[Review] ESXi Home Server

L3xXuS

Lt. Junior Grade
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März 2009
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Hallo liebe Leser!
Ich moechte im Verlauf dieses Reviews meine Erfahrungen und Erlebnisse bei dem Aufbau eines, sagen wir mal, etwas spezialisierten Home Servers mit euch teilen.
Zuerst eine Uebersicht, welche Erfahrungen ich mit euch teilen moechte.

Das ist mein erstes Review, deswegen bin ich fuer Kritik immer gerne offen.
Es ist leider sehr viel Text geworden, allerdings gibt es auch einiges zu Sagen, um
wirklich einen vollstaendigen Ueberblick zu ermoeglichen.

1) Einfuehrung und Intention
2) Das System
a. Hardware
b. Software​
3) VMWare ESXi Hypervisor
a. Uebersicht
b. Installation
c. Einrichten des Managements
d. Installation und Uebersicht des Vsphere Clients​
4) Konfiguration des Netzwerkes
5) Erstellen der Virtuellen Maschinen
a. Einteilung der Ressourcepools
b. Installation der Betriebssyteme
c. Uebersicht ueber die verwendete Software​
6) Backup Moeglichkeiten
a. Snapshots
b. RAID
c. GhettoVCB​
7) Fazit
a. Stromverbrauch
b. Nutzwert​


1) Einfuehrung und Intention

Waehrend eines Kurzzeitpraktikums in der IT-Abteilung eines Krankenhauses hat mich ein Kollege auf eine Idee gebracht, die er selbst auch schon zumindest in gewissen Teilen auch so gemacht hat. Die Idee war es einen Home Server zu bauen, der sowohl eine Firewall, einen Upnp Server und ein NAS in sich vereint. Zusaetzlich habe ich mir dann noch die Moeglichkeit eines Druckerservers und die Ueberwachung der einzelnen Systeme dazugenommen.

2) Das System

Da ich keine Hardware mehr zuhause herumliegen hatte, die fuer einen relativ potenten Server noetig gewesen waere, musste ich mich andertweitig umsehen und bin hier im Forum fuendig geworden. Ich wollte kein Vermoegen ausgeben und habe mich deshalb fuer gebrauchte CPU und Mainboard entschieden. Den Arbeitsspeicher habe ich neu dazugekauft. Vor dem Kauf musste ich allerdings etwas recherchieren, da es gewisse Einschraenkungen der nutzbaren Hardware gibt. Speziell die unterstuetzen Netzwerkkarten gilt es zu beachten.
Die Hardware sieht also fertig zusammengebaut so aus:
CPU: AMD Phenom II X3 720
Mainboard: MSI 890GXM
RAM: 8GB Elitegroup DDR3
Netzwerkkarten: Intel 1000Pro Desktop NIC + Onboard Realtek 8111D
Festplatten: 1x2TB, 1x1TB, 1x640GB und 1x200GB

Als Betriebssystem dient die kostenlose Version von ESXi, die mit dem Zusatz "Hypervisor" versehen wurde. Im naechsten Abschnitt gehe ich etwas naeher auf das System ein und eklaere die Wahl.

3) VMWare ESXi Hypervisor

ESXi Hypervisor ist, wie bereits erwaehnt, die kostenlose Servervariante von VMWare. Die einzige Vorraussetzung, die erfuellt werden muss, ist eine kostenlose Registrierung bei VMWare. Nach der Registrierung kann man einen Produkt-Key beziehen um nach der Installation die Software zu registrieren. Ansonsten kann man 30 Tage lang, den vollen Funktionsumfang bereits testen, auch ohne Registrierung.

Da das ganze kostenlos ist, gibt es in der Nutzung natuerlich trotzdem gewisse Einschraenkungen, zumindest was die Hardware betrifft. Hier ist man auf eine physikalische CPU festgeschrieben, die aber eine unbegrenzte Anzahl an Kernen aufweisen darf und auch Hyperthreading wird in keiner Weise eingeschraenkt. Beim Arbeitsspeicher liegt die Begrenzung bei meiner Meinung nach ausreichenden 32GB. Da viele normale Desktop Mainboards sowieso bei dieser Menge an RAM abriegeln finde ich die Grenze absolut ok. Ich habe 8 GB mit 2 Riegeln verbaut und komme damit vorerst absolut zurecht.

