Technische Übersicht

Citrix Hypervisor ist eine branchenführende Open-Source-Plattform für kostengünstige Desktop-, Server- und Cloud-Virtualisierungsinfrastrukturen. Citrix Hypervisor ermöglicht Unternehmen jeder Größe oder Art, Rechenressourcen zu konsolidieren und in virtuelle Arbeitslasten für die heutigen Anforderungen an Rechenzentren umzuwandeln. Mittlerweile stellt sie einen nahtlosen Weg für die Verschiebung von Workloads in die Cloud sicher.

Die wichtigsten Funktionen von Citrix Hypervisor sind:

  • Konsolidieren mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einem physischen Server
  • Reduzierung der Anzahl separater Festplatten-Images, die verwaltet werden sollen
  • Einfache Integration in bestehende Netzwerk- und Speicherinfrastrukturen
  • Ermöglicht die Planung der Wartung ohne Ausfallzeiten durch Live-Migration von VMs zwischen Citrix Hypervisor Hosts
  • Sicherstellung der Verfügbarkeit von VMs durch Verwendung von Hochverfügbarkeit zum Konfigurieren von Richtlinien, die VMs auf einem anderen Server neu starten, falls ein Fehler auftritt
  • Erhöhte Portabilität von VM-Images, da ein VM-Image auf einer Reihe von Bereitstellungsinfrastrukturen funktioniert

Virtualisierung und Hypervisor

Virtualisierung ist eine Methode, um mehrere unabhängige VMs auf einem einzigen physischen Computer auszuführen. Software, die auf diesen virtuellen Maschinen ausgeführt wird, wird von den zugrunde liegenden Hardwareressourcen getrennt. Es ist eine Möglichkeit, die physischen Ressourcen, die in modernen leistungsstarken Servern verfügbar sind, voll auszunutzen, wodurch die Gesamtbetriebskosten (TCO) für Serverbereitstellungen gesenkt werden.

Ein Hypervisor ist die grundlegende Abstraktionsschicht von Software. Der Hypervisor führt Aufgaben auf niedriger Ebene aus, wie z. B. die CPU-Planung und ist für die Speicherisolation für residente VMs verantwortlich. Der Hypervisor abstrahiert die Hardware für die VMs. Der Hypervisor hat keine Kenntnis von Netzwerken, externen Speichergeräten, Videos und so weiter.

Hauptkomponenten

In diesem Abschnitt erhalten Sie ein umfassendes Verständnis der 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 Laufwerke.

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 den Systemanforderungen des Citrix Hypervisor Hosts finden Sie unter Systemanforderungen. Eine vollständige Liste der von Citrix Hypervisor zertifizierten Hardware und Systeme finden Sie in der Hardwarekompatibilitätsliste (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 einzelnen Computer (oder Host) ausgeführt werden können. Xen Hypervisor wird als Grundlage für viele verschiedene kommerzielle und Open-Source-Anwendungen verwendet, wie z. B. Servervirtualisierung, Infrastructure as a Service (IaaS), Desktop-Virtualisierung, Sicherheitsanwendungen, eingebettete und Hardware-Appliances.

Citrix Hypervisor basiert auf dem Xen Project-Hypervisor und bietet zusätzliche Funktionen und Unterstützung, die von Citrix bereitgestellt werden. Citrix Hypervisor 8.2 verwendet Version 4.13 des Xen Hypervisor.

Domäne steuern

Die Kontrolldomäne, auch Domäne 0 oder dom0 genannt, ist eine sichere, privilegierte Linux-VM, auf der der Citrix Hypervisor Verwaltungstoolstack 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 kommunizieren, um ihn anzuweisen, Gast-VMs zu starten oder zu stoppen.

