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Grafik-Virtualisierung mit XenApp and XenDesktop Service
Grafik-Virtualisierung bietet Vorteile, ist aber mit Kosten verbunden. Citrix XenApp and XenDesktop Service ist eine neue Option für Grafik-Virtualisierung.
Grafik-Virtualisierung bringt viele Vorteile. Mitarbeiter können damit von beliebigen Standorten aus zusammenarbeiten, ohne dass Projektdaten kopiert werden müssen. Bisher waren solche Lösungen allerdings mit hohem Hardware- und Administrationsaufwand verbunden. Gerade kleinere Unternehmen schreckte das ab. Mit Citrix XenApp and XenDesktop Service gibt es aber eine neue Möglichkeit, die einfach bereitzustellen und zu managen ist.
Bei Grafikprojekten müssen häufig viele interne und externe Mitarbeiter zusammenarbeiten. Dies gestaltete sich in der Vergangenheit aufwendig. Lange Zeit sah der Workflow so aus: Zeichnungen oder Projektdateien wurden auf lokale Endgeräte von Mitarbeitern kopiert und synchronisiert. So konnten Anwender dezentral daran weiterarbeiten.
Das bedeutete jedoch, dass diese Geräte sowohl performant als auch lizenztechnisch einwandfrei sein mussten. Je nach CAD-Software war das schon eine Herausforderung für sich. Die Gefahr des Datenverlustes oder Diebstahls braucht man an dieser Stelle nicht näher zu erläutern.
Auch der Rückweg war umständlich. Nachdem mehrere Kollegen unabhängig voneinander am selben Projekt Änderungen vorgenommen hatten, musste der aktuelle Datenstand wieder zusammengeführt werden. Es entstand ein eigener Mikrokosmos an Software, um dieses Szenario in eine Art Workflow zu bringen. Das machte den ohnehin schon schwer überschaubaren Bereich der Softwarebereitstellung noch komplexer.
Die Anfänge der Grafik-Virtualisierung
Im Jahr 2009 präsentierte Citrix HDX3DPro. Damit stand eine neue Lösung zur Verfügung, die es ermöglichte, rechenintensive Grafikanwendungen auch auf wenig leistungsfähigen Endgeräten und Remote Desktops zu betreiben. Mit Citrix HDX3DPro konnten Anwendungen auf virtuellen Desktops und Servern auf echte Grafikhardware zugreifen.
Berechnungen – etwa über OpenGL – ließen sich damit schneller erreichen und mittels Remote-Protokoll an ein Endgerät übertragen. Fortan konnte man auch Anwendungen wie ESRI ArcGIS, Adobe Photoshop, Siemens NX, Autodesk oder PTC Creo in einer Citrix-XenApp- oder XenDesktop-Umgebung betreiben.
Aber auch vermeintliche Standardsoftware wie Microsoft PowerPoint oder der Firefox-Browser profitieren von einer echten Grafikkarte. Denn die Beschleunigung von DirectX oder Direct3D entlastet die Hypervisor-CPU, die zuvor für eben jene Berechnungen zuständig war. Mit Windows 8 und Windows 10 ist der Bedarf gestiegen, grafikintensive Darstellungen des Betriebssystems wie Schattierungen oder transparente animierte Menüs auf die Grafikkarte auszulagern.
Hoher Hardwarebedarf schreckt ab
Der Einsatz von HDX3DPro war seinerzeit aber noch mit hohem Hardwareaufwand verbunden. Denn jede virtuelle Maschine benötigte einen eigenen Grafikprozessor. Damit addierte sich die Zahl der erforderlichen Grafikkarten 1:1 zur Zahl der Benutzer. Man konnte zwar auch mehrere User parallel auf einer Grafikkarte arbeiten lassen, indem man Anwendungen serverbasiert bereitstellte (Terminalserver-Ansatz mittels XenApp). Leider unterstützen aber viele namenhafte Hersteller von CAD-Programmen den Einsatz ihrer Software auf Terminalservern oder auch allgemein auf Serverbetriebssystemen nicht.
