Entscheidungspunkt: VDI und Terminal Services

Zwei grundlegende Konzepte wetteifern um Vorrang, sofern sich Technologien für Vorrang interessieren, wenn es um grafische Remote-Desktop-Schnittstellen geht: VDI (Virtual Desktop Infrastructure) und Terminal Services. Die Idee hinter beiden ist einfach: Man legt die Ressourcen und die Verarbeitung auf einen Server und lässt die Endnutzer über ein Netzwerk aus der Ferne auf die grafische Oberfläche zugreifen. Was VDI und TS grundsätzlich voneinander unterscheidet, ist der Unterschied, ob es sich bei diesem Remote-Server um eine Eins-zu-viele-Erfahrung handelt, bei der viele Nutzer ihre Desktops aus einem einzigen Betriebssystem-Image beziehen (TS), oder ob jeder Nutzer einen eigenen, ihm allein vorbehaltenen Server erhält (vermutlich virtualisiert und VDI genannt), bei dem keine gemeinsame Nutzung der einzelnen Betriebssystemressourcen stattfindet.

Es besteht eine gewisse Annahme, teils bedingt durch die Namenskonventionen, dass VDI ein Desktop-Betriebssystem statt eines Server-Betriebssystems impliziere, doch dies sollte nicht als Implikation verstanden werden. Tatsächlich gibt es außerhalb der Windows-Welt wirklich keine Trennung zwischen Desktop- und Server-Betriebssystemen, sodass eine solche Unterscheidung auf technologischer Ebene keinen Sinn ergeben würde. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Microsoft die VDI-Lizenzierung über die Nutzung verschiedener Betriebssystem-Lizenzoptionen definiert und die meisten VDI-Lösungen für Windows-Betriebssysteme bestimmt sind. Auch wenn VDI dies also nicht impliziert, ist es in praktischer Hinsicht generell wichtig, im Hinterkopf zu behalten, dass es auf der technischen Seite keine Unterscheidung gibt, auf der Microsoft-Lizenzierungsseite hingegen erhebliche Unterscheidungen bestehen.

Von den beiden ist VDI das neuere Konzept. Terminal Services gibt es seit Jahrzehnten, sie sind wohlbekannt und heute alles andere als aufregend oder spektakulär. Terminal Services sind älter als Windows, in nahezu jeder Betriebssystemfamilie verbreitet und in der UNIX-Welt so verbreitet, dass sie oft ohne weitere Erwähnung eingesetzt werden. Terminal Services sind die grafische Fortsetzung der alten “Green-Screen”-Terminals, die seit den “alten Zeiten” der Computer verwendet wurden. In früheren Tagen waren die Terminals oft seriell angeschlossene VT100-Terminals, und heute verwenden wir TCP/IP-Netzwerke und Protokolle, die in der Lage sind, Grafiken zu übertragen, doch das Konzept bleibt dasselbe: viele Nutzer auf einem einzigen Server.

Mit VDI erreichen wir dieselben Ziele, tun dies jedoch, indem wir jedem Nutzer all seine eigenen Ressourcen zur Verfügung stellen. Ihr Betriebssystem gehört vollständig ihnen allein, es wird mit niemandem geteilt. Das bedeutet, dass der gesamte Overhead für Speicherverwaltung, CPU-Verwaltung, Prozesstabellen, Kopien von Bibliotheken und dergleichen für jeden einzelnen Nutzer anfällt. Das ist eine Menge Overhead. Bedenken Sie all die Ressourcen, die ein ungenutzter grafischer Desktop allein zum Hochfahren und Warten auf den Nutzer benötigt – das kann ziemlich viel sein. Neuere Windows-Betriebssysteme sind zunehmend schlanker und effizienter geworden, wahrscheinlich um sie auf VDI-Infrastrukturen praktikabler zu machen, doch der Overhead bleibt ein erheblicher Faktor. VDI war erst möglich, als die Virtualisierung es zur Realität machte, sodass es in jeder praktischen Hinsicht eine neue Nutzung von Technologie ist und häufig missverstanden wird.

Womit wir nun konfrontiert sind, ist die Wahl zwischen diesen beiden architektonischen Konzepten, wenn wir uns für eine Remote-Recheninfrastruktur entscheiden. Selbstverständlich sollte angemerkt werden, dass diese beiden sehr leicht koexistieren können und es oft angemessen wäre, dies zu tun. In kleineren Betrieben wäre es sogar sehr leicht möglich, dass die beiden auf derselben physischen Plattform koexistieren. Es gibt hier viele Faktoren, die wir berücksichtigen müssen, und dieser Entscheidungsprozess kann tatsächlich recht kompliziert sein.

Einer der größten Faktoren, die wir berücksichtigen müssen, ist die Softwarekompatibilität. Dies ist der größte Treiber für den Wechsel zu VDI statt zu Terminal Services. In der Windows-Welt ist es nicht ungewöhnlich, dass Anwendungen Dinge wie eine Desktop-Betriebssystem-Signatur erfordern (und sich weigern, auf Server-Betriebssystemvarianten zu laufen), Einzelnutzerumgebungen voraussetzen, verlangen, dass Nutzer über Administratorrechte verfügen, dass sie mit bestimmten Konten ausgeführt werden, oder Bibliotheksanforderungen stellen, die oft mit anderen Paketen in Konflikt geraten. Aufgrund dieser Probleme setzen viele Unternehmen auf VDI, um die Funktionsweise einzelner Desktops nachzuahmen, bei denen diese Probleme leicht übersehen werden konnten, weil jeder Nutzer in einer eigenständigen Umgebung arbeitete. VDI bringt dieselbe Funktionalität in die Welt des Fernzugriffs und ermöglicht es, problematischen Anwendungen nach Bedarf gerecht zu werden. Die Isolation des Betriebssystems fügt eine Schutzschicht hinzu.

