Was ist VMware vSphere? vSphere vs. ESXi vs. vCenter im Vergleich

VMware vSphere ist kein einzelnes Produkt, sondern eine umfassende Virtualisierungsplattform mit einer Reihe von Produkten und Tools, darunter ESXi und vCenter. Sie bildet die Grundlage für den Betrieb virtueller Maschinen (VMs) auf einem Hypervisor und ermöglicht IT-Teams die zentrale Verwaltung mehrerer Server, Cluster und Anwendungen.

Die Begriffe „vSphere“, „ESXi“ und „vCenter“ werden häufig synonym verwendet, obwohl sie unterschiedliche Aufgaben erfüllen. 

In diesem Artikel erfahren Sie, was vSphere ist, wie die Plattform mit ESXi und vCenter zusammenspielt und welche Rolle die einzelnen Komponenten in Ihrer Virtualisierungsstrategie spielen.

Was ist vSphere?

VMware vSphere ist eine Virtualisierungsplattform mit zwei Kernkomponenten, dem Hypervisor ESXi und der Verwaltungslösung vCenter Server. 

1. ESXi, der Hypervisor, der direkt auf der physischen Hardware ausgeführt wird und virtuelle Maschinen betreibt das virtuelle Maschinen ausführt
2. vCenter Server, die Management-Ebene zur zentralen Verwaltung dieser virtuellen Maschinen

Einfach gesagt: Auf ESXi laufen die virtuellen Maschinen. Mit vCenter werden sie verwaltet, überwacht und automatisiert. Zusammen bilden sie die Grundlage, um Workloads zu konsolidieren, Hardwarekosten zu senken und Hybrid- und Multi-Cloud-Strategien umzusetzen.

Eine typische vSphere-Umgebung umfasst neben ESXi und vCenter weitere Infrastrukturkomponenten. 

ESXi-Hosts laufen auf handelsüblichen x86-Servern und greifen über IP-Netzwerke auf gemeinsam genutzten SAN- oder NAS-Speicher zu, der den virtuellen Maschinen zentral zur Verfügung steht. Administratoren nutzen den vSphere Client oder vCenter Server auf ihren Endgeräten, etwa Desktop-PCs oder Laptops, um die virtuelle Infrastruktur bereitzustellen, zu überwachen und zu verwalten.

Was ist neu in vSphere 8.x?

vSphere 8.x bringt mehrere Verbesserungen, die für den Betrieb moderner Rechenzentren relevant sind:

• TPM 2.0-Unterstützung: Erweitert und stärkt die hardwarebasierte Sicherheit für ESXi-Hosts und virtuelle Maschinen.
• GPU-Skalierung: Ermöglicht mehreren VMs die gemeinsame Nutzung einer GPU oder eine flexiblere Zuweisung von GPU-Ressourcen über vGPU-Profile und NVIDIA MIG. Das verbessert die Performance bei KI-, Machine-Learning- und grafikintensiven Workloads.
• Lifecycle-Manager: Automatisiert Upgrades und Patches über Cluster hinweg, um Downtime zu reduzieren und operative Risiken zu minimieren.

Wer ältere vSphere-Versionen einsetzt, kann moderne Hardware und Möglichkeiten zur Workload-Optimierung nur eingeschränkt nutzen. Ein Upgrade auf vSphere 8.x bietet dagegen eine höhere Skalierbarkeit, integrierte Sicherheitsfunktionen und eine effizientere Verwaltung. Diese Vorteile sind entscheidend für eine langfristige Virtualisierungsstrategie im heutigen, von Broadcom geprägten VMware-Ökosystem.

Broadcom-Lizenzierung: Was sich geändert hat

Seit der Übernahme von VMware durch Broadcom im Jahr 2023 hat sich das Lizenzmodell von vSphere verändert. 

Mit vSphere 9.0 ist VMware auf ein reines Abonnementmodell umgestiegen. Neue Funktionen sind nun Bestandteil von vSphere Foundation (VVF) oder VMware Cloud Foundation (VCF): 

1. VVF eignet sich für Unternehmen, die eine zuverlässige Plattform für Virtualisierung und Management benötigen. 
2. VCF bietet einen umfassenderen Ansatz und kombiniert vSphere mit Storage-, Netzwerk- und Automatisierungsfunktionen zu einer vollständigen Private-Cloud-Plattform.

