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Übersicht über Farmvirtualisierung und -architekturen in SharePoint 2013

 

Gilt für: SharePoint Server 2013, SharePoint Foundation 2013

Letztes Änderungsdatum des Themas: 2013-12-18

Zusammenfassung: Bestimmen einer allgemeinen Architekturkonfiguration für eine virtuelle SharePoint 2013-Farm, die auf Ihren Geschäftsanforderungen und verfügbaren Optionen basiert.

In diesem Artikel werden die wichtigen Entwurfsaspekte und -optionen einer virtuellen Architektur erläutert, die Ihre SharePoint 2013-Farm unterstützen kann. Dieser Artikel enthält Beispiele von Architekturen für kleine, mittlere und große Farmen.

Unabhängig von den Gründen für die Virtualisierung von SharePoint 2013 oder dem Stand der Einführung der Virtualisierung muss der Entwurf einer virtuellen SharePoint 2013-Architektur kurz- und langfristige Unternehmens- und IT-Ziele unterstützen und mit künftigen Änderungen zurechtkommen.

Lösungsarchitekten, die eine virtuelle Umgebung planen, übertragen häufig die Anforderungen an eine SharePoint-Lösung, die in einer physischen Umgebung entwickelt wurde, auf die virtuelle Umgebung. Dazu zählen Elemente wie die Farmtopologie, Kapazitäts- und Leistungsanforderungen sowie Geschäftskontinuität. Sie können sich an die Anzahl der Datenbank-, Front-End-Web- und Anwendungsserver (einschließlich bestimmter Anwendungsserverrollen) halten, um die Anzahl der virtuellen Computer und Computer mit Virtualisierungshostservern zu bestimmen, die eine virtualisierte Farm benötigt.

HinweisHinweis:
Eine virtuelle Umgebung benötigt zusätzliche virtuelle Server, um dieselbe Gesamtleistung wie physische Server zu bieten, die dieselben Aufgaben erfüllen. Dies ist bei der Virtualisierung Realität. Durch den Verarbeitungsaufwand für den Hypervisor liefert ein virtueller Computer, der genauso wie ein physischer Computer konfiguriert ist (d. h. mit derselben Anzahl an Prozessoren, derselben Arbeitsspeichergröße und derselben Festplattenkonfiguration), nicht die Leistung eines physischen Computers.

Dieser Artikel enthält keine verbindlichen Anweisungen zu Servergröße und -leistung, Verfügbarkeit oder Wachstum. Vorgestellt werden die wichtigsten Aspekte und allgemeine Anleitungen zum Planen einer vorläufigen, übergeordneten Architektur, mit deren Hilfe Sie einen detaillierten Architekturentwurf entwickeln können. Verbindliche Anweisungen und eine Topologieanalyse finden Sie unter Ausführliche Entwurfs- und Systemspezifikationsverfahren für eine virtuelle SharePoint 2013-Farm.

Bevor Sie eine virtuelle Architektur und die unterstützende Infrastruktur entwerfen, müssen Sie die Systemanforderungen bestimmen. In vielen Fällen können Sie sich an eine vorhandene oder geplante SharePoint-Lösung und die physische Infrastruktur halten, die die Lösung unterstützt.

Ob SharePoint Server oder SharePoint Foundation bereits bereitgestellt ist, kann sich auf das Bestimmen von Anforderungen und Treffen von Entwurfsentscheidungen auswirken. Der aktuelle Stand bei der Virtualisierungstechnologie in einem Unternehmen ist ein weiterer Faktor.

SharePoint-Produkte

Wenn Sie schon eine SharePoint-Farm haben, können Sie bisherige Benchmarkdaten und Nutzungsprofile als Ausgangspunkt nutzen, um die Konfigurationen virtueller Computer für die verschiedenen Serverrollen in der Farm zu bestimmen. Gleichzeitige Verbindungen, Anforderungstypen und Bedarfsspitzen sind beispielsweise nützliche Kennzahlen. Nach Ermitteln der Anforderungen an die virtuellen Computer können Sie die Anzahl und Kapazität der Hostserver bestimmen, die zur Unterstützung der virtuellen Farmserver erforderlich sind.

Wenn Sie eine vorhandene Farm aktualisieren, bedenken Sie, dass Sie neue Benchmarkdaten zum Überprüfen Ihrer Annahmen benötigen. Dies ist erforderlich, da Kunden im Rahmen des Upgrades ihre SharePoint-Lösungen meist bereinigen und neu gestalten, was wir empfehlen. Ein weiterer Grund für die Erfassung neuer Daten ist, dass Sie ggf. der Farm Funktionalität hinzufügen möchten. SharePoint 2013 bietet neue und umgestaltete Features, z. B. für die Suche.

