Technische Übersicht

Citrix Hypervisor ist eine branchenführende Open-Source-Plattform für kostengünstige Desktop-, Server- und Cloud-Virtualisierungsinfrastrukturen. Mit Citrix Hypervisor können Unternehmen jeder Größe oder Art Rechenressourcen konsolidieren und in virtuelle Workloads für die heutigen Rechenzentrumsanforderungen umwandeln. Mittlerweile stellt sie einen nahtlosen Weg für das Verschieben von Arbeitslasten in die Cloud sicher.

Die wichtigsten Funktionen von Citrix Hypervisor sind:

  • Konsolidierung mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einem physischen Server
  • Reduzierung der Anzahl separater Disk-Images, die verwaltet werden sollen
  • Einfache Integration in vorhandene Netzwerk- und Speicherinfrastrukturen
  • Ermöglichen Sie die Planung der Null-Ausfallzeitwartung durch Live-Migration von VMs zwischen Citrix Hypervisor Hosts
  • Sicherstellen der Verfügbarkeit von VMs durch Verwendung hoher Verfügbarkeit zum Konfigurieren von Richtlinien, die VMs auf einem anderen Server neu starten, falls eine fehlschlägt
  • Erhöhte Portabilität von VM-Images, da ein VM-Image auf einer Reihe von Bereitstellungsinfrastrukturen funktioniert

Virtualisierung und Hypervisor

Virtualisierung, oder genauer, Hardwarevirtualisierung, ist eine Methode zum Ausführen mehrerer unabhängiger VMs auf einem einzigen physischen Computer. Die auf diesen virtuellen Maschinen ausgeführte Software ist von den zugrunde liegenden Hardwareressourcen getrennt. Dies ist eine Möglichkeit, die physischen Ressourcen, die auf modernen leistungsstarken Servern verfügbar sind, vollständig zu nutzen, wodurch die Gesamtbetriebskosten (TCO) für Serverbereitstellungen gesenkt werden.

Ein Hypervisor ist die grundlegende Abstraktionsschicht der Software. Der Hypervisor führt Low-Level-Aufgaben wie die CPU-Planung durch und ist für die Speicherisolation für residierende VMs verantwortlich. Der Hypervisor abstrahiert die Hardware für die VMs. Der Hypervisor hat keine Kenntnisse über Netzwerke, externe Speichergeräte, Video usw.

Schlüsselkomponenten

In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die Funktionsweise von Citrix Hypervisor. In der folgenden Abbildung finden Sie die wichtigsten Komponenten von Citrix Hypervisor:

Architektur und Komponenten

Hardware

Die Hardwareschicht enthält die physischen Serverkomponenten wie CPU, Arbeitsspeicher, Netzwerk und Festplattenlaufwerke.

Sie benötigen ein Intel VT- oder AMD-V 64-Bit-x86-basiertes System mit mindestens einem CPUs, um alle unterstützten Gastbetriebssysteme auszuführen. Weitere Informationen zu Citrix Hypervisor Host-Systemanforderungen finden Sie unter Systemanforderungen.Eine vollständige Liste der zertifizierten Hardware und Systeme von Citrix Hypervisor finden Sie in derHardwarekompatibilitätsliste(HCL).

Xen Hypervisor

Der Xen Project Hypervisor ist ein Open-Source-Hypervisor Typ 1 oder Bare-Metal-Hypervisor. Es ermöglicht, dass viele Instanzen eines Betriebssystems oder verschiedener Betriebssysteme parallel auf einem einzigen Computer (oder Host) ausgeführt werden. Xen Hypervisor wird als Grundlage für viele verschiedene kommerzielle und Open-Source-Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel: Servervirtualisierung, Infrastructure as a Service (IaaS), Desktop-Virtualisierung, Sicherheitsanwendungen, Embedded und Hardware-Appliances.

Citrix Hypervisor basiert auf dem Xen Project-Hypervisor mit zusätzlichen Funktionen und Unterstützung von Citrix. Citrix Hypervisor 8.0 verwendet Version 4.11 des Xen Hypervisors.

Steuerdomäne

Die Steuerdomäne, auch Domäne 0 oder dom0 genannt, ist eine sichere, privilegierte Linux-VM, auf der der Citrix Hypervisor Verwaltungstoolstack namens XAPI ausgeführt wird. Diese Linux-VM basiert auf einer CentOS 7.5-Distribution. Neben der Bereitstellung von Citrix Hypervisor Verwaltungsfunktionen führt dom0 auch die physischen Gerätetreiber für Netzwerke, Speicher usw. aus. Die Steuerdomäne kann mit dem Hypervisor sprechen, um ihn anzuweisen, Gast-VMs zu starten oder zu stoppen.