Eine weitere wichtige Änderung betrifft die kostenlose VMware-ESXi-Edition. Broadcom hat diese im Zuge der Umstellung auf abonnementbasierte Lizenzen für neue Deployments eingestellt. 

Unternehmen, die neue ESXi-Umgebungen bereitstellen möchten, erwerben VMware heute über VMware vSphere Foundation (VVF) oder VMware Cloud Foundation (VCF). Bestehende Nutzer können zuvor lizenzierte Versionen weiterhin verwenden, sofern dies gemäß ihrer Lizenz zulässig ist. Die kostenlose Edition wird jedoch nicht mehr aktualisiert oder für neue Downloads angeboten.

Vorteile von vSphere

Hier sind einige Kernvorteile der Verwendung von vSphere: 

Schutz durch Redundanz und Failover

Fällt ein Server aus, stehen viele Systeme so lange still, bis das Problem behoben wurde. vSphere reduziert dieses Risiko mithilfe von Redundanz und Failover:

• Redundanz bedeutet, dass zusätzliche Hardware oder Systeme parallel verfügbar sind, sodass kein einzelner Ausfallpunkt entsteht.
• Failover bezeichnet den automatischen Wechsel auf ein verfügbares Backup-System, sobald ein Problem auftritt. 

Fällt ein Server aus, wird der Workload automatisch auf einen anderen funktionsfähigen Server verlagert. Die virtuellen Maschinen werden dort ohne manuellen Eingriff neu gestartet. 

Fällt beispielsweise das System für Patientenakten eines Krankenhauses zu einer besonders stark frequentierten Zeit aus, kann vSphere den Workload umgehend auf einen anderen Server verlagern. Ärzte und Pflegepersonal können dadurch weiterhin ohne größere Verzögerungen auf die benötigten Daten zugreifen.

Lastverteilung über mehrere Hosts

Manchmal ist ein Server stark ausgelastet, während andere kaum genutzt werden. Das kann die Performance von Anwendungen beeinträchtigen. 

vSphere verteilt Workloads deshalb auf verschiedene Hosts, damit Ressourcen wie CPU und Arbeitsspeicher möglichst gleichmäßig genutzt werden.

Verarbeitet beispielsweise während einer großen Rabattaktion ein Server eines Online-Shops zu viele Checkout-Anfragen, kann vSphere einen Teil der Last auf einen anderen Server verlagern. So lassen sich Engpässe vermeiden und Kunden können ihre Einkäufe ohne unnötige Verzögerungen abschließen.

Vereinfachte Bereitstellung und Routineaufgaben

Server manuell einzurichten oder Updates einzuspielen, kostet Zeit und Ressourcen. vSphere bietet daher Automatisierungsfunktionen, die viele dieser Aufgaben vereinfachen. Neue Server lassen sich schneller bereitstellen, Patches einspielen und Ressourcen bei Bedarf skalieren.

Möchte beispielsweise eine Schule eine neue Online-Lernanwendung einführen, muss das IT-Team nicht mehrere Tage mit der Einrichtung von Servern verbringen. Mit vSphere kann es auf Templates zurückgreifen und die benötigte Umgebung innerhalb kurzer Zeit bereitstellen.

Geringere Hardware- und Energiekosten

Eine große Anzahl physischer Server verursacht hohe Kosten. 

Warum?

Viele davon sind nur teilweise ausgelastet, benötigen aber trotzdem Platz, Strom und Kühlung. 

vSphere ermöglicht es, Workloads durch Virtualisierung auf weniger physische Systeme zu konsolidieren.

Ersetzt beispielsweise ein kleines Unternehmen 15 ältere physische Server durch drei moderne vSphere-Hosts, müssen statt 15 einzelnen Systemen nur noch drei angeschafft und verwaltet werden. Dadurch lassen sich die Hardware- und Betriebskosten deutlich reduzieren.

Da weniger physische Server betrieben werden, sinkt auch der Stromverbrauch. Jeder Server benötigt Energie und erzeugt Wärme, wodurch zusätzlicher Kühlbedarf entsteht. Werden beispielsweise nur noch drei Server betrieben, reduziert sich der Energiebedarf sowohl für den IT-Betrieb als auch für die Kühlung deutlich.

Durch den Wegfall von zwölf physischen Servern wird zudem wertvoller Platz frei. Statt kaum ausgelastete Server-Racks zu betreiben, kann das Unternehmen diesen Raum beispielsweise für Storage oder andere Infrastruktur nutzen.