Die Installation von ESXi ging vollkommen reibungslos von statten. Als Installationsmedium habe ich einen USB Stick gewaehlt, da der restliche Speicher, auf dem das System installiert wird, nicht mehr nutzbar ist und da selbst bei 200GB dann gute 195GB floeten gehn wuerden und ein Stick die am leichtesten austauschbare Variante ist, wird dieser Vorgang auch oft empfohlen. Da ich zur Zeit keinen anderen Stick zur Verfuegung habe, musste mein USB 3.0 16 GB Stick von Intenso dafuer herhalten. Das ist natuerlich auch Verschwendung, da auch hier Speicher verloren geht und ESXi nicht mit dem bei mir verbauten Renesas USB 3.0 Chip zusammenarbeitet, aber wie gesagt, der Stick wird bei Bedarf einfach auf einen anderen geklont und schon kann ich meinen Intenso wieder anderweitig benutzen.

Der Installationsvorgang ist selbsterklaerend, setzt allerdings einen angeschlossenen Monitor und Tastatur voraus. Eigentlich muss waehrend der Installation nur eine Festplatte als Datenspeicher gewaehlt werden, die dann im VMFS Dateissystem formatiert wird (Achtung leere Festplatte mit genug Speicher benutzten!). Hinzu kommt dann eigentlich nur noch die Einrichtung der Netzwerkverbindung ueber die der Server gemanaged werden soll. Da spaeter einmal die Intel Netzwerkkarte als gruenes Netzwerk dienen sollte, habe ich diese gewaehlt und vorerst eine statische IP vergeben.
Nun erfolgt der Zugriff auf den Server. Zuerst einmal im Browser die angegebene IP eingeben, wodurch man zu einem Link gelangt, auf dem man die Management Software VSphere herunterladen kann. Leider gibt es diese Software offensichtlich nur fuer Windows, wodurch man zumindest zum managen einen Windows Rechner braucht, da das erstellen und managen ueber das Command Line Interface zwar moeglich ist, aber zumindest meine Meinung nach aufwendig. Die Moeglichkeiten, die der VSphere Client hier bietet sind sehr umfangreich und bieten gute Einstellmoeglichkeiten in einer uebersichtlichen GUI unter Windows. Die Nutzung der direkten Konsole, also das Anzeigen des "Monitors" der VMs sind darueber hinaus offensichtlich auch nur ueber den Client nutzbar.

Das Erstellen der virtuellen Maschinen offenbart zahlreiche Moeglichkeiten. ESXi bringt zahlreiche Voreinstellungen fuer eine riesige Anzahl an verschiedenen Betriebssystemen mit, die bei Bedarf den Anspruechen noch angepasst werden koennen. Man kann die Anzahl an zugeteilten CPU Kernen, den maximal nutzbaren RAM, Festplatten, Netzwerke und noch vielen mehr einstellen. Zur vorherigen Netzwerk Konfiguration jetzt noch ein wenig mehr.

4) Konfiguration des Netzwerkes

Da ich mir als Firewall IPFire ausgesucht habe, musste ich die beiden Netzwerkadapter entsprechend anpassen. Ich habe die Intel NIC fuer die Green Zone gewaehlt, da im persoenlichen Netzwerk im Allgemeinen mehr Daten herumgeschickt werden und die Realtek Adapter bei hohen Datenraten doch bekannt dafuer sind die CPU stark zusaetzlich zu belasten. Den Realtek Adapter habe ich als Red Zone, also als boeses Internet markiert. Um jederzeit noch die Moeglichkeit des Zugriffs auf den Server zu haben, habe ich den VM-Kernel Port vorerst auf beiden Adaptern belassen, um nicht durch falsche Einstellungen den Zugriff zu verlieren.

