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- Herausgeber: GRIN Verlag
- Sprache: Deutsch
Diplomarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Informatik - Wirtschaftsinformatik, Note: 1,7, Hochschule Wismar, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Datenverarbeitung unterliegt dem ständigen Wandel und Weiterentwicklung der Technik und Technologien. In vielen Unternehmen erfüllt die IT-Abteilung nicht mehr nur eine Querschnittsaufgabe, sondern ist zu einem kritischen Erfolgsfaktor für die Generierung von zusätzlichem Umsatz geworden. Vor diesem Hintergrund ist es nicht verwunderlich, dass ein nicht unerheblicher Teil der Herstellungskosten IT-Kosten sind. Um in Zeiten sinkender, beziehungsweise stagnierender, Preise den Gewinn weiter steigern zu können, müssen die Herstellungskosten reduziert werden. Dabei macht der Sparzwang nicht vor der IT-Abteilung halt. Die IT-Verantwortlichen sind gezwungen, neue Wege zu finden, um den geforderten Service zu geringeren Kosten, aber gleichbleibender Qualität zur Verfügung zu stellen. Neben Outsourcing und dem Einsatz von Leiharbeitskräften gibt es auch technische Möglichkeiten die Kosten zu senken und die Produktivität der Mitarbeiter zu erhöhen. Kosten können unter anderem durch die Reduzierung von benötigten Ressourcen, wie zum Beispiel Platz und Energie, eingespart werden. Die Produktivitätssteigerung der Mitarbeiter lässt sich durch eine Verkürzung von Prozesslaufzeiten erreichen, so dass die Mitarbeiter in gleichbleibender Zeit leistungsfähiger sind. Servervirtualisierung verspricht beide Ziele zugleich zu erreichen, ohne dass dadurch die Servicequalität und Kundenzufriedenheit negativ beeinflusst wird. Der Grundgedanke der Virtualisierung von Serversystemen ist die Beobachtung, dass viele Server im Durchschnitt zu lediglich 30% ausgelastet sind. Das heißt, dass sie die meiste Zeit Ressourcen verbrauchen, die nicht benötigt werden. Um die vorhandenen Server besser auszulasten, könnten mehrere Anwendungen auf ein und dem selben System laufen. Dies ist aber oftmals entweder vom Kunden nicht gewünscht, da hier Performanceeinbußen befürchtet werden, oder aus technischen Gründen nicht möglich. An dieser Stelle ermöglicht die Virtualisierung, dass mehrere Systeme, von einander unabhängig, auf ein und dem selben physischen System laufen und jeder Kunde seine eigene Umgebung zur Verfügung gestellt bekommt. Durch automatisiertes Deployment von neuen virtuellen Maschinen für neue Kundenanforderungen können zum einen Kundenwünsche schneller umgesetzt werden. Zum anderen die internen Prozesslaufzeiten bei der Einrichtung neuer Serversysteme erheblich reduziert und damit die Produktivität erhöht werden.
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Veröffentlichungsjahr: 2010
Ähnliche
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Tabellenverzeichnis
2.1 Produktübersicht Virtualisierungslösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.1 Vollständiger Finanzplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2 Methoden Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.1 Administrationskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.2 Administrationskosten über 5 Jahre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.3 Anschaffungskosten Projekt 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.4 Anschaffungskosten Projekt 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.5 Netzwerkkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.6 Hardwarekosten über 5 Jahre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.7 Rackkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.8 Rackkosten über 5 Jahre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.9 Storage Area Network (SAN) Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.10 SAN Kosten über 5 Jahre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5.11 Hardwarekosten Projekt 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.12 Hardwarekosten Projekt 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.13 Hardwarekosten über 5 Jahre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.14 Lizenzkosten für VMware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.15 Lizenzkosten VMware über 5 Jahre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.16 Schulungskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.17 TCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.18 Abarbeitungsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 5.19 Prozesskennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.1 Auswertung Finanzperspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.2 Auswertung Kundenperspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.3 Auswertung Prozessperspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
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Abkürzungsverzeichnis
BSC . . . . . . . . Balanced Scorecard
CPU . . . . . . . . Central Processing Unit DRS . . . . . . . . Distributed Resource Scheduling EPK . . . . . . . . Ereignisgesteuerte Prozesskette HA . . . . . . . . . High Availability I/O . . . . . . . . . . Input/Output IT . . . . . . . . . . . Informations Technologie KVM . . . . . . . Keyboad Video Mouse LAN . . . . . . . . Local Area Network MMU . . . . . . . Memory Management Unit OS . . . . . . . . . . Operating System SAN . . . . . . . . Storage Area Network TCO . . . . . . . . Total Cost of Ownership TLB . . . . . . . . Translation Lookaside Buffer VM . . . . . . . . . Virtual Machine VMM . . . . . . . Virtual Machine Monitor VoFi . . . . . . . . Vollständiger Finanzplan
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1 Einleitung und Problemstellung
Die Datenverarbeitung unterliegt dem ständigen Wandel und Weiterentwicklung der Technik und Technologien. IT-Abteilungen haben sich in den letzten Jahren immer mehr zu einem integralen Bestandteil der Wertschöpfungsketten vieler Unternehmen entwickelt. IT Systeme sind nicht mehr nur"nice-to-have"und nur erschwinglich für große Unternehmen wie in den 60ziger Jahren des letzten Jahrhunderts, sondern für nahezu jeden verfügbar. In vielen Unternehmen erfüllt die IT-Abteilung nicht mehr nur eine Querschnittsaufgabe, sondern ist zu einem kritischen Erfolgsfaktor für die Generierung von zusätzlichem Umsatz geworden.