Erweiterte Funktionen von vSphere

Über die grundlegenden Hypervisor- und Management-Funktionen hinaus bietet vSphere erweiterte Features, die insbesondere für Enterprise-Umgebungen relevant sind:

• vMotion ermöglicht die Live-Migration virtueller Maschinen zwischen Hosts ohne spürbare Downtime.
• vSAN virtualisiert Storage, indem Festplatten verschiedener Hosts zu einem gemeinsamen Datastore zusammengeführt werden. Dieser lässt sich mit vSphere-Funktionen wie HA und DRS integrieren.
• Tanzu Kubernetes Grid integriert Kubernetes direkt in vSphere und ermöglicht den Betrieb containerisierter Workloads neben virtuellen Maschinen.
• High Availability (HA) startet VMs automatisch auf verfügbaren Hosts neu, wenn ein Server ausfällt.
• vSphere Cluster Services (vCLS) stellt die für Funktionen wie den Distributed Resource Scheduler (DRS) erforderlichen Cluster-Services bereit und trägt so zur Stabilität des Clusters bei, selbst wenn vCenter Server vorübergehend nicht verfügbar ist.
• Distributed Resource Scheduler (DRS) verteilt CPU- und Arbeitsspeicherressourcen kontinuierlich über Cluster hinweg, um Performance und Verfügbarkeit zu optimieren.

Was ist ESXi?

VMware ESXi ist der Hypervisor im Kern von vSphere. 

Ein Hypervisor, auch Virtual Machine Monitor (VMM), ist eine Software, mit der mehrere virtuelle Maschinen auf einem einzigen physischen Server betrieben werden können. Er stellt CPU, Arbeitsspeicher und Storage des Servers als virtuelle Ressourcen bereit und ermöglicht so, mehrere voneinander unabhängige Workloads gleichzeitig auszuführen.

ESXi wird als Typ-1-Hypervisor direkt auf der physischen Hardware installiert. Statt eines universellen Betriebssystems wie Windows oder Linux nutzt ESXi den speziell entwickelten VMkernel von VMware. Diese Bare-Metal-Architektur bietet eine hohe Performance und Zuverlässigkeit und macht ESXi zu einer etablierten Lösung für Enterprise-Rechenzentren.

Container vs. Virtuelle Maschinen

Auch Container teilen Ressourcen auf, funktionieren jedoch anders als virtuelle Maschinen. 

Ein Container läuft auf einem Host-Betriebssystem und teilt dessen Betriebssystem-Kernel mit anderen Containern. Dadurch sind Container schlank und lassen sich schnell starten, sind jedoch stärker an das zugrunde liegende Host-Betriebssystem gebunden. 

Eine VM verfügt dagegen über ein eigenes vollständiges Betriebssystem und läuft auf einem Hypervisor, der die zugrunde liegende Hardware abstrahiert. Dadurch bieten Hypervisoren wie ESXi mehr Flexibilität für komplexe Umgebungen. 

Zentrale Funktionen von ESXi

Zu den wichtigsten Funktionen von ESXi gehören:

• Schlank und effizient: Bare-Metal-Architektur mit geringem Ressourcenbedarf
• Skalierbare Performance: Unterstützung von bis zu 960 logischen CPUs und 16 TB Arbeitsspeicher pro ESXi-Host in vSphere 8.0 Update 2 beziehungsweise bis zu 896 logischen CPUs mit 24 TB Arbeitsspeicher
• Security-first-Architektur: Logging, Auditing, VM-Verschlüsselung und rollenbasierte Zugriffskontrollen schützen Workloads
• Einfache Verwaltung: : Administratoren können REST APIs,die vSphere CLI oder Automatisierungstools nutzen, um Routineaufgaben effizienter zu erledigen

Was ist vCenter?

VMware vCenter ist die zentrale Management-Ebene der vSphere Suite. 

Während ESXi die virtuellen Maschinen ausführt, bietet vCenter eine zentrale Konsole, über die sie im gesamten Rechenzentrum bereitgestellt, überwacht und automatisiert werden können.

Wer nur einen einzelnen ESXi-Host verwaltet, kommt in der Regel ohne vCenter aus. Bei mehreren Hosts wird vCenter jedoch zu einem zentralen Bestandteil der Umgebung. 

Warum?