5) Erstellen der Virtuellen Maschinen

Nun ging es an die Erstellung der einzelnen Maschinen. Ich habe die Moeglichkeit der Erstellung von Ressourcenpools genutzt. Das heisst, dass ich Pools erstellt habe, die gewisse Hardwarereservierungen und/oder maximale Hardwarenutzungen festlegen. Ich habe 4 verschiedene Pools erstellt. Fuer die Firewall, das NAS, andere Server Maschinen und einen fuer Clientsysteme. Die zu waehlenden Ressource kann man dann frei einstellen. Hier habe ich mich an denn empfohlenen Einstellungen der einzelnen Betriebssystem orientiert und gewisse zusaetzliche Ressourcen zugeteilt, um einen problemlosen Betrieb zu gewaehrleisten. Die Firewall hat zum Beispeil 500Mhz der CPU und 1024MB des Arbeitsspeichers fest reserviert. Diese Ressourcen koennen also von keinem anderen System mehr genutzt werden. Den anderen Systemen habe ich jeweils geringe Mengen fest zugewiesen, damit immer ein paar Ressourcen festgelegt sind. Den Rest uebernimmt ESXi, das die CPU Last in Mhz und den Arbeitsspeicher dynamisch verteilt und verwaltet. Um immer ein gewisses Pensum z.B. fuer einen Windows Client zu haben, habe ich die Ressource insgesamt so gemanaged, dass immer ca 1-2 GB Ram uebrig sind, damit auch waehrend des normalen Betriebs genug Overhead der einzelnen Maschinen moeglich ist.

Die Erstellung der einzelnen Maschinen innerhalb der Ressourcepools ist dann wiederum sehr einfach. Man erstellt die Maschine mit den gewuenschten Einstellungen fuer Arbeitsspeicher, CPU, usw. und erstellt die gewuenschten Festplatten, die dann auf dem Speicher des Servers angelegt werden. Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist, startet man die Maschine und verbindet sie mit einem Image des gewuenschten Betriebssystems. Das Image kann quasi ueberall liegen, da man den lokalen Serverspeicher waehlen kann oder ein Image auf dem aktuell verwendeten Rechner anwaehlen kann. Sobald das Image eingebunden ist startet man die Maschine per klick auf Gast => "Str+alt+enf senden" neu und die Maschine bootet automatisch das Image. Die Installation von Betriebssytemen sollte jedem einschlaegig bekannt sein, darauf gehe ich nun nicht naeher ein.

Ich habe als Firewall IPFire gewaehlt, da das System relativ einfach gehalten ist und ueber eine uebersichtliche Weboberflaeche verfuegt. Als NAS habe ich NAS4Free installiert, welches ebenfalls ueber ein gutes Webinterface verfuegt.

Die Wahl des Upnp Server war etwas schwieriger, aber auch hier habe ich eine sehr gute Variante gefunden. Ich habe als Grundsystem Ubuntu Server in der 64-bit Variante gewaehlt. Als Medienserver habe ich PS3 Media Server 1.6 installiert, welches seit diesem Sommer auch endlich fuer Linux zur Verfuegung steht. Die Installation unter Ubuntu ist nach hinzufuegen des Repositorys zu aptitude automatisch moeglich, lediglich die Konfig muss man manuell etwas an seine Wuensche anpassen. Hier bietet es sich an die Config von einem grafischen System zu bearbeiten und einfach auf den Server zu kopieren oder man geht die Konfig einfach durch, so wie ich, denn auch das ist eigentlich keine grosse Kunst, wenn man sich nicht am vi Editor stoert.

Die Ueberwachung der Hardware funktioniert ueber Debian 6 ohne grafische Oberflaeche auf der OMD (Open Monitoring Distribution) installiert ist. Hier kann man entweder manuell per Nagios oder etwas automatisierter per Check_mk viele System einbinden, um sie per Webinterface sehr uebersichtlich ueberwachen zu koennen. Da das aber ein eigenes Thema ist, moechte ich hier nicht zu sehr ausschweifen.

Als Testsysteme kommen noch ein Windows 7 und ein Debian mit grafischer Oberflaeche zum Einsatz, die ich nach Bedarf einschalte und mich entweder per SSH oder Remote Desktop aufschalte, um z.B. Probleme im Netzwerk zu identifizieren oder ob einfach mein normaler Rechner sich mal wieder meinen Befehlen widersetzt.

