Datacenter Abstraction Layer (DAL) Overview

Betrifft: Windows Server 2012, Windows Server 2012 R2

Dieses Thema enthält allgemeine Informationen über die Datacenter-Abstraktionsschicht (Datacenter Abstraction Layer (DAL)). In diesem Thema finden Sie einführende Informationen zur DAL: Was sie ist und wie sie sich zusammensetzt. Außerdem finden Sie hier einführende Informationen zur Überwachung und Verwaltung von Netzwerksystemen wie Baseboard-Verwaltungscontrollern (BMCs), Top-of-Rack-Switches (TORs), Stromverteilereinheiten (PDUs) und Speichergeräten mithilfe der DAL.

Meinten Sie…

• Hardware-Abstraktionsschicht (HAL)

• Windows-Remoteverwaltung (WinRM)

• Microsoft.WSMan.Management-Modul

• Konfigurieren der Remoteverwaltung im Server-Manager

Beschreibung der DAL

Die Datacenter-Abstraktionsschicht (Datacenter Abstraction Layer (DAL)) ist ein erweiterbares Framework, das eine Reihe von Verwaltungsinfrastrukturkomponenten und -schemas bereitstellt, mit denen gerätespezifische Details emuliert werden können. Die DAL stellt weitere Verwaltungstools mit direktem Zugriff auf Geräteverwaltungsressourcen bereit. Es handelt sich hier um standardgemäße, automatisierbare Tools, die Administratoren verwenden können, ohne sich mit den Komplexitäten und Besonderheiten der verwalteten Geräte beschäftigen zu müssen.

Folgende Abbildung zeigt die Beziehung zwischen den Anwendungen und Diensten (rot), die die DAL verwenden, die DAL selbst (blau) und die verwalteten Geräte (grün):

Das Konzept der DAL umfasst eine Verwaltungsinfrastrukturschicht, die das Common Information Model (CIM) als Modellierungssprache und Web Services for Management (WS-MAN) als bevorzugtes Protokoll implementiert.

Windows Server 2012 beinhaltet als CIM-Objekt-Manager (CIMOM) die einfache, plattformübergreifende und skalierbare Open-Source-Architektur Open Management Infrastructure (OMI). OMI implementiert CIM und WS-MAN als grundlegende Technologien für die Geräteverwaltung. Ziel der OMI ist es, Gerätehersteller mit CIM und WS-MAN als grundlegende Technologien für die Verwaltung von Datacenter-Geräten möglichst schnell auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen.

Common Information Model

Das durch die Distributed Management Task Force (DMTF) definierte Common Information Model (CIM) bietet Methoden der aktiven Steuerung und Verwaltung von Hardware- und Softwareressourcen. Dank dieses gemeinsamen Datenmodells kann Verwaltungssoftware ohne komplexe und kostenintensive Konvertierungsoperationen oder Datenverluste auf die verschiedensten Implementierungen dieses Modells zurückgreifen.

CIM stellt eine allgemeine Definition für Verwaltungsdaten für eine große Bandbreite von Systemen, Netzwerken, Anwendungen und Diensten bereit. CIM definiert Folgendes:

• Managed Object Format (MOF): Eine Sprache, die auf der Sprache Interface Description Language (IDL) basiert, mit der Verwaltungsobjekte beschrieben werden.

• CIM-Schema: Ein standardisiertes, in MOF-Syntax geschriebenes Modell für Verwaltungsobjekte (z. B. Prozesse, Computer und Drucker).

• CIM-Profile: Sammlungen mit CIM-Modellen und zugehörigen Verhaltensweisen für eine bestimmte Verwaltungsdomäne (z. B. Strom, Virtualisierung und Speicher).