Es unterstützt IT-Teams dabei, Ressourcen zuzuweisen, Sicherheitsrichtlinien durchzusetzen und eine hohe Verfügbarkeit der Workloads sicherzustellen.

Zentrale Funktionen von vCenter

Zu den wichtigsten Funktionen gehören: 

• Zentrale Bereitstellung: Neue virtuelle Maschinen und Hosts über eine zentrale Oberfläche bereitstellen
• High Availability: Cluster-Funktionen wie HA und DRS konfigurieren und orchestrieren, um Downtime zu minimieren
• vCenter High Availability (vCenter HA) : Schützt die vCenter Server Appliance selbst mithilfe von Active-, Passive- und Witness-Nodes. Fällt der aktive Node aus, wechselt vCenter HA automatisch auf den passiven Node, damit die Management-Services verfügbar bleiben.
• Automatisierung: Templates, Richtlinien und APIs vereinfachen wiederkehrende Aufgaben
• Transparenz und Suche: VMs, Hosts, Datastores und Netzwerke schnell finden
• Skalierbarkeit: Bis zu 2.000 Hosts und 35.000 virtuelle Maschinen über eine einzelne vCenter-Instanz verwalten
• Sicherheit: Photon-OS-Hardening, rollenbasierte Zugriffskontrollen und Single Sign-on (SSO)

Die wichtigsten Unterschiede: vSphere vs. vCenter vs. ESXi

Die Begriffe im VMware-Virtualisierungsumfeld werden häufig verwechselt, da sie eng miteinander verbunden sind. Vereinfacht lassen sie sich wie folgt unterscheiden:

• vSphere ist eine umfassende Virtualisierungsplattform. Sie verbindet ESXi und vCenter mit Funktionen wie vMotion und HA zu einer zentralen Lösung.
• vCenter Server ist die zentrale Management-Plattform. Damit lassen sich mehrere ESXi-Hosts konfigurieren, verwalten und automatisieren.
• ESXi ist der Hypervisor im Kern von vSphere. Er läuft direkt auf der physischen Hardware und stellt die Umgebung für virtuelle Maschinen bereit.

Kurz gesagt:

• ESXi bildet die technische Grundlage für den Betrieb virtueller Maschinen.
• vSphere führt die verschiedenen Komponenten zu einer vollständigen Virtualisierungslösung zusammen.
• vCenter ermöglicht die zentrale Verwaltung der gesamten Umgebung.

vSphere, ESXi und vCenter im Überblick

Hier ist ein tabellarischer Vergleich von vCenter, vSphere und ESXi:

Wie arbeiten vSphere, ESXi und vCenter zusammen?

vSphere verbindet ESXi und vCenter zu einer umfassenden Virtualisierungslösung. 

ESXi wird direkt auf dem physischen Server installiert und betreibt die virtuellen Maschinen. vCenter verwaltet die ESXi-Hosts anschließend zentral und bietet Administratoren eine gemeinsame Oberfläche für Bereitstellung, Automatisierung und Sicherheit.

Das Zusammenspiel lässt sich einfach zusammenfassen: 

• ESXi übernimmt die Hypervisor-Ebene. 
• vCenter übernimmt die zentrale Verwaltung der Umgebung. 

Je nach Deployment und betrieblichen Anforderungen stehen Administratoren verschiedene Management-Oberflächen zur Verfügung. 

Der vSphere Client ist die zentrale HTML5-Weboberfläche für die Verwaltung von vCenter und mehreren ESXi-Hosts. Mit dem VMware Host Client lässt sich dagegen ein einzelner ESXi-Host direkt und ohne vCenter verwalten. 

Für Automatisierung und Scripting stehen außerdem die vSphere CLI, PowerCLI und REST APIs zur Verfügung.

Typischer Ablauf eines vSphere-Deployments

Eine vSphere-Umgebung lässt sich beispielsweise in folgenden Schritten aufbauen:

1. ESXi auf einem physischen Server installieren, um einen Hypervisor-Host bereitzustellen.
2. Den ESXi-Host zu vCenter hinzufügen, nachdem die grundlegende Konfiguration von Netzwerk, Storage und Lizenzierung abgeschlossen ist.
3. Workloads über vCenter bereitstellen und dabei Templates, Richtlinien und Automatisierung nutzen.
4. Ressourcen mit HA, DRS und vMotion optimieren, um die Performance auszubalancieren und Downtime zu minimieren.