Toolstack

Der Toolstackoder XAPI ist der Software-Stack, der VM-Lebenszyklusoperationen, Host- und VM-Netzwerke, VM-Speicher und Benutzerauthentifizierung steuert. Es ermöglicht auch die Verwaltung von Citrix Hypervisor Ressourcenpools. XAPI stellt die öffentlich dokumentierte Management-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. Eine detaillierte Liste der unterstützten Distributionen finden Sie unter Beschränkungen für unterstützte Gäste, virtueller Speicher und Festplattengröße.

Vollständige Virtualisierung

Vollständige Virtualisierung oder hardwaregestützte Virtualisierung verwendet 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-Hardwareerweiterungen 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 von hardwaresensitiven Vorgängen wie Datenträger- 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 Kernel zu modifizieren, um ihn auf die Virtualisierung aufmerksam zu machen.

PV auf HVM

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

Windows- und Linux-Distributionen sind in PV im HVM-Modus in Citrix Hypervisor verfügbar. Eine Liste der unterstützten Distributionen, die PV auf HVM verwenden, finden Sie unter Unterstützung für Gastbetriebssysteme.

Citrix VM-Tools

Citrix VM-Tools bieten leistungsstarke E/A-Dienste ohne den Aufwand herkömmlicher Geräteemulation.

  • Citrix VM Tools für Windows 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 Hochgeschwindigkeitstransport zwischen VMs und der Citrix Hypervisor Produktfamilie.

    Der Management-Agent, auch als Gast-Agent bezeichnet, ist für die Verwaltungsfunktionen virtueller Maschinen auf hoher Ebene verantwortlich. Es bietet volle Funktionalität für XenCenter (für Windows-VMs).

    Citrix VM Tools für Windows müssen auf jeder Windows-VM installiert sein, damit die VM über eine vollständig unterstützte Konfiguration verfügt. Eine VM funktioniert ohne die Citrix VM Tools für Windows, aber die Leistung wird erheblich beeinträchtigt, wenn die E/A-Treiber (PV-Treiber) nicht installiert sind.

  • Citrix VM Tools für Linux enthalten einen Gast-Agent, der dem Host zusätzliche Informationen über die VM bereitstellt. Installieren Sie den Gast-Agent auf jeder Linux-VM, um Dynamic Memory Control (DMC) zu aktivieren.

Weitere Informationen finden Sie unter Citrix VM-Tools.

Schlüsselkonzepte

Ressourcenpool

Mit Citrix Hypervisor können Sie mehrere Server und deren verbundenen gemeinsamen Speicher als einzelne Entität mithilfe von Ressourcenpools verwalten. Mit Ressourcenpools können Sie virtuelle Maschinen auf verschiedenen Citrix Hypervisor Hosts verschieben und ausführen. Sie ermöglichen es allen Servern, ein gemeinsames Framework für Netzwerk und Speicher gemeinsam zu nutzen. Ein Pool kann bis zu 64 Server mit derselben Version der Citrix Hypervisor-Software auf derselben Patch-Ebene und mit allgemein kompatibler Hardware enthalten. Weitere Informationen finden Sie unter Hosts und Ressourcenpools.

Überblick über den Ressourcenpool

Citrix Hypervisor Ressourcenpool übernimmt eine primäre/sekundäre Architektur, die von XAPI implementiert wird. XAPI-Aufrufe werden vom Poolmaster (dem primären) an Poolmitglieder (die sekundären) weitergeleitet. Poolmitglieder erstellen DB-RPCs gegen den Poolmaster. Der Master-Host ist für die Koordination und Sperrung von Ressourcen innerhalb des Pools verantwortlich und verarbeitet alle Steuerungsvorgänge. Mitgliederhosts sprechen mit dem Master über HTTP und XMLRPC, aber sie können miteinander sprechen (über denselben Kanal) mit:

  • Übertragen von VM-Speicherimages (VM-Migration)
  • Spiegeln von Datenträgern (Speichermigration)

Speicher-Repository

Citrix Hypervisor Speicherziele werden als Speicherrepositories (SRs) bezeichnet. In einem Speicher-Repository werden Virtual Disk Images (VDIs) gespeichert, die den Inhalt eines virtuellen Laufwerks enthält. SRs sind flexibel und bieten integrierte Unterstützung für lokal verbundene IDE-, SATA-, SCSI- und SAS-Laufwerke sowie Remote-Verbindungen von iSCSI, NFS, SAS und Fibre Channel. Mit den SR- und VDI-Abstraktionen können erweiterte Speicherfunktionen wie Thin Provisioning, VDI-Snapshots und schnelles Klonen auf Speicherzielen verfügbar gemacht werden, die diese unterstützen.