Bei Neubereitstellungen müssen Ihre Ausgangsanforderungen auf den SharePoint 2013-Dokumenten zu Planung, Entwurf und Größenbestimmung basieren, die in der Microsoft TechNet Library zur Verfügung stehen. Im nächsten Schritt müssen Sie Tests, Änderungen und erneut Tests durchführen, bis Sie mit Ihrem Farmentwurf zufrieden sind.

Virtualisierung

Wenn die Virtualisierung in Ihrer Organisation eine ausgereifte Technologie ist, verfügen Sie über die Erfahrung und Ressourcen zum Entwickeln eines einigermaßen präzisen Bilds der Anforderungen an die physische Infrastruktur der Farm. Dazu zählen die Bestimmung von Hostgrößen, die Verteilung virtueller Computer auf die Hosts zum Erfüllen der erwarteten Leistungsanforderungen und eine hohe Verfügbarkeit.

Wenn Ihre Organisation gerade mit der Einführung der Virtualisierung für Anwendungen wie SharePoint 2013 beginnt, liegt wahrscheinlich ein Mangel an Ressourcen und Kompetenz für die Implementierung einer virtuellen Farm vor. In diesem Fall müssen Sie vor Einführung in der Produktionsumgebung mehrere Phasen planen und durchlaufen, um Benchmarkdaten zu sammeln und Konfigurationen zu optimieren, bis diese für ein Pilotprojekt bereit sind.

An dieser Stelle ist der Hinweis wichtig, dass Ihre Anforderungen und der entwickelte Entwurf vorläufig sind. Beim Entwickeln eines detaillierten Entwurfs müssen Sie den Entwurf anpassen, um eine Farm in einer Umgebung für den Machbarkeitsnachweis (optional), in einer Pilotumgebung und letztlich in der Produktionsumgebung bereitzustellen.

Das Bestimmen der Serverrollen, die Sie virtualisieren möchten, steht im Zusammenhang mit den übergeordneten Virtualisierungszielen Ihrer Organisation. Wenn das Ziel darin besteht, eine Architektur zu implementieren, in der alle SharePoint-Farmserver virtuell sind, spielen die Vor- und Nachteile der Serverauswahl keine Rollen. In einer homogenen Umgebung basieren die Kriterien für den Entwurf der Architektur auf betrieblichen Anforderungen, z. B. Leistung und Kapazität, sowie auf der Hostinfrastruktur, die für die Unterstützung der Farm benötigt wird.

Wenngleich die Servervirtualisierung für alle Serverrollen von SharePoint 2013 vollständig unterstützt wird, ist die Serverrolle allein nicht der bestimmende Faktor bei der Entscheidung, ob nur einige oder alle Farmserver virtualisiert werden sollen. Auf Ihre Virtualisierungsstrategie und -architektur wirken sich mehrere Faktoren aus: IT-Einschränkungen, Hostserverkapazität und betriebliche Vorgänge.

  • IT-Einschränkungen

    In vielen Organisationen wird der IT-Abteilung nicht erlaubt, Datenbankserver zu virtualisieren. Diese Vorgabe ist typisch für Organisationen, die über fest zugeordnete Datenbankteams verfügen, die SQL Server umfassend verwalten und warten. Bei diesen kontrollierten Bereitstellungen muss das Datenbankteam alle Datenbanken anlegen, wobei die Virtualisierung von SQL Server keine Option ist.

  • Hostserverkapazität

    Die Verfügbarkeit von Hosthardware, welche die Anforderungen aller Rollen angemessen unterstützen kann, ist ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt. Beispielsweise sind die Anforderungen an CPU und Arbeitsspeicher eines virtuellen Datenbankservers größer als bei einem Web- oder Anwendungsserver. Probleme bei den Möglichkeiten von Hosthardware kommen ins Spiel, wenn Sie vorhandene Hardware im Rahmen einer Virtualisierungsstrategie wiederverwenden.

