Was ist Virtualisierung und warum sollten Sie sie verwenden?
Im weitesten Sinne ist Virtualisierung der Prozess, eine virtuelle, anstelle einer tatsächlichen Kopie von etwas zu erstellen. Virtuell bedeutet in diesem Fall etwas, das dem Original so ähnlich ist, dass es kaum von ihm zu unterscheiden ist, wie in dem Ausdruck „praktisch identisch“.
Virtualisierung ist die Verwendung von Computerprogrammen, um eine spezifische Reihe von Parametern genau zu imitieren. Ein spezifisches Software-Tool, das als „Hypervisor“ bezeichnet wird, erstellt eine virtuelle Umgebung mit Software innerhalb der gegebenen Parameter.
Es gibt so viele Arten von Virtualisierung, wie es Anwendungen dafür gibt, daher werden wir unsere Diskussion auf die häufigsten Arten von Virtualisierung beschränken.
Hardware-Virtualisierung
Dies ist die bekannteste Art der Virtualisierung für die meisten Benutzer. Wenn Sie eine virtuelle Maschine in VirtualBox ausführen, führen Sie eine Hardware-Virtualisierung aus. Emulatoren von Videospielsystemen folgen demselben Prinzip, indem sie einen Hypervisor verwenden, um die Parameter vergangener Videospielkonsolen zu generieren.
Bei der Hardware-Virtualisierung erstellt der Hypervisor eine Gastmaschine, die Hardwaregeräte wie einen Monitor, eine Festplatte und einen Prozessor imitiert. In einigen Fällen gibt der Hypervisor einfach die Konfiguration der Hostmaschine weiter. In anderen Fällen wird ein völlig separates und unabhängiges System virtualisiert, abhängig von den Bedürfnissen der Umgebung.
Dies ist nicht dasselbe wie Hardware-Emulation, ein viel komplexerer und niedrigerer Prozess. Bei der Hardware-Emulation wird Software verwendet, um einem Stück Hardware zu ermöglichen, ein anderes zu imitieren. Zum Beispiel kann Hardware-Emulation verwendet werden, um x86-Software auf ARM-Chips auszuführen. Windows 10 verwendet diesen Emulationstyp umfassend in seiner „ein-OS-überall“-Strategie, und Apple verwendete ihn in Rosetta beim Übergang von PowerPC zu Intel-Prozessoren.
Oft sind einige Einschränkungen bei der Virtualisierung erforderlich. Ein Hypervisor kann oft die Spezifikationen seines Hostgeräts nicht überschreiten. Sie können keinen Hypervisor mit 10 TB Festplattenspeicher auf einer 2 TB Festplatte ausführen. Sie könnten versuchen, diese Zahl fälschlicherweise über den Hypervisor bereitzustellen, aber das würde schnell unter Nutzung zusammenbrechen.
Virtualisierte Hardware ist auch typischerweise langsamer als die reale Hardwareumgebung. Hardware-Virtualisierung bietet jedoch die Vorteile von geringeren Kosten, schnellerer Implementierung und größerer Flexibilität bei der Bereitstellung – Eigenschaften, die im Silicon Valley unter dem Motto „schnell bewegen und Dinge kaputt machen“ geschätzt werden.
Hardware-assistierte Virtualisierung verwendet speziell entwickelte Hardware, um die Virtualisierungsprozesse zu unterstützen. Einige moderne Prozessoren enthalten virtualisierungsfreundliche Optimierungen, die eine schnellere und flüssigere Prozessorvirtualisierung ermöglichen.
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Desktop-Virtualisierung
Die Desktop-Virtualisierung trennt die Desktop-Umgebung von der physischen Hardware, mit der der Benutzer interagiert. Anstatt das Betriebssystem, die Desktop-Umgebung, Benutzerdaten, Anwendungen und andere Endbenutzerdaten auf der Festplatte des Computers des Benutzers zu speichern, wird der Desktop für den Benutzer virtualisiert. Aus der Sicht des Benutzers erscheint diese Umgebung als lokales Laufwerk, wenn auch vielleicht etwas langsam.
Das gesamte System wird jedoch tatsächlich von einem Server verwaltet. Dies ermöglicht Systemadministratoren, die Desktop-Umgebung der Benutzer von einem Remote-Zugriffspunkt aus vollständig zu kontrollieren. Durch das Bereitstellen von Updates auf dem Server werden diese sofort auf den Endbenutzer angewendet, ohne dass Tunneling, physischer Zugriff oder gerätespezifische Benutzerprofile erforderlich sind. Durch die Trennung der Desktop-Umgebung von der Hardware, auf der sie läuft, ist der Benutzer frei, „seinen“ Computer von jedem Desktop-Computer aus zuzugreifen.
Netzwerk-Virtualisierung
Ähnlich wie die beiden bereits erwähnten Arten der Virtualisierung imitiert die Netzwerk-Virtualisierung die Netzwerktopologie, jedoch entkoppelt von der Hardware, die traditionell zur Verwaltung solcher Netzwerke verwendet wird. Anstatt physische Netzwerksteuerungsinfrastruktur auszuführen, rekreiert ein Hypervisor diese Funktionalität innerhalb einer Softwareumgebung. Netzwerk-Virtualisierung kann mit Hardware-Virtualisierung kombiniert werden, um ein Software-Netzwerk von Hypervisoren zu schaffen, die alle miteinander kommunizieren. Netzwerk-Virtualisierung kann verwendet werden, um obere Netzwerkfunktionen wie Lastenausgleich und Firewalling sowie Level-2- und Level-3-Rollen wie Routing und Switching zu testen und zu implementieren.
Fazit
Die Hauptnachteile der Virtualisierung sind die Geschwindigkeit. Virtuelle Umgebungen sind universell langsamer als Hostumgebungen, die auf „echten“ Plattformen laufen. Aber Geschwindigkeit ist nicht alles, was zählt. In Umgebungen, in denen die Leistung in der nächsten Sekunde nicht entscheidend ist, können Organisationen Geld sparen und die Flexibilität durch Virtualisierung erhöhen. Einzelbenutzer können Virtualisierung nutzen, um Hardwareumgebungen zu imitieren, auf die sie keinen Zugriff haben, und mehrere Betriebssysteme gleichzeitig auf einem einzigen Computer auszuführen.
