VMware vSphere / ESXi

VMware vSphere und ESXi

VMware (heute Broadcom) war jahrzehntelang der unbestrittene Marktführer im Bereich Server-Virtualisierung. vSphere ist der Name der Gesamtplattform – sie besteht aus mehreren Komponenten die zusammenarbeiten. Das Herzstück ist ESXi, der eigentliche Bare-Metal-Hypervisor der auf dem Server läuft. vCenter Server ist die zentrale Verwaltungsinstanz für mehrere ESXi-Hosts. Diese Architektur ermöglicht Funktionen wie vMotion, HA und DRS die mit einem einzelnen ESXi-Host allein nicht möglich wären.

Wichtig für die Praxis: Seit der Übernahme durch Broadcom (2023) hat VMware die Lizenzpolitik stark verändert – Einzellizenzen wurden durch Subscriptions ersetzt, was viele Unternehmen zu Alternativen wie Proxmox, Hyper-V oder KVM treibt. Für die IHK-Prüfung sind die Konzepte (ESXi, vCenter, vMotion, HA) trotzdem weiterhin prüfungsrelevant.

1) vSphere-Architektur – Komponenten anklicken

vSphere-Komponentenstack – anklicken

🖥️ vCenter Server (VCSA)

Zentrale Verwaltung aller ESXi-Hosts – Weboberfläche, API, vMotion-Steuerung

Der vCenter Server (Virtual Center Server Appliance, VCSA) ist eine Linux-VM die alle ESXi-Hosts zentral verwaltet. Ohne vCenter sind HA, DRS und vMotion nicht nutzbar. Administriert wird vSphere über den vSphere Client (Web-Browser). vCenter hat einen eigenen Lizenzierungsbedarf und ist der teuerste Teil der vSphere-Plattform. Als Appliance wird vCenter selbst als VM auf einem ESXi-Host betrieben.

🖥️ ESXi-Host (Hypervisor)

Typ-1-Bare-Metal-Hypervisor – läuft direkt auf der Hardware

ESXi (früher: ESX) ist der eigentliche Hypervisor. Er wird auf der physischen Server-Hardware installiert und stellt die Infrastruktur für VMs bereit. Konfiguration über: Web-Client (DCUI), vCenter oder esxcli/PowerCLI. Ein einzelner ESXi-Host kann autark betrieben werden – aber dann ohne HA, DRS oder vMotion. Für HA und vMotion braucht man mindestens 2 Hosts + vCenter.

💻 Virtuelle Maschinen (VMs)

Gast-Betriebssysteme: Windows, Linux, jedes x86-OS

Jede VM besteht aus Konfigurationsdateien (.vmx), virtuellen Festplatten (.vmdk) und weiteren Dateien in einem Datastore. VMware Tools (in der VM installiert) verbessern die Integration: bessere Performance, korrekte Shutdown-Signale, Guest-Monitoring. VMs können Windows, Linux oder andere x86-Systeme sein.

⬜ Physische Hardware + vSAN / vSwitch

CPU mit VT-x/AMD-V, RAM, Netzwerk, Shared Storage

Voraussetzung: CPU muss Hardware-Virtualisierung unterstützen (Intel VT-x oder AMD-V – im BIOS aktivieren!). Für HA und vMotion: Shared Storage (SAN, NAS, vSAN) damit alle Hosts auf dieselben VM-Dateien zugreifen können. Netzwerk: vSwitch (virtuelle Switches) verbinden VMs mit physischen Netzwerkkarten. vSAN nutzt lokale SSDs der Hosts als verteilten Shared-Storage.

Cluster: Mehrere ESXi-Hosts werden zu einem Cluster zusammengefasst. Ein Cluster ermöglicht HA (automatischer Neustart bei Host-Ausfall), DRS (automatische Lastverteilung), vMotion (Live-Migration zwischen Hosts) und vSAN (verteilter Storage). Für Produktionsumgebungen ist ein Cluster mit mindestens 3 Hosts empfohlen.

2) Wichtige vSphere-Features

vSphere Enterprise-Features – Überblick

vMotion (Live Migration)

VM läuft während der Migration weiter. VM-Speicher wird inkrementell auf den Ziel-Host übertragen, dann in Millisekunden umgeschaltet – keine Unterbrechung für Endbenutzer. Erfordert Shared Storage und gemeinsames Netzwerk. Details in Lektion 8.

HA (High Availability)

Wenn ein ESXi-Host ausfällt, werden seine VMs automatisch auf anderen Hosts im Cluster neu gestartet. Kein manuelles Eingreifen nötig. Neustart dauert Minuten (kein Zero-Downtime). Erfordert Cluster + vCenter.

DRS (Distributed Resource Scheduler)

Automatische Lastverteilung von VMs auf Hosts im Cluster. Wenn ein Host überlastet ist, verschiebt DRS VMs automatisch per vMotion auf weniger ausgelastete Hosts. Kann automatisch oder als Empfehlung arbeiten.

Snapshots

Zustand einer VM einfrieren (Festplatte + RAM-Inhalt + Konfiguration). Vor riskanten Änderungen (Updates, Migrationen) Snapshot erstellen. Bei Problem: zurückrollen. Kein Ersatz für Backup – Snapshots sind vmdk-Delta-Dateien die wachsen. Details in Lektion 6.

vSAN (Virtual SAN)

Verteilt die lokalen SSDs aller ESXi-Hosts zu einem gemeinsamen Shared-Storage-Pool. Ersetzt externes SAN/NAS. Daten werden auf mehreren Hosts gespiegelt (Redundanz). Vereinfacht Infrastruktur – kein separates Storage-System nötig.

Content Library / Templates

VM-Templates und ISO-Images zentral verwalten und auf alle Hosts verteilen. Neue VMs aus Template in Minuten deployen – kein manuelles OS-Install. OVF/OVA-Format für portable VM-Images. Details in Lektion 6.

PowerCLI: VMware stellt ein PowerShell-Modul zur Verwaltung von vSphere per Skript bereit. Damit lassen sich Massenoperationen (100 VMs klonen, alle snapshots auflisten etc.) automatisieren. Wichtig für Admins in größeren VMware-Umgebungen.

Zusammenfassung

vSphere = VMware-Gesamtplattform. ESXi = Bare-Metal-Hypervisor auf dem Host. vCenter Server = zentrale Verwaltung aller ESXi-Hosts. Cluster = mehrere Hosts zusammen für HA/DRS/vMotion. HA = automatischer Neustart bei Host-Ausfall. DRS = automatische Lastverteilung. vMotion = Live-Migration ohne Unterbrechung. Shared Storage (SAN/vSAN) ist Voraussetzung für vMotion und HA.

VMware vSphere / ESXi

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2) Wichtige vSphere-Features

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