  • Betriebliche Vorgänge

    Die Verwaltung und Wartung einer virtuellen Farmumgebung ist komplex und erfordert bestimmte Fähigkeiten und Tools. Sie müssen die Farm auf der virtuellen Ebene und der physischen Hostebene verwalten. Wenn Sie SharePoint 2013 in einer teilvirtualisierten Umgebung bereitstellen, müssen Sie sich um die virtuellen Computer und deren Hosts kümmern. Darüber hinaus müssen Sie die physischen Computer warten, die für bestimmte Rollen eingesetzt werden. Zur Unterstützung der Farm müssen Sie also in drei Bereichen über Fähigkeiten, Tools und Verfahren verfügen. Durch eine vollständige Virtualisierung werden die Supportanforderungen verringert und der Support für das Betriebsteam vereinfacht.

Wenn es keine Einschränkungen für die Virtualisierung bestimmter Serverrollen gibt und Sie nicht wissen, ob Sie einige oder alle Server virtualisieren sollen, ist der nächste Schritt die Überprüfung aller Serverrollen, um diejenigen zu bestimmen, die virtualisiert werden sollen.

Die Webserver- und Anwendungsserverrollen sind meist erste Wahl für die Virtualisierung.

Die Webserverrolle ist zumeist die erste Wahl für die Virtualisierung, da die Verarbeitungslast auf diesen Servern in der Regel wesentlich niedriger als bei anderen Servern in einer Farm ist. Aus diesem Grund können Sie den virtuellen Computer für diese Rolle mit weniger Prozessoren, Arbeitsspeicher und (auch kleineren) Festplatten konfigurieren. Der geringere Ressourcenbedarf bedeutet, dass Sie auf einem einzelnen Host mehr Front-End-Webserver als bei einem hoch spezialisierten und ressourcenintensiven System, z. B. einem Datenbankserver und (in bestimmten Fällen) einem Anwendungsserver, bereitstellen können. Organisationen, die gerade erst in die Virtualisierung einsteigen, können virtuelle Computer für die Webserverrolle einfacher als für andere Rollen planen, da diese die niedrigsten Anforderungen an den Virtualisierungshost stellen und gemeinhin das geringste Risiko in einer Produktionsumgebung darstellen.

Anwendungsserver sind ebenfalls geeignete Einstiegskandidaten für die Virtualisierung. Je nach Grad der Spezialisierung, der sich in den Diensten ausdrückt, die Sie bereitstellen, haben sie nicht immer niedrige Ressourcenanforderungen. Ein gutes Beispiel ist ein Anwendungsserver, der als Host der Suchdurchforstungskomponente dient.

IT-Experten diskutieren heftig, ob SQL Server virtualisiert werden sollte. Bis vor Kurzem galt landläufig, dass die Virtualisierung des Datenbankservers vermieden werden sollte. Wie auch bei anderen Farmservern sorgt der Hypervisor für eine Leistungseinbuße. Sie müssen Ihre Leistungsziele definieren und Benchmarkdaten sammeln, bevor Sie sich für eine eventuelle Virtualisierung von SQL Server entscheiden. Selbst aufgrund von SQL Server-Optimierungen der Virtualisierung und Leistungsverbesserungen in der Windows Server 2008 R2 Hyper-V-Rolle kann ein virtueller Datenbankserver nicht die Leistung eines physischen Servers mit derselben Konfiguration übertreffen. Wenn Sie jedoch die Konfiguration des virtuellen Datenbankservers vertikal skalieren, können Sie bei einem geringfügig höheren CPU-Ressourcenbedarf denselben Gesamtdurchsatz erzielen.

Bei Ihrer Entscheidung zur Datenbankvirtualisierung sollten Sie auch die Anforderungen an virtuelle Prozessoren im Verhältnis zur Anzahl der Hostserverkerne, Hochverfügbarkeit und Optionen zur Speicheroptimierung berücksichtigen. Letztendlich können die Vorteile der Bereitstellung von SQL Server auf einem virtuellen Computer häufig die Leistungseinbußen überwiegen.

Weitere Informationen finden Sie unter Ausführen von SQL Server 2008 in einer Hyper-V-Umgebung – Bewährte Methoden und Leistungsempfehlungen.

SharePoint 2013-Lösungen basieren meist auf anderen Servern in der IT-Umgebung. Dieser Abschnitt enthält allgemeine Richtlinien zum Berücksichtigen dieser Abhängigkeiten in Ihrer virtuellen Architektur.

Wir empfehlen, den Stammdomänencontroller für eine Umgebung mit AD DS auf einem physischen Server außerhalb der virtuellen Umgebung zu hosten. Bei Bedarf können weitere Domänencontroller als virtuelle Server bereitgestellt werden.

