Leitfaden für VM-fähigen Speicher

Die meisten Unternehmen betreiben Dutzende oder Hunderte von virtuellen Maschinen (VMs) auf gemeinsam genutztem Speicher, Speicher. Dies umfasst alles von virtuellen Desktops bis hin zu Produktions Datenbanken, die auf Virtual Servers laufen. Das Hosting kann On-Premises oder durch einen Infrastructure-as-a-Service (IaaS) Anbieter, typischerweise unter Verwendung einer logischen Einheit (LUN – einer Einheit für Block Storage) oder eines dateibasierten Speichervolumens, erfolgen.

Laut Forschung von Mordor Intelligence wurde der Markt für virtuelle Maschinen im Jahr 2025 auf 13,59 Milliarden USD geschätzt und wird voraussichtlich bis 2030 auf 26,94 Milliarden USD anwachsen. Da durch dieses Wachstum immer mehr VMs auf denselben gemeinsam genutzten Speicher gelangen, wird es mit herkömmlichen Methoden immer schwieriger zu erkennen, welche VM die meisten Ressourcen beansprucht oder eine Verlangsamung verursacht. VM-fähiger Speicher existiert, um dieses Problem zu lösen.

VM-bewusster Speicher verfolgt die Aktivitäten jeder VM separat und wendet Datendienste wie die Bereitstellung auf individueller VM-Ebene an.  Er geht über gemeinsam genutzte Volumes oder logische Einheitsnummern (LUNs) hinaus, die herkömmliche Speichersysteme als eine Einheit behandeln, und verfolgt die Leistung der VMs bis ins Detail – beispielsweise, welche VM zu einem bestimmten Zeitpunkt die meisten Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS) erzeugt.

Anstatt die VMs um denselben Pool konkurrieren zu lassen, gibt das System jeder VM genau das, was sie benötigt. Außerdem können pro VM Quality-of-Service-Einstellungen (QoS) zugewiesen werden, also Regeln, die steuern, wie viel Speicherleistung jede VM nutzen darf. Auf diese Weise muss eine Anwendung mit hoher Priorität nicht mit einer Anwendung mit niedrigerer Priorität um denselben Speicher konkurrieren. Speicher wird bereitgestellt, wenn eine VM erstellt wird, angepasst, wenn Workload sich verschiebt, und freigegeben, sobald eine VM gelöscht wird.

Snapshots werden auch pro VM verwaltet. Ein Snapshot erfasst den Zustand der virtuellen Festplatte einer VM zu einem bestimmten Zeitpunkt, damit die Daten wiederhergestellt werden können, falls etwas schiefgeht. Bei herkömmlichen Speichersystemen erfassen Snapshots auf Array-Ebene ein gesamtes gemeinsam genutztes Volume. VM-bewusster Speicher ermöglicht es dem Array, eine Schnappschussaufnahme einzelner VMs zu machen, sodass das Wiederherstellen der Daten einer VM nicht bedeutet, dass das gesamte Volume wiederhergestellt werden muss. (Snapshots pro VM waren auf Hypervisor-Ebene immer möglich, aber VAS ermöglicht eine solche Granularität auf Speicherebene.)

Es ist zu beachten, dass sich der Begriff „VM-bewusster Speicher“ auf den Block- und Dateispeicher bezieht, auf dem VM-Festplatten gehostet werden, nicht jedoch auf den Objektspeicher, der in der Regel für Archivierungszwecke oder unstrukturierte Daten verwendet wird. Für einen genaueren Einblick, wie Block Storage im Vergleich zu anderen Speichertypen abschneidet, siehe Objekt vs. Datei vs. Block Storage.

Der Hauptunterschied zwischen traditionellem Speicher und VM-bewusstem Speicher liegt in der Sichtbarkeit. Traditioneller Speicher basiert auf Blockprotokollen wie Fibre Channel und iSCSI, die für physische Server entwickelt wurden und keine eingebaute Möglichkeit haben, einzelne VM-Aktivitäten zu sehen. Es stellt typischerweise ein gemeinsames Volumen oder eine logische Einheitsnummer (LUN) aus einem Storage Area Network (SAN) als eine Einheit dar. Dieser blinde Fleck führt zu einer Überbereitstellung: Administratoren bauen für alle Fälle zusätzliche Kapazitäten ein, und der größte Teil dieses Puffers bleibt ungenutzt.

VM-fähiger Speicher verfolgt einen anderen Ansatz und stellt jeder VM nur das zur Verfügung, was sie benötigt. Tintri gehörte zu den ersten Anbietern, die diesen Ansatz auf den Markt brachten, und andere Speicheranbieter haben seitdem ihre eigenen Versionen davon entwickelt. 