WS-MAN

WS-MAN dient in Verbindung mit CIM-Objekten zur sicheren Remoteausführung sämtlicher Verwaltungsvorgänge. WS-MAN ist ein durch die DMTF standardisiertes SOAP-Protokoll (Simple Object Access Protocol) mit folgenden Komponenten:

• WS-Adressierung

• WS-Übertragung

• WS-Enumeration

• WS-Eventing

• WS-MANagement-CIM-Binding-Spezifikation

• WS-CIM-Mapping-Spezifikation

Windows-Remoteverwaltung (WinRM) ist die Microsoft-Implementierung von WS-MAN. WinRM stellt Clients und Diensten Folgendes bereit:

• Windows PowerShell-Anbieter für die Konfiguration

• Windows PowerShell-Cmdlets für den Zugriff auf jeden Remoteverwaltungsendpunkt, auf dem WS-MAN mit CIM implementiert ist

• Windows PowerShell-Remoting

Praktische Anwendung

Mit dem Trend, IT-Organisationen mehr und mehr als Dienstanbieter für Kunden einzusetzen, wird der Ruf dieser Abteilungen nach serviceorientierten Architekturen und Verwaltungsprozessen immer lauter. In Verbindung mit einer wachsenden Nachfrage nach Server- und Speichervirtualisierung setzt dieser Trend Organisationen zunehmend unter Druck, bei mehr Service bei gleichzeitiger Kostenreduzierung zu bieten.

Rechenzentren setzen sich heute aus unterschiedlichen Geräteklassen verschiedenster Hersteller zusammen. Die rasche Erweiterung dieser Rechenzentren sowie die Möglichkeiten des Cloud-Computing erhöhen die Bedeutung einer konsistenten Verwaltung dieser Geräte. Vor DAL wurden die meisten Geräte in Rechenzentren durch Protokolle und Schemas verwaltet, manche aber auch durch proprietäre Lösungen. Das Fehlen einer konsistenten Verwaltungsplattform kompliziert die Verwaltung und macht sie ineffizient und zeitaufwändig.

Windows Azure beispielsweise beantwortet seine wachsenden System- und Wartungsanforderungen durch verschiedene Geräte unterschiedlicher Hersteller. So ist der Windows Azure Fabric Controller für die Verwaltung verschiedenster in Rechenzentren gängiger Hardwarekomponenten wie Blades, Lastenausgleichsmodule, Stomverteilereinheiten, Switches und Router zuständig. Viele dieser Geräte werden durch unterschiedliche Protokolle, Schemas und in einigen Fällen auch proprietäre Lösungen verwaltet. Zur Vereinfachung der Geräteverwaltung bietet Windows Azure ein Plug-in-System, das diese Komplexität abstrahiert.

Den Herausforderungen immer komplexer und größer werdender Rechenzentren kann nur eine einfach umzusetzende Verwaltungslösung begegnen, die eine End-to-End-Verwaltung ermöglicht. Diese Probleme beantwortet die DAL durch eine einheitliche Abstraktionsschicht für Entwickler, die mit der bunten Palette der DAL-konformen Geräte unterschiedlichster Hersteller umgehen kann. Vom Konzept her ist diese vergleichbar mit der Hardwareabstraktionsschicht (HAL), die Windows für Hardware-Entwickler bereitstellt.

Für Systemadministratoren:

Die DAL bietet mit Windows PowerShell eine einheitliche Verwaltungsplattform für Rechenzentruminfrastrukturen.

Nehmen wir als Beispiel die Aufgaben eines IT-Experten, der für einen Cloud-Services-Anbieter (CSV) arbeitet. Sein Job umfasst die Erfassung der Hardware-Inventardaten des Rechenzentrums sowie gelegentlich Remoteunterstützung bei Problemen oder zur Verwaltung der Hosts.

Diese Aufgaben stellen den IT-Experten im Wesentlichen vor zwei Herausforderungen:

1. Ein Teil der Hardware unterstützt Systems Management Architecture for Server Hardware (SMASH), ein anderer Teil Intelligent Platform Management Interface (IPMI) und wiederum andere Hardwarekomponenten unterstützen lediglich die proprietären Protokolle der Hersteller.