Vor diesem Hintergrund ist es nicht verwunderlich, dass ein nicht unerheblicher Teil der Herstellungskosten IT-Kosten sind. Um in Zeiten sinkender, beziehungsweise stagnierender, Preise den Gewinn weiter steigern zu können, müssen die Herstellungskosten reduziert werden. Dabei macht der Sparzwang nicht vor der IT-Abteilung halt. Die IT-Verantwortlichen sind gezwungen, neue Wege zu finden, um den geforderten Service zu geringeren Kosten, aber gleichbleibender Qualität zur Verfügung zu stellen. Neben Outsourcing und dem Einsatz von Leiharbeitskräften gibt es auch technische Möglichkeiten die Kosten zu senken und die Produktivität der Mitarbeiter zu erhöhen.
Kosten können unter anderem durch die Reduzierung von benötigten Ressourcen, wie zum Beispiel Platz und Energie, eingespart werden. Energie kann zum Beispiel durch die Verwendung von Rechnersystemen, die einen geringeren Stromverbrauch bei gleichbleibender Leistung haben, eingespart werden. Ein weiteres Einsparpotential liegt bei der Verwendung effizienterer Kühlsysteme. Doch beiden Einsparmöglichkeiten sind technische und physikalische Grenzen gesetzt.
Die Produktivitätssteigerung der Mitarbeiter läßt sich durch eine Verkürzung von Prozesslaufzeiten erreichen, so dass die Mitarbeiter in gleichbleibender Zeit leistungsfähiger sind. Servervirtualisierung verspricht beide Ziele zugleich zu erreichen, ohne dass dadurch die Servicequalität und Kundenzufriedenheit negativ beeinflusst wird. Der Grundgedanke der Virtualisierung von Serversystemen ist die Beobachtung, dass viele Server im Durchschnitt zu lediglich 30% ausgelastet sind. Das heißt, dass sie die meiste Zeit Ressourcen verbrauchen, die nicht benötigt werden. Um die vorhandenen Server besser auszulasten, könnten mehrere Anwendungen auf ein und dem selben System laufen. Dies ist aber oftmals entweder vom Kunden nicht gewünscht, da hier Performanceeinbußen befürchtet werden, oder aus technischen Gründen nicht möglich. An dieser Stelle ermöglicht die Virtualisierung, dass mehrere Systeme, von einander unabhängig, auf ein und dem selben physischen System laufen und jeder Kunde
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seine eigene Umgebung zur Verfügung gestellt bekommt.1Dabei stellt die zugrunde liegende Virtualisierungsschicht, eine optimale Verteilung der physischen Ressourcen zwischen den einzelnen virtuellen Maschinen ohne Performanceeinbußen gegenüber vergleichbarer physischer Systeme.
Durch automatisiertes Deployment von neuen virtuellen Maschinen für neue Kundenanforderungen und den Wegfall der Hardwarebeschaffung, können zum einen Kundenwünsche schneller umgesetzt werden. Zum anderen die internen Prozesslaufzeiten bei der Einrichtung neuer Serversysteme erheblich reduziert und damit die Produktivität erhöht werden.
1.1 Problemstellung
In wie weit der Einsatz von Virtualisierungslösungen zu einer Kostenreduktion bei den Betriebskosten eines Rechenzentrums führt, wird untersucht. Dafür ist eine geeignete Methode zu identifizieren, um eine solche Kostenminderung feststellen zu können. Diese Arbeit beschäftigt sich nur mit der wirtschaftstheoretischen Seite des Problems. Die Betrachtung und Auswahl der am Markt verfügbaren Virtualisierungslösungen ist nicht Bestandteil dieser Diplomarbeit. Um trotzdem die identifizierte Methode an einem Fallbeispiel anwenden zu können, wird "VMware Virtual Infrastructure 3"als vorgegeben angenommen.