Dieser treibende Faktor existiert außerhalb der Windows-Welt im Wesentlichen nicht und ist der Hauptgrund dafür, dass VDI in keiner anderen Umgebung jemals Fuß gefasst hat. Obwohl beispielsweise mit Linux oder FreeBSD leicht realisierbar, hat VDI in diesen Fällen kaum Zweck oder Wert.

Ein wesentliches Problem bei VDI ist der extreme Overhead, der notwendig ist, um viele redundante Betriebssysteme zu verwalten, von denen jedes seine eigenen duplizierten Prozesse, seinen eigenen Speicher und Arbeitsspeicher hat. In den Anfangstagen machte dies VDI unglaublich ineffizient. In jüngerer Zeit haben jedoch fortschrittliche VDI-Systeme, die sich in erster Linie auf Virtualisierungsplattformen und Speicher konzentrieren, viele dieser Probleme angegangen, indem sie Arbeitsspeicher und Speicher deduplizieren, gemeinsame Master-Boot-Dateien verwenden und andere Techniken einsetzen. Tatsächlich kann es entgegen den meisten Annahmen sogar der Fall sein, dass VDI bei Windows die herkömmlichen Terminal Services übertrifft, da die Hypervisor-Plattform in der Lage ist, Speicherverwaltung und Task-Switching noch effizienter zu handhaben als Windows selbst (ein Phänomen, das erstmals in den frühen 2000er Jahren beobachtet wurde, als Windows in manchen Fällen schneller lief, wenn es auf Linux virtualisiert wurde, sodass die Speicherverwaltung teilweise an das darunterliegende Linux-System ausgelagert werden konnte, das effizienter war). Dies ist definitiv nicht immer der Fall, doch die Verbesserungen bei der VDI-Handhabung sind so weit fortgeschritten, dass die beiden oft recht nah beieinanderliegen. Doch auch dies ist wiederum ein Faktor, der VDI in der Windows-Welt attraktiver macht, jedoch nicht so dramatisch in der Nicht-Windows-Welt, wo die native Task-Verwaltung des Betriebssystems typischerweise effizienter ist und VDI ein unnötiger Overhead bliebe.

Ein weiterer Bereich, in dem sich VDI durchgängig als leistungsfähiger als Terminal Services erwiesen hat, ist der Bereich grafisch aufwendig gerenderter Umgebungen wie CAD und Videobearbeitung. Dieselben Bereiche, die nach wie vor stark zu dedizierter Hardware tendieren, wechseln tendenziell eher zu VDI als zu Terminal Services, und zwar aufgrund einer hohen Investition in GPU-Fähigkeiten innerhalb der VDI-Lösungen. Dies ist kein universelles Szenario, doch für Situationen, in denen umfangreiches grafisches Rendering stattfinden muss, lohnt es sich, die Möglichkeit zu prüfen, dass VDI deutlich besser abschneidet.

Aufgrund der Art und Weise, wie VDI verwaltet wird, ist es oft nur sehr großen Bereitstellungen vorbehalten, bei denen die Größenordnung – gemessen an der Anzahl der in die Lösung einbezogenen Endnutzer – genutzt werden kann, um einen Teil der Implementierungskosten auszugleichen. Terminal Services hingegen lassen sich aufgrund ihrer besser skalierbaren Kosten oft kostengünstiger in kleineren Umgebungen oder für Teilmengen von Nutzern implementieren. Keines von beiden ist für eine sehr kleine Umgebung mit nur wenigen Nutzern üblich, obwohl ein eigenartiges Phänomen des manuell verwalteten VDI dazu führen würde, dass VDI für eine außergewöhnlich winzige Anzahl von Nutzern, vielleicht weniger als zehn, wahrscheinlich effektiver wäre als Terminal Services, wenn VDI eher wie einzelne Server behandelt wird statt als einheitliche VDI-Umgebung.

Von den seltensten Ausnahmen abgesehen, die in erster Linie auf den Lizenzierungs-Overhead zurückzuführen sind, den das Windows-Desktop-Ökosystem in einer virtualisierten Umgebung erzeugt, ist es eine De-facto-Ausgangsposition, bei Remote-Zugriffssystemen für Endnutzer von einem Ausgangspunkt mit Terminal-Server-Technologien auszugehen und sich nur dann den komplizierteren und kostspieligeren VDI-Lösungen zuzuwenden, wenn sich Terminal Services als unfähig erweisen, die technischen Anforderungen des Szenarios zu erfüllen. In praktisch jeder Hinsicht ist VDI eine Rückfall-Brute-Force-Methode, um die Endnutzervirtualisierung dort zum Funktionieren zu bringen, wo die bevorzugten Methoden versagt haben.