Speicher-Repository — Übersicht

Jeder Citrix Hypervisor Host kann mehrere SRs und verschiedene SR-Typen gleichzeitig verwenden. Diese SRs können zwischen Hosts gemeinsam genutzt oder für bestimmte Hosts reserviert werden. Gemeinsam genutzter Speicher wird zwischen mehreren Hosts innerhalb eines definierten Ressourcenpools gepoolt. Eine gemeinsam genutzte SR muss für jeden Host im Pool über das Netzwerk zugänglich sein. Alle Hosts in einem einzelnen Ressourcenpool müssen mindestens eine gemeinsam genutzte SR haben. Freigegebener Speicher kann nicht zwischen mehreren Pools gemeinsam genutzt werden.

Weitere Informationen zum Betrieb mit SRs finden Sie unter Konfigurieren des Speichers.

Netzwerke

Auf Architekturebene gibt es drei Typen serverseitiger Software-Objekte, um Netzwerkentitäten darzustellen. Diese Objekte sind:

  • Ein PIF, bei dem es sich um ein Softwareobjekt handelt, das in dom0 verwendet wird und eine physische NIC 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 denen sie verbunden sind.
  • Ein Netzwerk, bei dem es sich um einen virtuellen Ethernet-Switch auf einem Host handelt, der zum Routing des Netzwerkverkehrs auf einem Netzwerkhost verwendet wird. Netzwerkobjekte haben 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
  • Erstellen erweiterter Netzwerkfunktionen wie VLANs und NIC-Bindungen

Weitere Informationen zum Verwalten von Netzwerken auf XenServer finden Sie unter Netzwerke.

Verwandte Add-Ons und Anwendungen

Während Xen Hypervisor auf Kernebene arbeitet, stehen Citrix Hypervisor or-spezifische Add-Ons für hypervisor-unabhängige Anwendungen und Dienste zur Verfügung, um die Virtualisierung vollständig zu gestalten.

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 zum Verwalten mehrerer Citrix Hypervisor Hosts, Ressourcenpools und der gesamten damit verbundenen virtuellen Infrastruktur.

  • Arbeitslastausgleich (WLB)

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

  • Citrix Lizenzierungsserver

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

  • Citrix Hypervisor Konvertierungs-Manager (XCM)

    Eine virtuelle Appliance, mit der Benutzer vorhandene virtuelle VMware Maschinen in virtuelle Citrix Hypervisor Computer mit vergleichbarer Netzwerk- und Speicherkonnektivität konvertieren können. Weitere Informationen finden Sie unter Konvertierungs-Manager.

  • Measured Boot Supplemental Pack

    Ein ergänzendes Paket, das es Kunden ermöglicht, wichtige Komponenten ihrer Citrix Hypervisor Hosts beim Booten zu messen und APIs bereitzustellen, mit denen Remote-Beschriftungslösungen diese Messungen sicher erfassen können. Weitere Informationen finden Sie unter Measured Boot Supplemental Pack.

  • Citrix Provisioning

    Provisioning Services, 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 verwendet XAPI, um Citrix Hypervisor in einer Poolkonfiguration mit mehreren Hosts zu verwalten. Weitere Informationen finden Sie unter Citrix Virtual Apps and Desktops.

  • OpenStack/CloudStack

    Open-Source-Software für den Aufbau von Public/Private Clouds. Verwendet die Management-API zur Steuerung von XenServer. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.openstack.org/ sowie https://cloudstack.apache.org/.