Projekte
Im praktischen Teil dieser Arbeit soll mit Hilfe der gewählten Methode eine Entscheidung für eins von zwei Projekten getroffen werden. Projekt 1 soll ein Rechenzentrum komplett physisch aufbauen, wohingegen Projekt 2 dasselbe Rechenzentrum mit virtuellen Maschinen und nur wenigen physischen Systemen realisieren soll. Der Begriff Rechenzentrum beinhaltet in diesem Zusammenhang nicht den Aufbau der technischen Infrastruktur wie Kühlung, Notstromaggregat und ähnliches. Diese Infrastruktur wird als vorhanden angenommen. Die beiden Projekte mieten sich in ein vorhandenes Rechenzentrum ein und müssen Kosten für die Infrastruktur anteilig tragen. Der Aufbau der aktiven Netzwerkkomponenten zur Verbindung der Server mit dem Local Area Network (LAN) sind wiederum Bestandteil der Betrachtung und müssen bei den Anschaffungskosten berücksichtigt werden. Eine detaillierte Beschreibung der benötigten Hard- und Software erfolgt in Kapitel 5.
1.2 Abgrenzung
Im Rahmen dieser Arbeit wird keine komplett neue Methode zur Berechnung von Einsparpotentialen erarbeitet. Es sollen bestehende Methoden angewendet und bei Bedarf angepasst werden.
1Details zur Virtualisierung siehe Kapitel 2
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2 Virtualisierung
Virtualisierung ist keine neue Erfindung der letzten Jahre. Erste Implementierungen gab es bereits im IBM System Z/VM in den 1960iger Jahren [1]. Seit die Leistungsfähigkeit moderner Serversysteme die Anforderungen der meisten Anwendungen übersteigt, wird der Einsatz virtueller Maschinen für viele Endanwender immer interessanter. Viele Server sind im Durchschnitt zu 5% - 40% ausgelastet. Beim Betrieb einer grösseren Anzahl von Servern bleibt so der größte Teil der Leistung ungenutzt. Diese Leistungsreserven können durch den Einsatz von Virtualisierungslösungen nutzbar gemacht und Kosteneinsparungen realisiert werden. Virtualisierung ist die Separierung der Ausführung einer Dienstanfrage von der zugrunde liegenden physischen Ausführung des Dienstes. In Bezug auf Rechnervirtualisierung erfolgt die Separierung durch die Einführung einer Virtualisierungsschicht, die die virtuelle Maschine von der physischen Hardware trennt. Dadurch können mehrere virtuelle Systeme parallel auf ein und dem selben physischen Rechner ausgeführt werden. Die Virtualisierungsschicht steuert die dynamische Verteilung der physischen Ressourcen auf die virtuellen Systeme. Virtuelle Maschinen, die vollständig von der zugrunde liegenden physischen Hardware abstrahiert sind, ermöglichen zusätzliche Features, die mit normalen Systemen nicht möglich sind. Viele heute verfügbare Produkte zur Virtualisierung von Computern ermöglichen den Aufbau einer extrem Ausfall toleranten Umgebung. Ausfallzeiten für Backup oder Wartung können teilweise bis auf Null reduziert werden.
Alle Virtualisierungslösungen verwenden entweder einen Hypervisor oder eine gehostete Lösung. Diese realisieren die Virtualisierungsschicht als Anwendung die in einem Betriebssystem läuft. Dadurch können sehr viele unterschiedliche Hardwarekonfigurationen als physische Grundlage verwendet werden. Hypervisor basierte Lösungen installieren die Virtualisierungsschicht direkt auf dem physischen System (baremetal). Hypervisor unterstützen nur eine kleine Auswahl an physischen Systemen, sind aber auf diese speziell angepasst. Da die Hardwarezugriffe des Hypervisors direkt erfolgen können und nicht erst durch ein Betriebssystem umgesetzt werden müssen, bieten Hypervisor eine bessere Performance und eine grössere Robustheit als gehostete Produkte.
Abbildung 2.1 zeigt beispielhaft den Aufbau der verschiedenen Ansätze der Virtualisierung. Der, in der Mitte dargestellte, Hypervisor verwaltet die Virtual Machine Monitor (VMM), welche wiederum dem Gast-Betriebssystem die Hardware der virtuellen Maschine zur Verfügung stellt.
Die Abstraktion der physischen Hardware kann in drei Bereiche aufgeteilt werden. • Prozessor Virtualisierung (x86-Architektur)