Als alternative Lösung konnte man eine klassische CAD Workstation im Rechenzentrum platzieren. Dagegen sprachen jedoch Richtlinien, die es verboten, Nicht-Serverhardware im Rechenzentrum zu betreiben. Oder man wollte Tower Workstations schlichtweg nicht in ein 19-Zoll-Rack stellen oder legen. Die Variante eines Blade-PC war geboren. Sie steigerte jedoch die Kosten der CAD Workstation und deren Hardwarebedarf und erforderte ein Vielfaches an Planung hinsichtlich Energiebedarf und Abwärme.
Die Lösung: Grafikkarten zwischen mehreren virtuellen Maschinen aufteilen
2013 veröffentlichte NVIDIA seine GRID-Karten und brachten in Zusammenarbeit mit den Hypervisoren von Citrix (XenServer) und VMware (vSphere ESX) eine neue Lösung auf den Markt. Damit ist es möglich, Grafikkarten zwischen mehreren virtuellen Maschinen aufzuteilen. Das rückte Citrix HDX3DPro erneut in den Fokus. Jetzt konnte man mehr als 100 Nutzer auf einem einzigen zentralen Server inklusive Grafikbeschleunigung arbeiten lassen. Diese Option steigerte die Nachfrage nach HDX3DPro stark. Auch kleine und mittelständische Unternehmen mit weniger Manpower in der IT-Abteilung interessierten sich für diese Lösung.
Für viele Unternehmen ist es erstrebenswert, von überall auf Grafikprojekte zuzugreifen, ohne dass man dafür Projektdaten hin und her kopieren muss. Das erleichtert zudem die Zusammenarbeit mit externen Zeichenbüros, die nicht im selben Gebäude sitzen. Außerdem war es verlockend, von beliebigen Endgeräten aus in den Genuss einer kraftvollen Hardware zu kommen.
Der Nachteil: gesteigerter Aufwand für Administratoren
Doch auch damit entstanden neue Herausforderungen. Die Infrastruktur von Citrix-Umgebungen muss installiert, konfiguriert und vor allem gewartet und gepflegt werden. Viele kleine oder mittelständische Unternehmen scheuen diesen Schritt und benötigen dafür externe Unterstützung. Die im eigenen Rechenzentrum abgebildete Infrastruktur verbraucht Ressourcen. Außerdem müssen vorhandene Strukturen im Netzwerk- und Storage-Umfeld oftmals angepasst werden.
Citrix-Controller sowie Zugangspunkte müssen in mindestens doppelter Ausführung hochverfügbar bereitgestellt werden. Dazu kommen die Anbindung an Datenbanksysteme und Backup-Server, der Einsatz von öffentlichen und privaten SSL-Zertifikaten für den internen und externen Zugriff sowie eventuell benötigte Sicherheitsanpassungen für die Zugangswege über Router und/oder Firewall. All das steigert die Komplexität der vorhandenen Systeme um Mail-Server, Domain-Controller, Print- und Backup-Dienste. Für den Administrator entstehen mehrere neue Themengebiete und Verantwortungsbereiche.
Kontinuierliche Pflege kostet Zeit
Besonders der fortlaufende Pflegeaufwand ist nicht zu verachten. So wie die Entwicklung im Softwareumfeld voranschreitet, ist auch eine Citrix-Infrastruktur im stetigen Wandel. Dynamisch bereitgestellte Arbeitsumgebungen, sei es eine CAD-Anwendung oder auch ein kompletter Windows-10-Desktop, ermöglichen eben auch immer neue Möglichkeiten im Unternehmen.
Oftmals entdecken viele Anwender erst beim Einsetzen einer Citrix-Lösung deren Potenzial und fordern dieses dann Stück für Stück beim Administrator ein. Somit wird die Verwaltung und Pflege der Infrastruktur irgendwann zu einem wesentlichen Bestandteil seiner täglichen Aufgaben.