Werkzeugstapel

Der Toolstackoder XAPI ist der Software-Stack, der VM-Lebenszyklusvorgänge, Host- und VM-Netzwerke, VM-Speicher und Benutzerauthentifizierung steuert. Es ermöglicht auch die Verwaltung von Citrix Hypervisor Ressourcenpools. XAPI stellt die öffentlich dokumentierte Verwaltungs-API bereit, die von allen Tools zur Verwaltung von VMs und Ressourcenpools verwendet wird. Weitere Informationen finden Sie unter https://developer-docs.citrix.com.

Gastdomäne (VMs)

Gastdomänen sind vom Benutzer erstellte virtuelle Maschinen, die Ressourcen von dom0 anfordern. Die Gastdomäne in Citrix Hypervisor unterstützt vollständige Virtualisierung (HVM), Paravirtualisierung (PV) und PV auf HVM. Eine detaillierte Liste der unterstützten Distributionen finden Sie unterUnterstützte Gäste, virtuelle Arbeitsspeicher und Datenträgergrößenbeschränkungen.

Vollständige Virtualisierung

Die vollständige Virtualisierung oder hardwaregestützte Virtualisierung nutzt Virtualisierungserweiterungen von der Host-CPU, um Gäste zu virtualisieren. Vollständig virtualisierte Gäste benötigen keine Kernelunterstützung. Der Gast wird als Hardware-Virtual Machine (HVM) bezeichnet. HVM erfordert Intel VT- oder AMD-V-Hardware-Erweiterungen für Arbeitsspeicher und privilegierte Vorgänge. Citrix Hypervisor verwendet Quick Emulator (QEMU), um PC-Hardware zu emulieren, einschließlich BIOS, IDE-Festplattencontroller, VGA-Grafikadapter, USB-Controller, Netzwerkadapter usw. Um die Leistung hardwaresensitiver Vorgänge wie Festplatten- oder Netzwerkzugriff zu verbessern, werden HVM-Gäste mit den Citrix Hypervisor Tools installiert. Weitere Informationen finden Sie unter PV auf HVM.

HVM wird häufig verwendet, wenn ein Betriebssystem wie Microsoft Windows virtualisiert wird, wo es unmöglich ist, den Kernal zu ändern, um es virtualisierungsbewusst zu machen.

Paravirtualisierung (PV)

Paravirtualisierung ist eine effiziente und leichte Virtualisierungstechnik, die ursprünglich vom Xen Projekt eingeführt und später von anderen Virtualisierungsplattformen übernommen wurde. PV erfordert keine Virtualisierungserweiterungen von der Host-CPU. PV-Gäste benötigen jedoch einen PV-fähigen Kernel und PV-Treiber, so dass die Gäste den Hypervisor kennen und ohne virtuelle emulierte Hardware effizient arbeiten können. PV-fähige Kernel existieren für Linux, NetBSD, FreeBSD und Open Solaris. Eine Liste der unterstützten Verteilungen im PV-Modus finden Sie unterPV-Linux-Distributionen.

Für einen PV-Gast leitet Xen Hypervisor die E/A-Vorgangsanforderungen an die Steuerdomäne weiter. Der Gast kennt den Hypervisor und sendet privilegierte Anweisungen an den Hypervisor.

PV auf HVM

PV on HVM ist eine Mischung aus Paravirtualisierung und vollständiger Hardware-Virtualisierung. Das primäre Ziel ist es, die Leistung der HVM-Gäste durch die Verwendung speziell optimierter paravirtualisierter Treiber zu steigern. In diesem Modus können Sie die Vorteile der x86-Virtual-Container-Technologien in neueren Prozessoren nutzen, um die Leistung zu verbessern. Netzwerk- und Speicherzugriff von diesen Gästen wird immer noch im PV-Modus betrieben, wobei Treiber verwendet werden, die zu den Kerneln bauen.

Windows und einige Linux-Distributionen sind im PV-Modus auf HVM-Modus in Citrix Hypervisor verfügbar. Eine Liste der unterstützten Linux-Distributionen mit PV auf HVM finden Sie unterHVM-Linux-Distributionen.

Citrix VM-Tools

Citrix VM-Tools oder Gästetools bieten leistungsstarke E/A-Dienste ohne den Aufwand herkömmlicher Geräteemulation. Citrix VM-Tools bestehen aus E/A-Treibern (auch als paravirtualisierte Treiber oder PV-Treiber bezeichnet) und dem Management Agent.

Die E/A-Treiber enthalten Front-End-Speicher- und Netzwerktreiber sowie Low-Level-Verwaltungsschnittstellen. Diese Treiber ersetzen die emulierten Geräte und bieten einen Hochgeschwindigkeitstransport zwischen VMs und der Citrix Hypervisor Produktfamilie.