Weitere Informationen zum Bereitstellen von AD DS in virtuellen Umgebungen finden Sie in den folgenden Ressourcen:

Zu den Gatewayprodukten für SharePoint 2013 zählen u. a.:

  • Forefront Unified Access Gateway 2010 (UAG) stellt Mitarbeitern, Partnern und Lieferanten auf sowohl verwalteten als auch nicht verwalteten PCs und mobilen Geräten einen umfassenden, sicheren Remotezugriff auf Unternehmensressourcen zur Verfügung.

  • Forefront Threat Management Gateway 2010 (TMG) ist ein sicheres Internetgateway, das einen umfangreichen Schutz vor Bedrohungen aus dem Internet bietet, indem mehrere Schutzebenen zu einer einheitlichen Lösung integriert werden.

Für eine hohe Verfügbarkeit wird die Positionierung dieser Produkte außerhalb der virtuellen SharePoint 2013-Umgebung empfohlen. Weitere Informationen zum Einrichten von virtuellen Umgebungen für diese Gatewayprodukte finden Sie in der Produktdokumentation.

Nachdem Sie Informationen gesammelt und einen Erstentwurf erstellt haben, gibt es vielleicht immer noch Bedenken hinsichtlich der Leistung, wenn bestimmte SharePoint 2013-Serverrollen virtualisiert werden. Wenn Leistung weiter ein wichtiger Faktor Ihrer Architektur ist, erwägen Sie das Testen bestimmter Rollen, die für eine Virtualisierung geeignet sind. Sie können anhand der Testergebnisse bestimmen, wie viele virtuelle Server für eine bestimmte Rolle bereitgestellt werden müssen oder ob eine bestimmte Rolle in der virtuellen Umgebung bereitgestellt werden sollte. Wenn beispielsweise in Ihrer Farm eine große Menge an Inhalten durchforstet wird, kann das Ergebnis Ihrer Tests sein, dass Sie die Durchforstungsrolle auf einem physischen Server belassen oder die Rolle auf mehreren virtuellen Computern installieren sollten.

Eine Möglichkeit zur Durchführung von Tests ist die Bereitstellung einer bestimmten Rolle auf einem virtuellen und auf einem physischen Computer. Die gewählten Tests sind sehr wichtig, da mit ihnen die Rolle zweckentsprechend gemessen werden soll. Tests, mit denen die Anzahl von Anforderungen und Inhaltstypen gemessen werden, die bereitgestellt werden, sind beispielsweise für einen Front-End-Webserver aussagekräftig, aber nicht für einen Anwendungsserver, der die Durchforstung von Inhalten zur Aufgabe hat. Vergleichen Sie nach Abschluss Ihrer Tests die Benchmarkdaten der Leistungsindikatoren, die als Leistungsmaßstab von Bedeutung sind. Folgende Leistungsindikatoren sind dabei von Interesse: Arbeitsspeicherbelegung, CPU-Auslastung und Ein- und Ausgabevorgänge pro Sekunde. Bei einigen Szenarien ist auch der Netzwerkdurchsatz ein wichtiger Leistungsindikator. Die folgende Abbildung enthält ein Beispiel für das Testen spezifischer Serverrollen mithilfe einer begrenzten Anzahl von Servern.

Testen verschiedener Serverrollen

Abwechselndes Zuweisen von Rollen zum parallelen Testen

In dieser Abbildung werden spezifische Rollen in der virtuellen Umgebung bereitgestellt. Es wird ein physischer Testserver zum Testen jeder einzelnen Rolle eingerichtet, sodass Sie vergleichbare Benchmarkdaten erfassen können. Stellen Sie sicher, dass Sie mögliche Unterschiede zwischen der physischen und virtuellen Umgebung beachten, die Auswirkungen auf die Testergebnisse haben können, z. B. unterschiedliche Hardwarespezifikationen.

Falls Sie bereits über eine Farm verfügen, können Sie einen virtuellen Host hinzufügen und virtuelle Computer tauschen, die entsprechende Rollen ausfüllen, um die Auswirkungen auf die virtuelle Leistung für jede Rolle zu überprüfen. Sie können auch sehen, welche Auswirkungen verschiedene Kombinationen von Rollen auf die Gesamtleistung der Farm haben. Dies wird anhand des folgenden Beispiels veranschaulicht.

Tauschen von Rollen in der physischen und virtuellen Umgebung

Tauschen von Rollen innerhalb und außerhalb der virtuellen Umgebung

Beginnen Sie als Ausgangspunkt für das Ersetzen einer physischen Farm durch eine virtuelle Farm mit zwei bis vier physischen Hostservern. Bei jedem Host wird die Anzahl der bereitzustellenden Server durch die verfügbaren Arbeitsspeicher-, CPU-, Datenträger- und Netzwerkressourcen vorgegeben.