2. SMASH und WS-MAN sind nicht so einfach zu verstehen. Was der IT-Experte benötigt, ist also eine einfache aufgabenorientierte Art, die Dinge zu erledigen. Das Hardwareverwaltungsmodul des Rechenzentrums kann aufgrund von Einschränkungen für Skripts, die aus dem Internet heruntergeladen werden, nicht verwendet werden.

Lösung: Windows Server 2012 R2 stellt einen einheitlichen Satz von Windows PowerShell-Cmdlets für die Verwaltung aller IPMI- und SMASH-basierten Geräte bereit.

Für Entwickler:

Die DAL ermöglicht Entwicklern den Aufruf eines CIM-Providers, der durch die Windows Management Infrastructure mit verwalteten und nativen Client-APIs eine übergeordnete, aufgabenorientierte Abstraktion bereitstellt.

Nehmen wir das Beispiel eines Entwicklers, der im Cloud Infrastructure Solution-Team an einem Bereitstellungstool für eine Cloud-Infrastrukturlösung arbeitet, die für die Hardwareverwaltung verwendet werden soll. Gemäß Referenzarchitektur kann die Hardware mithilfe von IPMI oder SMASH verwaltet werden. Eine Liste typischer Hardwareverwaltungsaufgaben umfasst Folgendes:

• Festlegen des Energiestatus (Ein oder Aus)

• Ändern der Bootreihenfolge (dauerhaft oder einmalig)

• Aktualisieren der Firmware

• Abrufen von Ereignisprotokolleinträgen von BMCs

• Bereitstellen eines Hardwareinventars

• Erstellen von Firmware-Versionen

Mithilfe der DAL-APIs kann der Entwickler auch für verschiedene Protokolle konsistente Schnittstellen bereitstellen. Diese APIs bieten ein Abstraktionsniveau, das die Komplexität und die Details der IPMI- und SMASH-basierten Implementierung vollständig verdeckt.

Zusammenfassung der Vorteile der DAL:

• Geräteverwaltung mittels einer gemeinsamen Abstraktionsschicht, die Standardprotokolle und -schemas bietet

• Transformation von Rechenzentren in eine auf definierten Standards basierende Verwaltungsumgebung

• Bereitstellung einer sofort einsatzfähigen Geräteverwaltungslösung für Windows, durch die sich der Bedarf an Fabric Controllern wie Microsoft System Center Virtual Machine Manager (VMM) und CIS zur Erstellung benutzerdefinierter Lösungen reduziert

Wichtige Funktionalität

Dieser Abschnitt enthält zusammenfassende Informationen zur Funktionalität der DAL.

Grundlegende Verwaltungscontroller:

Das Profil für physische Computersysteme (PCSP) verwendet das Common Information Model (CIM) zur Implementierung der grundlegenden Funktionen der Data Center Management-Schnittstelle. Die PCSV stellt eine aufgabenorientierte Abstraktionssschicht für die Verwaltung von Compute-Knoten bereit.

Aus Perspektive der DAL ist das Profil für physische Computersysteme (PCSP) in der Lage, verschiedene BMC-Implementierungen zu abstrahieren.

Top-of-Rack

Für die Verwaltung des Top-of-Rack-Switch (TOR) steht ein neuer Satz an Client-APIs und Windows PowerShell-Cmdlets zur Verfügung. Gerätehersteller können das TOR CIM-Schema in ihren Switches basierend auf dem DIM sowie WS-Man implementieren.

In Zusammenarbeit mit CISCO und Arista hat Microsoft in die Switches dieser Anbieter ein neu entwickeltes CIM-Schema für Switch-Profile implementiert, das auf der Open-Source-Version der OMI basiert.

Siehe auch

In diesem Abschnitt finden Sie Links zu DAL-relevanten Informationen: