorhaben und Cloud-Projekte. Der Gleichstand mit VMware in Sachen Leistungsfähigkeit dürfte viele IT-Verantwortliche bei künftigen Virtualisierungsvorhaben ins Grübeln bringen.
Gartner bescheinigt VMware immer noch einen technischen Vorsprung vor der Konkurrenz, vor allem beim zentralisierten Management. Die größte Herausforderung für Microsoft besteht aufgrund der gelungenen Aufholjagd nicht mehr primär auf technologischer Ebene, sondern darin, dass VMware in fast allen großen Firmen präsent ist und diese selten die Plattform wechseln. So findet sich Hyper-V bislang bei Enterprise-Kunden derzeit vor allem in Nischen, beispielsweise in Zweigstellen. Es darf allerdings damit gerechnet werden, dass Microsoft gerade in Unternehmen, die noch keine vollständige Virtualisierung etabliert haben, stark an Boden gewinnt. Der anbrechende Kampf um die Service-Provider im riesigen Cloud-Markt der Zukunft dürfte die Karten ohnehin völlig neu mischen. (wh)
Pro Hyper-V
-
Integration mit Windows-Server-Plattform
-
Leistungsfähige Technik
-
Umfassende Managementoptionen inklusive physischer sowie Cloud-Infrastrukturen
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Preisvorteile
Contra Hyper-V
-
Unvollständige Zentralisierung beim Management
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Lange Innovations-/Release-Zyklen
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Anbieter-Ökosystem nicht so umfassend wie bei VMware
Pro vSphere
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Sehr stabile, ausgereifte Virtualisierungsplattform
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Sehr umfassender Support für verschiedenste Betriebssysteme
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Kompletter Management-Stack
Contra vSphere
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Im Vergleich teuer