Der Management Agent, auch als Gast-Agent bezeichnet, ist für Verwaltungsfunktionen der virtuellen Maschine auf hoher Ebene verantwortlich. Es bietet vollständige Funktionalität für XenCenter (für Windows VMs), einschließlich stillgezogene Snapshots.

Hinweise:

  • Citrix VM Tools müssen auf jeder Windows VM installiert sein, damit die VM über eine vollständig unterstützte Konfiguration verfügt. Eine VM funktioniert ohne die Citrix VM-Tools, aber die Leistung wird erheblich beeinträchtigt, wenn die E/A-Treiber (PV-Treiber) nicht installiert sind.
  • Bei Windows VMs werden Citrix VM-Tools als Windows Gasttools bezeichnet, zu denen Windows-PV-Treiber und der Verwaltungs-Agent gehören.
  • Für Linux-VMs sind PV-Treiber bereits im Xen Kernel enthalten.

Weitere Informationen finden Sie unter Citrix VM-Tools.

Schlüsselkonzepte

Ressourcenpool

Mit Citrix Hypervisor können Sie mehrere Server und den verbundenen gemeinsam genutzten Speicher als eine Einheit mithilfe von Ressourcenpools verwalten. Mit Ressourcenpools können Sie virtuelle Maschinen auf verschiedenen Citrix Hypervisor Hosts verschieben und ausführen. Außerdem können alle Server ein gemeinsames Framework für Netzwerk und Speicher gemeinsam nutzen. Ein Pool kann bis zu 64 Server enthalten, auf denen dieselbe Version der Citrix Hypervisor or-Software auf derselben Patch-Ebene und mit allgemein kompatibler Hardware ausgeführt wird. Weitere Informationen finden Sie unter Hosts und Ressourcenpools.

Überblick über den Ressourcenpool

Citrix Hypervisor Ressourcenpool verwendet eine Master-/Slave-Architektur, die von XAPI implementiert wird. XAPI-Aufrufe werden vom Poolmaster an Pool-Mitglieder weitergeleitet. Pool-Mitglieder machen DB-RPCs gegen den Poolmaster. Der Master-Host ist für die Koordination und Sperre von Ressourcen innerhalb des Pools verantwortlich und verarbeitet alle Steuerungsvorgänge. Mitgliedshosts sprechen mit dem Master über HTTP und XMLRPC, aber sie können miteinander kommunizieren (über denselben Kanal) zu:

  • Übertragen von VM-Speicherabbildern (VM-Migration)
  • Spiegelnde Festplatten (Speichermigration)

Speicher-Repository

Citrix Hypervisor or-Speicherziele werden als Speicher-Repositories (SRs) bezeichnet. In einem Speicher-Repository werden Virtual Disk Images (VDIs) gespeichert, die den Inhalt eines virtuellen Laufwerks enthalten. SRs sind flexibel und bieten integrierte Unterstützung für IDE-, SATA-, SCSI- und SAS-Laufwerke, die lokal verbunden sind und iSCSI-, NFS-, SAS- und Fibre-Channel remote verbunden sind. Die SR- und VDI-Abstraktionen ermöglichen erweiterte Speicherfunktionen wie Thin Provisioning, VDI-Snapshots und schnelles Clonen auf Speicherzielen, die sie unterstützen, verfügbar gemacht werden.

Speicher-Repository — Überblick

Jeder Citrix Hypervisor Host kann mehrere SRs und verschiedene SR-Typen gleichzeitig verwenden. Diese SRs können zwischen Hosts geteilt oder für bestimmte Hosts dediziert werden. Gemeinsamer Speicher wird zwischen mehreren Hosts innerhalb eines definierten Ressourcenpools gepoolt. Ein gemeinsam genutzter SR muss für jeden Host im Pool auf das Netzwerk zugegriffen werden. Alle Hosts in einem einzelnen Ressourcenpool müssen über mindestens eine gemeinsam genutzte SR verfügen. Gemeinsamer Speicher kann nicht zwischen mehreren Pools freigegeben werden.

Weitere Hinweise zum Arbeiten mit SRs finden Sie unterKonfigurieren des Speichers.

Vernetzung

Auf Architekturebene gibt es drei Arten von serverseitigen Softwareobjekten, die Netzwerkentitäten darstellen. Diese Objekte sind:

  • Ein PIF, bei dem es sich um ein Softwareobjekt handelt, das in dom0 verwendet wird und eine physische Netzwerkkarte auf einem Host darstellt. PIF-Objekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID, die Parameter der Netzwerkkarte, die sie darstellen, sowie das Netzwerk und den Server, mit dem sie verbunden sind.
  • Ein VIF, bei dem es sich um ein Softwareobjekt handelt, das in dom0 verwendet wird und eine virtuelle Netzwerkkarte auf einer virtuellen Maschine darstellt. VIF-Objekte haben einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID sowie das Netzwerk und die VM, mit der sie verbunden sind.
  • Ein Netzwerk, bei dem es sich um einen virtuellen Ethernet-Switch auf einem Host handelt, der zum Weiterleiten des Netzwerkdatenverkehrs auf einem Netzwerkhost verwendet wird. Netzwerkobjekte verfügen über einen Namen und eine Beschreibung, eine UUID und die Sammlung von VIFs und PIFs, die mit ihnen verbunden sind.