Dabei muss er sich mit Dingen auseinandersetzen, die vielleicht zur ursprünglichen CAD-Bereitstellung gar keinen Bezug haben. Er muss Backup-Lösungen sowie deren Rollback-Szenarien entwickeln und umsetzen. Die Hardware wie Server und Netzwerkkomponenten müssen ebenso hochverfügbar und ausfallsicher sein wie die damit verbundenen virtuellen Serversysteme. Man braucht Wartungspläne für Updates und Upgrades, um zu vermeiden, dass einzelne Bestandteile oder gar die gesamte Umgebung ausfallen.
Letztendlich verantwortet der Administrator den kompletten Arbeitsplatz der Mitarbeiter. Ist der Zugriff gestört, ist kein Arbeiten möglich. Kurz gesagt: Für die Pflege der Infrastruktur muss man ebenso viel Zeit aufwenden wie für die eigentliche Bereitstellung der CAD-Arbeitsplätze. Deshalb schrecken besonders kleine und mittelständische Unternehmen mit schlanker IT-Landschaft vor der Einführung von Citrix zurück.
Die Alternative: Citrix XenApp and XenDesktop Service
Die Lösung dafür könnte Citrix XenApp and XenDesktop Service heißen. Dabei betreibt der Hersteller die Infrastruktursysteme wie Citrix-Controller, Datenbanken, Storefront sowie das Monitoring und die Lastenverteilung der Umgebung. Er kümmert sich um die Pflege der eigesetzten Citrix-Version, die Backups der Konfigurationsdatenbanken sowie die Hochverfügbarkeit und die Lastenverteilung. Das entlastet den Unternehmens-Administrator. Er kann sich auf die Anwendungen und Systeme konzentrieren, die auf der eigenen Hardware im Haus laufen. Dort wo auch die File-Server mit den Projektdaten oder die Mail-Server stehen.
„Oftmals entdecken viele Anwender erst beim Einsetzen einer Citrix-Lösung deren Potenzial und fordern dieses dann Stück für Stück beim Administrator ein.“
Christian Honig, Axians IT Solutions
Für diese Lösung benötigen Unternehmen lediglich zwei virtuelle Windows-Server, die als Citrix-Connector dienen. Dieser bindet die Infrastruktursysteme an und kümmert sich um den Verbindungsaufbau der Worker-Systeme per Citrix-Protokoll (ICA/HDX). Dafür muss der Administrator weder das Active Directory synchronisieren noch außerhalb der eigenen Server Nutzerdaten pflegen.
Er erhält unter seinem Citrix-Login das bekannte Citrix-Studio. Dort kann er Anwendungen und Desktops bestimmten Benutzern zuweisen, Citrix-Richtlinien anpassen oder Bereitstellungsgruppen und Computerkataloge anbinden.
Die Administration der Umgebung obliegt weiterhin der IT. Die benötigten Konsolen werden in einem Webportal abgebildet. Die Kontrolle der benötigten Citrix-Services sowie deren Anhängigkeiten (unter anderem SQL, Lizenzserver und Load Balancer) übernimmt Citrix. Außerdem aktualisiert, wartet und sichert Citrix die bereitgestellten Komponenten. Der Aufgabenbereich des Administrators beginnt erst am Citrix-Connector.
Neue Möglichkeiten auch für KMUs
Mit Citrix XenApp and XenDesktop Service bieten sich neue Möglichkeiten. Zum Beispiel kann sich der Administrator bei der Anschaffung von Hardware komplett auf den Bedarf der Mitarbeiter konzentrieren. Der durch die Infrastruktursysteme verursachte Overhead entfällt.
Dank Citrix-Connector lässt sich ohne größere Planung eine flexible, dynamische Umgebung über Standorte hinweg aufbauen. Die Standorte müssen dabei untereinander nicht verbunden sein. Jeder Standort kann ein eigenes Active Directory haben und ist trotzdem über eine einzige Konsole administrierbar. Citrix XenApp und XenDesktop Services schafft es damit, das administrative Monster einer hochverfügbaren Citrix-Infrastruktur auch mit HDX3DPro und NVIDIA GRID zu zähmen und für jedermann smart administrierbar zu machen.
Über den Autor:
Christian Honig ist Senior Citrix Consultant bei Axians IT Solutions.
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