So entsteht eine Umgebung, in der sich unterschiedliche Workloads betreiben, Ressourcen flexibel skalieren und kritische Anwendungen auch bei einem Host-Ausfall verfügbar halten lassen. Dieser Ansatz bildet die Grundlage vieler moderner VMware-basierter Rechenzentren.

Sicherheitsaspekte in vSphere-Umgebungen

Wie jede Virtualisierungsplattform ist auch eine vSphere-Umgebung mit Sicherheits- und Betriebsrisiken verbunden. 

Aber, was bedeutet das? 

Fehlerhafte oder unzureichende Konfigurationen können Sicherheitslücken verursachen. 

Bleiben beispielsweise Root- oder standardmäßige Administratorkonten mit schwachen Zugangsdaten aktiv oder sind Netzwerkberechtigungen falsch konfiguriert, können Angreifer Zugriff auf kritische Systeme erhalten.

Auch ohne einen gezielten Angriff können Fehlkonfigurationen zu Ausfällen führen. Verbraucht beispielsweise ein Workload zu viele Ressourcen, kann dies andere Workloads verlangsamen oder deren Verfügbarkeit beeinträchtigen.

Häufige Angriffsvektoren und wie Sie Risiken reduzieren

Zu den typischen Angriffsvektoren gehören:

• Diebstahl von Zugangsdaten: Gestohlene Administratorkonten können Angreifern weitreichenden Zugriff auf virtuelle Maschinen ermöglichen.
• Angriffe über den Helpdesk: Social Engineering und unzureichend abgesicherte Prozesse können privilegierte Konten gefährden.
• Fehlkonfigurationen: Unzureichend konfigurierte Berechtigungen oder unnötig offene Services vergrößern die Angriffsfläche.

Problematisch ist, dass solche Risiken häufig erst auffallen, wenn bereits Auswirkungen entstanden sind.

Deshalb ist umfassende Transparenz so wichtig. 

Es verwandelt potenzielle Risiken in beherrschbare Probleme. 

vSphere zeichnet über vCenter und ESXi detaillierte Audit-Logs zu Anmeldungen, Konfigurationsänderungen und Systemaktivitäten auf. Werden diese Logs kontinuierlich überwacht und korreliert, können verdächtige Aktivitäten frühzeitig erkannt werden. 

Wiederholte fehlgeschlagene Anmeldeversuche können beispielsweise auf einen Brute-Force-Angriff hindeuten. Eine unerwartete Konfigurationsänderung außerhalb eines Wartungsfensters kann wiederum auf einen manuellen Fehler oder einen möglichen Missbrauch hinweisen.

Durch die Weiterleitung von Logs an eine zentrale Monitoring-Plattform wie LogicMonitor lassen sich solche Signale leichter erkennen und analysieren, bevor daraus größere Störungen oder Sicherheitsvorfälle entstehen.

LogicMonitor unterstützt die Sicherheit von vSphere-Umgebungen, indem vCenter- und ESXi-Logs zentral erfasst und korreliert werden. Teams können proaktive Alerts einrichten, Systemänderungen nachvollziehen und Compliance-Anforderungen unterstützen. 

Durch einheitliches Monitoring über verschiedene Ebenen der Umgebung hinweg können Fehlkonfigurationen schneller erkannt und die Reaktionszeiten bei auftretenden Problemen verkürzt werden.

VMware vSphere Monitoring mit LogicMonitor

VMware vSphere bildet die Grundlage moderner Virtualisierungsumgebungen und verbindet ESXi und vCenter auf einer Plattform, die Funktionen von High Availability bis hin zu fortschrittlicher Automatisierung unterstützt. Mit zunehmender Größe einer vSphere-Umgebung steigen jedoch auch die Anforderungen. Workloads müssen transparent überwacht werden, sicher bleiben und die erwartete Performance liefern.

Genau dabei unterstützt LogicMonitor. 

Wir bieten Out-of-the-box-Unterstützung für vSphere. LogicMonitor integriert sich über die vSphere APIs, um Metriken von vCenter, ESXi-Hosts und virtuellen Maschinen zu erfassen. Integrierte Dashboards und Alerts helfen dabei, Probleme frühzeitig zu erkennen, bevor sie Downtime verursachen, Änderungen in der gesamten Umgebung nachzuverfolgen und die Einhaltung relevanter Compliance-Anforderungen zu unterstützen.

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