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Für seine IPA (Individuelle Praktische Arbeit) zum Lehrabschluss als Informatiker EFZ erstellte Lukas Grimm Proof of Concept zum Thema hochverfügbare Virtualisierungsumgebung.
Eine klassische hochverfügbare Virtualisierungsumgebung benötigt mindestens zwei Server zur Virtualisierung und eine redundant ausgelegte SAN-Infrastruktur. Die IPA von Lukas Grimm diente als Proof of Concept, dass es möglich ist, eine hochverfügbare Virtualisierungsumgebung mit nur zwei Servern aufzubauen.
Aufgabenstellung
Mittels Red Hat Enterprise Virtualization (RHEV) und Linbit Distributed Replicated Block Device (DRBD) wird eine hochverfügbare Virtualisierungsinfrastruktur inklusive Storage aufgebaut. Beim Ausfall eines physischen Servers sollen die virtuellen Systeme automatisch auf dem verbleibenden Server neu gestartet werden. Durch den Neustart des virtuellen Systems entsteht in diesem Fall ein kurzer Unterbruch. Für Wartungsarbeiten müssen die virtuellen Server ohne Unterbruch “live” migriert werden können. Dies soll anhand einer virtuellen Windows- sowie Linux-Instanz demonstriert werden. Entsprechende Testszenarien sind zu entwerfen und zu dokumentieren. Als Konfigurationswerkzeug wird Puppet eingesetzt.
(Systemübersicht über die hochverfügbare Virtualisierungsumgebung)
Durch eine Shared-Nothing Architektur sind alle Komponenten auf diesen zwei Servern komplett redundant aufgebaut. Die Server dienen als Virtualisierungsserver und stellen zugleich den Storage zur Verfügung. Realisiert wurde diese Umgebung mit DRBD und RHEV. Zur Clusterverwaltung wurde Pacemaker verwendet. Durch DRBD wird sichergestellt, dass beide Server den gleichen Datenstand haben. Pacemaker verwaltet die benötigten Dienste und stellt sicher, dass diese auf einem Server laufen. Bei einem Ausfall werden diese Dienste durch Pacemaker auf dem zweiten Server neu gestartet. RHEV bietet eine Virtualisierungsumgebung, basierend auf “Kernel Based Virtual Machine”, welche via Webinterface verwaltet werden kann.
Erkenntnisse
Diese Arbeit zeigt auf, dass mit einem solchen Setup eine äquivalente Hochverfügbarkeit erreicht wird wie bei einem klassischen Setup mit SAN. Je nach Bedürfnis können sogar weitere Konfigurationen vorgenommen werden, welche weitere Vorteile als nur die finanziellen gegenüber einer klassischen Virtualisierungsumgebung bieten können. Zusätzlich basiert diese Lösung ausschliesslich auf Open Source Produkten. Migrationen von virtuellen Maschinen mit Linux- sowie Windows-Betriebsystemen funktionieren einwandfrei. Ebenfalls werden bei der Migration des Storage von einem Server auf den anderen keine Probleme in den virtuellen Maschinen festgestellt. Lediglich bei der Migration des Managers ist dieser für kurze Zeit nicht verfügbar, da die Maschine auf dem Zielserver neu gestartet wird. Dies stellt jedoch kaum ein Problem dar, da die Umgebung auch ohne Manager weiter läuft. Mit zusätzlichen Konfigurationen, welche in dieser Arbeit nicht berücksichtigt wurden, wäre es möglich, diese Maschine auch live zu migrieren.
Anleitung und Kontakt
In folgendem PDF finden Sie eine Anleitung, wie Sie selber ein solches System nachbauen können. Viel Spass!
Haben Sie Fragen oder möchten Sie mehr wissen? Dann kontaktieren Sie Lukas Grimm per Mail.