Virtualisierung

Virtuelle Maschinen (VM's) emulieren ein oder mehrere voll funktionsfähige Computer (Gastsysteme) auf leistungsfähigen Servern (Hostsysteme oder Gastgebersystem) mit mehreren Prozessoren (CPU's) und Prozessorkernen (Dualcore oder Quadcore CPU's) und mehreren Gigabyte RAM, da die Berechnung bei vielen Gastsystemen sehr rechen- und speicherintensiv ist.

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(Schematische Darstellung einer virtuellen Maschine)

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Einsatzgebiete

Durch eine Virtualisierung lassen sich beispielsweise mehrere Betriebssysteme (sowohl Linux als auch Windows) oder einzelne Anwendungen (Firewalls, Web-, Datei- und Mailserver) parallel auf einem Server starten, somit kann man kostensparend Anwendungen und Systeme unabhängig voneinander laufen lassen. Softwareentwickler können ihre Software auf einfachem Wege auf vielen unterschiedlichen Betriebssystemen ausgiebig testen und auf Fehler untersuchen. Systemadministratoren können mit Hilfe der Virtualisierung verschiedene Szenarien nachbilden. Sollen zum Beispiel Daten eines älteren Betriebssystems in ein neues System exportiert werden, so kann dies in der Virtuellen Maschine mit Imaginärdaten getestet werden, ohne die Produktivumgebung zu behindern. Viele Webhoster nutzen diese Technologie, um zum Beispiel so genannte v(irtuelle)Server anbieten zu können. Auf Hostsystemen befinden sich oftmals bis zu 25 vServer (Gastsysteme). So kann ein vollwertiger Server zu günstigen Konditionen Angeboten werden, allerdings ist die Leistung stark von dem Verhalten der anderen Nutzer abhängig. Startet ein Nutzer eine rechenintensive Anwendung so kann die Leistung auf den anderen Systemen stark beeinträchtigt werden (Siehe Vor- und Nachteile).

Vor- und Nachteile

Vorteile:

  • Durch die Abschirmung vom Hostsystem zu den Gastsystemen gibt es eine erhöhte Sicherheit gegenüber Viren und Angriffen von Außen.
  • Falls ein Gastsystem ausfällt, sind die anderen Systeme von dem Ausfall nicht betroffen.
  • Falls das Hostsystem ausfällt lassen sich die bereits installierten Gastsysteme in kurzer Zeit auf einen anderen Host übertragen.
  • Hardwareunabhängigkeit, da sich die virtuelle Maschine die Hardware selber mitbringt.
  • Die Betriebskosten einer virtuellen Maschine sind weit aus geringer, da sich die Gastsysteme die Hosthardware untereinander teilen können (die Hardware wird also nur einmal benötigt).
  • In großen Rechenzentren kann erheblich viel Platz eingespart werden.
  • Das laufende Gastsystem kann pausiert werden.

Nachteile:

  • Sollen viele Gastsysteme laufen ist ein leistungsfähiges Hostsystem erforderlich.
  • Programme und die Betriebssysteme selber laufen in einer Virtuellen Maschine langsamer als wenn man sie auf einer nicht virtuellen Maschine installiert.
  • Keine Unterstützung von aufwändigen 3D-Anwendungen (Spiele, CAD, etc.)

Die Verwaltung der "realen" Hardware (CPU, RAM, Festplatte) wird von dieser Software übernommen, die virtuelle Hardware (USB-Anschlüsse, Grafikkarte, serielle und parallele Schnittstellen) wird von der Software emuliert.
Die Software teilt ebenfalls Rechenleistung den einzelnen Gastsystemen zu. Verfügt der Server beispielsweise über 4 CPU Kerne und 4GB RAM kann man mit Hilfe der Verwaltungskonsole der Virtualisierungssoftware einem Windows-Gastsystem zwei der 4 CPU Kerne und 2GB RAM zuweisen und einem Linux-Gastsystem einen der 4 CPU Kerne und 1GB RAM. Die restlichen Ressourcen sollten für das Hostsystem reserviert bleiben, da die Virtualisierungssoftware mindestens 512MB des RAM für sich beansprucht.


Virtualisierungssoftware

  • VirtualBox
  • VMware
  • Microsoft Virtual PC
  • QEMU


Administration mit der Verwaltungskonsole

Administriert wird eine VM mit der Verwaltungskonsole. Mit Hilfe dieser Konsole lassen sich sowohl von Lokal aus, als auch von einem entfernten Rechner die Gastsysteme starten, pausieren, stoppen und neu starten. Sobald man ein Gastsystem pausiert, wird der Inhalt des RAM auf der Festplatte abgelegt. Startet man dieses System wieder, wird der Status vor dem Pausieren wiederhergestellt. Des Weiteren lässt sich Hardware in virtueller Form hinzufügen (Festplatten, Netzwerkkarten, Soundkarte).