Dies zeigt sich am deutlichsten bei der Fehlersuche. Bei herkömmlichen Speichersystemen bedeutet das Auffinden einer langsamen VM in der Regel, Protokolle abzurufen und das gesamte gemeinsam genutzte Volume zu überprüfen, was Zeit kostet, wenn die Systeme ohnehin schon überlastet sind. VM-fähiger Speicher überspringt diesen Schritt. Die Informationen sind bereits mit der einzelnen VM verknüpft, daher ist die Ursache leicht zu finden.

VM-bewusster Speicher bietet mehrere wichtige Vorteile und baut auf den breiteren Vorteilen der Virtualisierung auf:

- Bessere Leistung
- Niedrigere Kosten
- Schnellere Problemlösung
- Einfacheres Skalieren
- Präzisere Wiederherstellung

Mit VM-bewusstem Speicher müssen VMs nicht mehr auf Ressourcen warten, die von anderen gebunden sind. Das reduziert die Latenz, sodass Anwendungen konsistenter laufen, besonders wenn sie mit schnellerer Hardware wie einem All Flash Array kombiniert werden.

Die Kapazität wird effizienter genutzt, anstatt ungenutzt für Worst-Case-Szenarien zu bleiben, wodurch mehr VMs auf derselben Hardware ausgeführt werden können.

IT-Teams können herausfinden, welche VM das Problem verursacht, anstatt die Logs durchzusuchen, was die Fehlerbehebungszeit verkürzt.

Bei VM-fähigem Speicher werden neue VMs beim Hinzufügen automatisch mit Speicher versorgt, sodass die manuelle Neukonfiguration der Kapazität entfällt.

Die Daten einer einzelnen VM können wiederhergestellt werden, ohne den Rest der Umgebung zu beeinträchtigen, wodurch die durch einen einzelnen Vorfall verursachten Störungen begrenzt werden. Das macht VM-fähigen Speicher zu einem nützlichen Teil einer Notfallwiederherstellungs-Strategie, da er eine Replikation pro VM vor einem Ausfall und eine schnellere, gezieltere Wiederherstellung danach ermöglicht.

VM-fähige Speicher gehen mit einigen Kompromissen einher, die man abwägen sollte, wie zum Beispiel: 

- Komplexität der Einrichtung
- Anbieterbindung
- Kosten

VAS kann die tägliche Verwaltung vereinfachen, die Migration selbst kann jedoch komplexer sein. Es ist nicht so einfach wie das Umlegen eines Schalters – ein Unternehmen muss den Umstieg von einer LUN-basierten Konfiguration planen – und benötigt oft einen Speicher, der die Transparenz auf VM-Ebene unterstützt. Diese potenziellen Kosten müssen berücksichtigt werden.

Einige VM-bewusste Speichersysteme sind zudem eng an einen bestimmten Hypervisor gebunden, also die Softwareschicht, die mehrere VMs auf einem physischen Computer oder einem bestimmten Speicheranbieter ausführen lässt, was es später erschwert, die Plattform zu wechseln, ohne die Speicherkonfiguration neu zu gestalten.

VM-fähige Speichersysteme können in der Anschaffung teurer sein als herkömmliche Speichersysteme, da Hardware und Software die Verfolgung und Verwaltung von Daten auf VM-Ebene unterstützen müssen.

VMware ist die führende Virtualisierungsplattform im Bereich Unternehmens-IT, und Speicheranbieter haben entsprechend darauf aufgebaut. (Allerdings haben die Lizenzänderungen, die auf die Übernahme von VMware durch Broadcom folgten, einige Kunden zur Konkurrenz getrieben.) Diese Unterstützung umfasst:

- VVols
- vSAN
- VAAI

VVols ist das Framework von VMware für die Speicherintegration auf VM-Ebene. VVols speichert die Festplatten jeder VM als einzelne Objekte über Blockprotokolle oder das Network File System (NFS) im Storage Array, anstatt sie in einem herkömmlichen gemeinsamen Datenspeicher abzulegen.

Mit VVols können Snapshots, Klonen und QoS-Einstellungen jeweils auf eine VM angewendet werden, anstatt auf ein ganzes Volume.

Broadcom, das VMware im Jahr 2023 übernommen hat, hat damit begonnen, VVols auslaufen zu lassen. Neue Zertifizierungen für vVols und den VASA-Provider wurden ab der im Juni 2025 veröffentlichten Version 9.0 von VMware Cloud Foundation (VCF) und vSphere Foundation (VVF) eingestellt, und Broadcom plant, die Funktion in VCF/VVF 9.1 vollständig zu entfernen.