In den folgenden Abbildungen sind Beispielbereitstellungen dargestellt, in denen die Webserver- und Anwendungsserverrollen in einer virtuellen Umgebung bereitgestellt werden.

Web- und Anwendungsserverrollen in einer virtuellen Umgebung zum Machbarkeitsnachweis

Verwenden einer geringeren Anzahl virtueller Computer für eine Machbarkeitsstudie

Berücksichtigen Sie im vorherigen Beispiel Folgendes:

  • Die Mindestressourcen für CPUs und Arbeitsspeicher stellen die Ausgangspunkte für die Farm dar. Da für jedes virtuelle Image nur zwei Kerne reserviert sind, ist dieses Beispiel nur für Umgebungen zum Machbarkeitsnachweis oder Entwicklungsumgebungen geeignet, in denen die Leistung vernachlässigt werden kann. Reservieren Sie genügend freie Ressourcen, um diese basierend auf der Leistungsüberwachung erneut zuzuweisen.

  • SQL Server wird auf physischen Servern anstatt auf virtuellen Servern bereitgestellt.

  • Webserver und Anwendungsserver sind für die beiden Hostserver redundant.

  • Drei Webserver sind für hohe Verfügbarkeit in der virtuellen Umgebung bereitgestellt.

  • Die AD DS-Domänencontroller sind auf physischen Servern bereitgestellt.

Für Pilottests und Produktionsumgebungen werden mindestens vier Kerne als Basis für virtuelle Computer empfohlen. In der folgenden virtuellen Umgebung werden weniger virtuelle Computer zur Erreichung dieses Ziels verwendet.

Web- und Anwendungsserverrollen in einer virtuellen Umgebung für einen Pilottest

Verwenden einer geringeren Anzahl virtueller Computer für eine Pilotumgebung

Dieses Beispiel stellt eine Ausgangsumgebung dar. Möglicherweise müssen Sie abhängig vom Nutzungsmuster der Farm Ressourcen hinzufügen.

Wenn größere Hostserver verwendet werden, können Sie virtuellen Images mehr Ressourcen zuweisen. Die folgende Abbildung enthält eine Beispielimplementierung mit mehr CPUs und Arbeitsspeicher.

Web- und Anwendungsserverrollen mit mehr Arbeitsspeicher und CPUs in einer virtuellen Umgebung

Einsatz von mehr CPUs und RAM

Wenn die Vorteile der Virtualisierung von SQL Server die Leistungseinbußen überwiegen, kann SQL Server auch als Gast bereitgestellt werden (siehe die folgende Abbildung).

SQL Server-Bereitstellung in einer virtuellen Umgebung

Bereitstellen von SQL Server als Gastsystem

Berücksichtigen Sie im vorherigen Beispiel Folgendes:

  • Nur eine Instanz von SQL Server wird auf jedem Host bereitgestellt. Für kleinere und mittlere virtuelle Umgebungen wird empfohlen, nicht mehr als einen SQL Server-Gast pro Host bereitzustellen.

  • Beide Hostserver bieten mehr Arbeitsspeicher, um die Anzahl der virtuellen Server einschließlich SQL Server zu unterstützen.

Falls eine bestimmte Serverrolle so viele Ressourcen belegt, dass die allgemeine Leistung der virtuellen Umgebung beeinträchtigt wird, können Sie dieser Rolle einen physischen Server zuweisen. Abhängig von den Nutzungsmustern in einer Organisation können diese Rollen die Durchforstungsserver, den Server zum Importieren von Profilen, die Anwendung Excel Services oder andere häufig verwendete Dienste enthalten. Die folgende Abbildung zeigt hierzu ein Beispiel.

Verbessern der Leistung einer Rolle durch einen physischen Server

Verwenden eines dedizierten physikalischen Servers für eine Rolle

In diesem Beispiel:

  • SQL Server wird auf physischen Servern bereitgestellt. Entfernen Sie SQL Server aus der virtuellen Umgebung, bevor Sie Anwendungsserverrollen entfernen.

  • Die Durchforstungsrolle wird auf einem physischen Server bereitgestellt. In einigen Umgebungen kann eine andere Rolle für die Bereitstellung auf einem physischen Server geeignet sein. Dies hängt von ihrer Nutzung ab.

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