6) Backup Moeglichkeiten

Die Backupmoeglichkeiten sind natuerlich einer der wichtigsten Punkt, da speziell beim NAS bei mir auch wichtige Daten liegen und ich keine boesen Uberraschungen erleben moechte.
Die einfachste Moeglichkeit besteht darin direkt im vShpere Client Snapshots zu erstellen und diese nach Bedarf wieder zu konsolidieren. Diese Moeglichkeit ist eine gute Variante, wenn man sie mit einem RAID 1 kombiniert, welches aber Hardware basiert sein sollte, da ich keine Moeglichkeit wuesste, das ESXi ueber Software Raid verfuegt. Noch dazu ist ein ordentlicher Hardware Raid Controller im allgemeinen sowieso vorzuziehen. Aber auch hier sollte man sich bei VMWare umschauen, ob die Hardware auch wirklich angemommen wird.

Da ich zur Zeit keine Mittel mehr fuer zusaetzliche Festplatten und/oder einen Raidcontroller habe nutze ich das GhettoVCB Script, das frei zur Verfuegung steht. Mit diesem Script ist es ein leichtes seine kompletten virtuellen Maschinen auf ein zusaetzlich eingebundenes Volume zu kopieren. Dazu erstellt das Script ein Snapshot und kopiert dann die komplette virtuelle Maschine mit allen zugehoerigen Festplatten auf die gewaehlte Festplatte. Mein Hauptspeicher ist die 1TB Festplatte, worauf alle Maschinen liegen. Per GhettoVCB kopiere ich nun alle paar Tage alle Maschinen auf die 640GB Festplatte, die ich auch in ESXi als Datenspeicher eingebunden habe. Die Backups wieder einzuspielen ist nun ein leichtes. Dazu muss man nur im vSphere Client in den Datenspeicher navigieren, der die Backups enthaelt und ueber einen Rechtsklick auf die vmx Datei der Maschine erhaelt man die Moeglichkeit des Hinzufuegens zur Bestandsliste. Damit hat man die komplette virtuelle Maschine in genau dem Zustand in dem sie gespeichert wurde wiederhergestellt. Falls sich die Hardware des Servers geaendert hat, muss man hier eventuell Anpassungen vornehmen, aber ich denke das sollte selbstverstaendlich sein.

Man kann auch einzelne Festplatten vom Backup ausschliessen, was z.B. bei grossen Platten mit unkritischen Daten natuerlich Platz beim Backup spart. Dazu muss man in den Einstellungen der Maschine nur die Festplatte auf dauerthaft unabhaengig setzten, dann wird sie nicht mit kopiert.

7) Fazit

Zum Stromverbrauch ist zu sagen, dass man ihn natuerlich anpassen kann, indem man entsprechende Hardware kauft, die entweder auf Stromsparen ausgelegt ist oder man nimmt guenstigere Hardware, die eventuell gebraucht ist und mehr Strom verbraucht. Welches Verhaeltnis man hier moechte muss man selbst entscheiden in Abhaengigkeit davon wieviel man ausgeben moechte, wie viel Strom gebraucht wird, denn der Server ist fuer den Dauerbetrieb ausgelegt und welche Leistung bzw. welche virtuellen Maschinen man braucht. Ich bin bei 80W im Idle und ca 100W, wenn ich einen Film ueber den Medienserver schau, da PS3 Media server direkt transkodiert und nicht nur streamt. Ich finde die Werte fuer einen Triple Core und 4 virtuellen Maschinen, die dauerhaft laufen noch in Ordnung. Mit entsprechende sparsamer, neuerer Hardware ist natuerlich noch weniger drin.

Als finale Zusammenfassung ist zu sagen, dass ich sehr zufrieden bin und mein Server nun seit gut einem Monat ohne Probleme laeuft. Die Konfiguration der einzelnen System selbst erfordert natuerlich zusaetzlich etwas Arbeit, aber ich konnte damit auch viel ueber Linux lernen und meine Kenntnisse deutlich erweitern. Auch das NAS erleichtert meinen Datenspeicher sehr, da ich nun auf meine Scripte, Dokumente und Musik auch per Tablet oder Handy zugreifen kann ohne immer den Hauptrechner hochzufahren. Der Medienserver ist super, wenn man oft Filme schaut, speziell per PS3, die kein mkv versteht. Ich bin zufrieden und bin ueber den Nutzwert des Server sehr erfreut. Ob man natuerlich mit einem NAS oder etwas kleinerem auch zurecht kommt liegt allein an den eigenen Vorlieben und Wuenschen. Ich bin Bastler und Selbermacher, deswegen kam ein fertiges NAS nicht in Frage, auch weil dort keine On the fly Transkodierung und Firewall moeglich gewesen waere.