VMware bietet außerdem vSAN an, eine eigene Speicherlösung, die an Server angeschlossene Laufwerke zu einem gemeinsam genutzten Speicher zusammenfasst, ohne dass ein separates SAN erforderlich ist. Da vSAN direkt in den Hypervisor integriert ist, kann es Richtlinien auf VM-Ebene für Leistung und Datenschutz anwenden, ohne dass eine separate Integrationsschicht wie VVols erforderlich ist.

Außerdem gibt es VAAI (VMware vSphere Storage APIs Array Integration), das bestimmte Speicheraufgaben, wie zum Beispiel die Bereitstellung, vom Host-Server an das Speicher-Array selbst überträgt. Wenn eine VM aus einer Vorlage geklont wird, kann das Array Daten intern kopieren oder überschreiben, anstatt sie über den Host zu senden. VAAI beschleunigt Vorgänge wie die Bereitstellung und das Klonen, bietet dem Array jedoch keine eigenständige Transparenz über einzelne VMs. Nicht alle Anbieter unterstützen VAAI auf die gleiche Weise, daher lohnt es sich, dies zu überprüfen, bevor man sich für eine Plattform entscheidet.

Nicht jede Workload läuft auf virtuellen Maschinen. Viele Unternehmen verwenden auch Container, die Anwendungen ohne vollständiges Betriebssystem paketieren und oft innerhalb von VMs laufen. Container können temporären Speicher oder dauerhaften Speicher nutzen, wie zum Beispiel cloudnativen Speicher, der über Kubernetes oder andere Orchestratoren verwaltet wird. Unter den Unternehmen, die VMs betreiben, ist VMware jedoch nicht die einzige Option. Alternative Hypervisoren sind Hyper-V, KVM und Nutanix AHV, und jede Plattform verwaltet Speicher unterschiedlich:

• Hyper-V wird oft mit Windows-Server-Speicherfunktionen wie Storage Spaces Direct (S2D) kombiniert, das Festplatten über Server hinweg in gemeinsamen Speicher ohne separates SAN bündelt.
  
  
• KVM basiert in der Regel auf dem zugrunde liegenden Linux-Speicher-Stack, oft in Kombination mit Tools wie Ceph für gemeinsam genutzten Speicher innerhalb eines Clusters.
  
  
• Nutanix AHV bündelt Speicher und Rechenleistung auf einer einzigen Plattform, anstatt sie als getrennte Systeme zu betreiben. Sein AHV-Hypervisor basiert auf KVM, obwohl Nutanix auch Hyper-V und ESXi unterstützt

Das Wechseln von Hypervisoren gefährdet Snapshots auf VM-Ebene, QoS-Einstellungen und Wiederherstellungsrichtlinien, da diese Einstellungen oft an die Tools des ursprünglichen Hypervisors gebunden sind und nicht immer automatisch übernommen werden.

Erstellen Sie vor der Migration eine Übersicht darüber, welche Sicherheitsmaßnahmen für jede virtuelle Maschine bestehen, und prüfen Sie, ob diese in der neuen Umgebung nachgebildet werden können oder ob sie neu eingerichtet werden müssen. Manche Anbieter unterstützen mehrere Hypervisoren auf einer Plattform, was die Sache einfacher macht. Andere basieren auf einem einzigen Hypervisor, was bedeutet, dass Schutzmaßnahmen nach dem Wechsel möglicherweise erneut eingerichtet werden müssen.

Im August 2026 entfernte Broadcom den öffentlichen Download-Zugang zum VDDK (Virtual Disk Development Kit), der Bibliothek, die es Drittanbietern ermöglicht, VM-Disketten ohne das Gast-Betriebssystem zu lesen. Tools, die es für agentenlose Migration nutzten, darunter Microsoft Azure Migrate, AWS Anwendung Migration Service und Nutanix Move, benötigen nun Zugriff über das Technologie Alliance Program von Broadcom oder müssen auf agentenbasierte Methoden umsteigen.

Für Unternehmen, die bereits eine Hybrid-Cloud-Umgebung betreiben – also eine Umgebung, die sich über Private Cloud, Public Cloud und On-Premises-Umgebungen erstreckt –, könnte dieser Übergang einfacher sein. Das Verschieben von Workloads zwischen verschiedenen Infrastrukturen ist bereits Teil ihrer täglichen Abläufe. Das Testen der Wiederherstellung auf der neuen Plattform vor der vollständigen Umstellung ist den zusätzlichen Schritt wert, da das Auffangen einer Testlücke weitaus weniger kostet, als sie während der Migration abzufangen.