Netzwerkübersicht

Citrix Hypervisor Verwaltungs-APIs ermöglichen folgende Vorgänge:

  • Konfiguration von Netzwerkoptionen
  • Kontrolle über die Netzwerkkarte, die für Verwaltungsvorgänge verwendet werden soll
  • Erstellung von erweiterten Netzwerkfunktionen wie Virtual Local Area Networks (VLANs) und NIC-Anleihen

Weitere Informationen zum Verwalten von Netzwerken auf XenServer finden Sie unterVernetzung.

Ähnliche Add-ons und Anwendungen

Während Xen Hypervisor auf der Kernebene arbeitet, stehen Citrix Hypervisor spezifische Add-Ons für hypervisor-agnostische Anwendungen und Dienste zur Verfügung, um die Virtualisierung zu vervollständigen.

Übersicht über Addons und Anwendungen

  • XenCenter

    Ein Windows-GUI-Client für die VM-Verwaltung, basierend auf der Management-API implementiert. XenCenter bietet eine umfassende Benutzererfahrung, um mehrere Citrix Hypervisor Hosts, Ressourcenpools und die gesamte damit verbundene virtuelle Infrastruktur zu verwalten.

  • Arbeitslastausgleich (WLB)

    Eine Appliance, die Ihren Pool ausgleicht, indem virtuelle Maschinen auf die bestmöglichen Server für ihre Arbeitslast in einem Ressourcenpool verlagert werden. Weitere Informationen finden Sie unter Workload Balancing (/de-de/citrix-hypervisor/vswitch-controller.html).

  • Distributed Virtual Switch Controller (DVSC)

    Eine Debian-basierte Appliance, die zum Erstellen von Open Flow-Regeln verwendet wird, die XAPI-fähig sind. Die Implementierung besteht aus folgenden Komponenten:

    • Ein virtualisierungsorientierter Switch (der vSwitch), der auf jedem Citrix Hypervisor und dem vSwitch Controller ausgeführt wird.

    • Ein zentralisierter Server, der das Verhalten jedes einzelnen vSwitches verwaltet und koordiniert, um das Erscheinungsbild eines einzelnen vSwitches bereitzustellen.

    Weitere Informationen finden Sie unter vSwitch und Controller.

  • Citrix Lizenzserver

    Eine Linux-basierte Appliance, die XenCenter kontaktiert, um eine Lizenz für den angegebenen Server anzufordern.

  • Citrix Hypervisor Conversion Manager (XCM)

    Eine virtuelle Appliance mit einer Konsole, die es Benutzern ermöglicht, vorhandene virtuelle VMware Maschinen in virtuelle Citrix Hypervisor Maschinen mit vergleichbarer Netzwerk- und Speicherkonnektivität zu konvertieren. Weitere Informationen finden Sie unter Konvertierungs-Manager.

  • Ergänzungspaket für gemessene Stiefel

    Ein ergänzendes Paket, mit dem Kunden wichtige Komponenten ihrer Citrix Hypervisor Hosts beim Booten messen können, und APIs bereitgestellt werden, mit denen Remote-Bescheinigungslösungen diese Messungen sicher erfassen können. Weitere Informationen finden Sie unterErgänzungspaket für gemessene Stiefel.

  • Citrix Provisioning

    Bereitstellungsdienste, die den PXE-Start von allgemeinen Images unterstützen. Wird häufig mit Citrix Virtual Desktops und Citrix Virtual Apps verwendet. Weitere Informationen finden Sie unter Provisioning.

  • Citrix Virtual Desktops

    Ein VDI-Produkt (Virtual Desktop Infrastructure), das auf Windows Desktops spezialisiert ist. Citrix Virtual Desktops verwenden XAPI, um Citrix Hypervisor in einer Konfiguration mit mehreren Host-Pools zu verwalten. Weitere Informationen finden Sie unter Citrix Virtual Apps and Desktops.

  • OpenStack/CloudStack

    Open-Source-Software für den Aufbau öffentlicher und privater Clouds. Verwendet die Verwaltungs-API zur Steuerung von XenServer. Weitere Informationen finden Sie unterhttps://www.openstack.org/ undhttps://cloudstack.apache.org/