Damit vielen Dank fuers Lesen und ich hoffe euch hilft mein kleines Review eventuell weiter. Falls Fragen aufkommen, immer raus damit.

Gruesse,
Sebastian

PS: Ich hab ne englische Tastatur und bin zu faul Umlaute direkt zu schreiben, ich hoff das stoert niemanden.
 
Vielen Dank für den Einblick in ESXI.

Was mich interessiert ist, wie gut die Performance eines Win7-Gastsystem ist?

Ich überlege mir seit einiger Zeit, ebenfalls eine solche Konfiguration hochzuziehen, wobei Win7-Gast höchste Priorität haben muss. Die Performance sollte nahe an der liegen, die auch ein normales Win7 errreicht. Dass etwas Performance ddurch den Hypervisor verloren geht, ist klar. Aber wie stark sind die Leistungsverluste?
 
Also wenn die VMWare Tools auf dem Win7 Gast installiert werden, ist die Performance ziemlich gut. Speziell ueber Remote Desktop laesst es sich doch sehr komfortabel arbeiten. Da kommts natuerlich dann auch drauf an, was fuer Hardware du verwendest und wieviele Win7 Maschinen du gleichzeitig laufen lassen willst. Ich schau mal ob ich vllt n kleines Vergleichsvideo machen kann, damit ichs dir zeigen kann.
 
Danke für das Review :) Spiele auch schon lange mit dem Gedanken die im Haus verteilten Funktionen (NAS, Medienspieler und Datengrab) auf einer physikalischen Maschine durch mehrere Virtuelle Systeme zu realisiern.

Was mich bisher allerdings davon abhält sind die Kosten für eine Hardwareraid-Controller und die nötigen weiterern Festplatte für die gewünschte Konfig :( Kommt Zeit---kommt Geld...ich hoffe dein Review bald so änlich nachstellen zu können :)

mfg

Saphirim
 
Schönes Review!

Allerdings eine kleine Anmerkung zu Backup und Snapshots hätte ich.
Ich weiß nicht wie tief du dich in die Materie eingelesen hast.

Aber Snapshots haben eigentlich wenig mit Backup zu tun und müssen auch mit Vorsicht behandelt werden.
Backupsoftware die auf VMware angepasst ist benutzen zwar einen Snapshot zum Sichern, allerdings wird dieser nur erstellt um beim Backupvorgang einen revisionssicheren Zustand zu haben. Danach wird dieser wieder gelöscht.

Das große Problem an Snapshots ist, dass es je nach Szenario zu extremen Performanceeinbrüchen auf der HDD kommen kann.
Auf den ersten Blick sind Snapshots zwar ein nettes Feature und man ist verleitet mit der Zeit immer mehr davon anzuhäufen und zu verzweigen aber was dabei im Hintergrund passiert ist den meisten nicht klar.
Dies zu erklären wäre jetzt zu aufwendig aber es hat einen riesen Einfluss auf die Performance ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Das stimmt wohl. Snapshots wuerde ich auch nicht so benutzen.
Das Snapshots kein direktes Backup sind weiss ich, da ja nur die Veraenderungen abgespeichert werden.
Die genaue Funktionsweise kenn ich nicht, darueber weiss ich zu wenig.

