Projekt Virtualisierung

...beschreibt, wie man einen sehr energiesparenden und leisen ESXi-Server für Zuhause oder für ein kleines Unternehmen baut und installiert, basierend auf Intel Atom Prozessor.

Seit 2004 betreibe ich einen "Heimserver" für Web-, Mail-, File-, Print- und Terminal-Services. Vor diesem Projekt war alles klassisch auf einer physischen Hardware installiert (ebenfalls auf einem energiesparenden Computer mit maximal 40 Watt Leistungsaufnahme). Man stößt natürlich an Grenzen, wenn man auf einem VIA-Epia Mini-ITX-System und auf einem Betriebssystem alle genannten Dienste installiert. Ein zweiter Rechner kam nie in Frage auf Grund der zusätzlichen Energiekosten, welche im Dauerbetrieb nicht zu vernachlässigen sind.

...und letztendlich das Ziel war es, den Stromverbrauch und den Geräuschpegel des Computers zu reduzieren, gleichzeitig die Rechenleistung zu erhöhen und die Dienste auf mehrere Server bzw. Maschinen (virtuelle Maschinen) aufzuteilen.

...welche Hardware und welche Virtualisierungstechnologie man für diesen Zweck nimmt war anfangs nicht ganz leicht, einige Hypervisor funktionieren nur, wenn auch die Hardware Virtualisierung unterstützt (z.B. Intel VT, AMD-V, ...), der Großteil läuft sowieso nur auf 64-Bit, andere sind wiederum sehr ineffektiv, es geht daher schon viel Rechenleistung beim eigentlichen Hypervisor verloren, ...

Schaut man sich beispielsweise die Intel Atom Prozessoren an, wird man zur Zeit auch nicht das 100%ig passende finden, entweder hat man keinen "Intel VT Support", oder es wird VT unterstützt, jedoch hat man dann nur einen 32-Bit-Prozessor (wie bei der Intel Atom Z5xx Serie).

Nach längeren Recherchen fiel die Wahl auf "VMware vSphere Hypervisor (ESXi)" und folgende Komponenten

Intel D525MW

Board mit Intel Atom D525 (2x1,8 GHz), 2 Speichersteckplätze für max. 4GB RAM (DDR3 SO-DIMM 1066MHz), 2x SATA II, 1x PCI u.v.m...., bei 13Watt TDP.

Intel Z-U130 Value SSD 2GB, 2,54mm

Das USB-SSD wird direkt auf das Board montiert und dient für die Installation des ESXi Hypervisors, der ca. 70MB Speicherplatz benötigt. Ich kaufte die 2mm Ausführung, dafür mußte ein Zwischenadapter angefertigt werden.

Intel PRO/1000 MT Server Adapter

Diese Netzwerkkarte ist auch für 32-Bit PCI-Busse geeignet (automatische Erkennung der Schnittstelle) und in der VMware Kompatibilitätsliste angeführt (der OnBoard-LAN-Adapter wird nicht unterstützt).

PCI-Riser

Ein flexibler 1 zu 1 PCI-Riser soll den Einbau ins Gehäuse ermöglichen. WICHTIG! Es muß ein 1 zu 1 Riser sein sonst gibt es Probleme.

picoPSU-90 DC-DC ATX Power Supply

Klein, lautlos, effizient, direkt beim ATX Anschluß angesteckt, 12V Eingangsspannung.

Weitere Komponenten:

2 Stk. Seagate Barracuda XT 2TB

2 Stk. Kingston 2GB DDR3 SO-DIMM 1066Mhz

Noiseblocker BlackSilent Fan XR2 60mm

Diverses Kabel- und Kleinmaterial

...war völlig problemlos nach dem provisorischen Zusammenstecken der Komponenten dauerte das Setup knappe 10 Minuten, der ESXi Hypervisor wurde auf dem SSD installiert und die angesteckte 2 TB SATA-Festplatte (im AHCI-Mode) wurde beim Setup automatisch als Datenstore formatiert. Somit war das Aufsetzen des eigentlichen ESXi-Servers abgeschlossen.

Viel aufwendiger war das Virtualisieren des bestehenden Servers bzw. das Installieren der einzelnen virtuellen Maschinen (VMs). Installiert wurde 1 Server für Web- & Mail-Services, 1 Server für File- & Print-Services und 1 virtueller Desktop, also 3 VMs.

Eingebaut...

...wurde das ganze in das bereits vorhandene Gehäuse meines alten Heimservers. Der Gehäuse Lüfter kann über das Mainboard temperaturabhängig geregelt werden (ist im BIOS zu aktivieren). Die Drehzahl veringert sich kurze Zeit nach dem Einschalten auf bis zu einem Drittel der Nenndrehzahl, somit ist der Lüfter kaum mehr zu hören.

Alle Fotos: Hier...

...läuft nun seit 3 Monaten absolut stabil und performant, speziell nach dem Update des Hypervisors auf ESXi 4.1 Update 1 (Build 34848) laufen die virtuellen Maschinen sehr flüssig und das trotz einigen Einschränkungen, wie z.B. der fehlende Intel VT Support.

Meine Erwartungen wurden, was Rechenleistung und Performance betrifft, übertroffen.

...wurde im Betrieb ermittelt (Netzteil primärseitig). Die Messung ergab bei 2 angeschlossenen Festplatten (2 ESXi-Datenstores) ca. 142mA und bei 1 angeschlossenen Festplatte ca. 118mA

Bei 230V AC ist also die Leistungsaufnahme 32,7W mit 2 HDDs und 27,1W mit 1 HDD. Die Temperaturentwicklung im Gehäuse ist somit ebenfalls sehr gering, der Lüfter bleibt dadurch in einem kaum hörbaren Drehzahlbereich. Die lautesten Geräusche kommen von den Festplatten, wobei die gewählte Type wirklich sehr leise ist.

...beschreibt nur meinen Lösungsweg für ein System, welches die oben genannten Eigenschaften und Funktionen bietet, es gibt sicher auch andere Möglichkeiten so etwas zu bauen bzw. zu lösen. Alle Angaben sind ohne Gewähr. Jeder Nachbau geschieht in vollständiger Eigenverantwortung.