Ich hab allerdings vergessen zu erwaehnen, das man das GhettoVCB Script natuerlich automatisiert laufen lassen kann und dann z.B. nachts durchfuehren, damit man nicht zu kritischen Zeiten die Performance verliert.
 
schönes review, hab selber auch einen zu hause stehen^^

wenn ich dich allerdings bei 2 punkten verbessern darf:
mitlerweile (also spätestens seit ESXi 5.1) gibts kein cpu-limit mehr, ergo kannst du wieder soviele cpu's verbauen wie du willst. das ram-limit von 32gb besteht aber weiterhin und man kann einer vm nicht mehr als 8 kerne zuweisen (und halt die anderen einschränkung, wie keine HA, kein vmotion, etc)
weiterhin kann man den restlichen speicherplatz auf dem hypervisor installiert ist durchaus für eine vm nutzen, ob es sinnvoll ist, ist natürlich ne andere frage (vmware meint hier ebenfalls, für die bessere performance solle man darauf verzichten eine vm neben dem hyper-visor zu installieren, sondern dedizierte festplatten nutzen)

zum backup noch: das ist meines wissens nach eine weitere einschränkung des kostenloses hypervisor, die api ist hier eingeschränkt(er) und macht die backup-programme wohl nutzlos
raid1 wäre hier natürlich ne idee, braucht aber einen unterstützten raid-controller

E: in dem sinne, welchen raid-controller würdet ihr für ein raid-1 empfehlen? also 2x hdds auf denen dann die vm's liegen, braucht natürlich keine hohe IOPS-performance, sollte nur kompatibel mit ESXi sein und ned allzu teuer^^
 
Zuletzt bearbeitet:
@d4ny:
Gut wenn sie natuerlich in letzter Zeit die Lizensierung umgestellt haben, hab ich das nich mitbekommen, bei mir steht noch begrenzt auf eine CPU.

Das mit dem Speicherplatz hab ich nur so erschlossen, weil mir der Rest vom USB Stick nich angezeit wird bzw. ich in keiner Weise drauf zugreifen kann, wenn das natuerlich moeglich ist, mein Fehler, aber die du schon sagst, sinnvoll isses Performance technisch sicher nich.

Zum Backup: Welche Einschraenkungen meinst du? GhettoVCB funktioniert bei mir ohne Probleme.

Und nen passenden Raid Controller zu wissen waere wirklich praktisch, um in naechster Zukunft das System noch Ausfall sicherer zu machen.
 
ja die lizenzierung wurde offenbar mit ESXi 5.1 (nicht zu verwechseln mit ESXi 5 Update 1) umgestellt

Hier heißt es:
ESXi 5.1 Free version.

- Hard limit on physical RAM (server will not boot if there is more RAM installed)
- No cloning of virtual machines
- Number of CPU sockets are not limited in ESXi 5 free version, in Essentials kits the limit is 2 CPU sockets per host.
- No Alarms, no SNMP support (v3 added in 5.1)…..
die einschränkung der API wird hier ebenfalls angeschnitten:

But, ESXi 5.1 Free version has other limits. One of them is the non writable APIs for having the possibility to use one of the backup software on the market, and do hot backups. Read my post ESXi 5 Free – What’s the Limitations? - which is still relevant concerning those limitations.
was nicht heißt, dass kein backup möglich ist, nur gibt es eben einschränkungen, wenn ein programm diese API anzapft

falls du noch ESXi 5 nutzt spricht in meinen augen nix gegen ein Update auf 5.1. einfach die iso auf ne cd/usb-stick kopieren und davon booten, der installer erkennt den installierten ESXi und updated ganz problemlos
aber was man auf alle fälle machen sollte, falls man noch ESXi 5.0 nutzt: Den patch aufspielen der den auto-start bug fixed. ist nämlich so ziemlich das letzte, wenn der server wegen stromausfall neustartet, die vm's aber aus bleiben

E: ok, mir ist gerade n grund eingefallen wieso man nicht updaten sollte...ebenso wie beim neuen vmware player 5 werden aus irgendeinem grund die vmware tools eingeschränkt. konnte man bei der vorherigen version noch n paar einstellungen vornehmen (wie zB uhrzeit-sync und shrink) gibts bei der aktuellen version nur noch n info-fenster...weiß der geier warum Oô
 
Zuletzt bearbeitet:
Was das Backup angeht, schaut euch mal den Trilead VM Explorer an.

Für nicht allzu komplexe Umgebungen sehr sehr nice, die kostenlose Version ist ideal für den Hypervisor, die Vollversion für 550,-€ taugt auch für mittelgroße Firmeninstallationen.

Veeam ist vielleicht noch etwas umfangreicher, haut aber auch bei den Kosten viel tiefer rein.
 
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