Was ist Virtualisierung? Definition und Funktion

Virtualisierung ist im Geschäftsleben nahezu allgegenwärtig geworden, um IT-Kosten zu senken, die Sicherheit zu erhöhen und die betriebliche Effizienz zu steigern. In 92% der Unternehmen wird eine Form der Virtualisierung eingesetzt. Unternehmen verwenden virtuelle Maschinen (VMs) für Speichervirtualisierung, Anwendungsvirtualisierung, virtuelle Desktopinfrastruktur (VDI) sowie Netzwerk- und Datenvirtualisierung.

Was ist Virtualisierung?

Mit der Virtualisierung können Sie Ressourcen auf einer physischen Maschine aufteilen, um separate Instanzen auf derselben Maschine auszuführen. Auf diese Weise können Sie die Kapazität einer physischen Maschine maximieren und die Anzahl der benötigten Maschinen reduzieren.

Anstatt separate Server für E-Mail, Apps und Webhosting auszuführen. Ein Server kann virtuelle Maschinen für alle drei Instanzen hosten. Stellen Sie sich vor, Sie erstellen einen Computer in einem Computer. Jeder kann unabhängig arbeiten und verschiedene Aufgaben erledigen.

Virtualisierung im Laufe der Zeit

Das Konzept der Virtualisierung reicht bis in die 60er Jahre zurück. Die Technologie, die dies ermöglichte, wurde vor mehr als 20 Jahren entwickelt, um mehreren Benutzern den gleichzeitigen Zugriff auf Computer für Aufgaben wie die Stapelverarbeitung zu ermöglichen.

Mit der Weiterentwicklung der Technologie wechselten Unternehmen von physischen Servern und IT-Stacks von Einzelanbietern zu kostengünstigeren Servern. Es war jedoch normalerweise ein Server für eine Aufgabe. Um sicherzustellen, dass eine Organisation über genügend Kapazitäten verfügt, um in Zukunft zu wachsen, wurden die Server in der Regel nicht ausgelastet. Unternehmen mussten für die überschüssige Kapazität bezahlen, die sie möglicherweise nie benötigen oder in Zukunft mehrere Server hinzufügen müssen.

Durch die Virtualisierung konnten mehrere Aufgaben oder Instanzen auf einer einzigen Hardware ausgeführt werden. Durch die Partitionierung von Servern können Unternehmen mehrere Betriebssysteme und Legacy-Apps auf demselben Computer ausführen.

Dies trug dazu bei, ein großes Problem für Unternehmen zu verringern: die Lieferantenbindung.

Mit zunehmender Verbreitung von Cloud Computing wurde die Virtualisierung zum Standard. Wenn Sie jetzt Cloud-Ressourcen verwenden, handelt es sich wahrscheinlich um eine virtualisierte Umgebung auf gemeinsam genutzten Computern.

Wie funktioniert Virtualisierung

Die Virtualisierung verwendet spezielle Software, um eine Umgebung zu simulieren. Bei einer Bare-Metal-Virtualisierung simuliert die Software physische Hardware in einer virtuellen Umgebung. Es verhält sich so, als wäre es ein physischer Server, obwohl es sich nur um Software handelt.

Host-Maschine

Auf dem Host-Computer befindet sich die VM. Durch Ausführen der Virtualisierungssoftware wird die Rechenleistung bereitgestellt, die für den Betrieb virtueller Maschinen erforderlich ist, z. B. CPU, RAM, Speicher und Netzwerk.

Virtuelle Maschine

Die virtuelle Maschine befindet sich auf der Hostmaschine in einer virtuellen Umgebung. Es existiert, als wäre es eine einzelne Hardware wie ein Server oder ein Computer. Alles wird über einen sogenannten Hypervisor geleitet, der Anforderungen an die physische Maschine verwaltet. Die Hardware gibt Daten an den Hypervisor zurück, der sie an die VM weiterleitet.

Es ist möglich, mehrere VMs auf einem einzelnen Hostcomputer auszuführen. Jede virtuelle Maschine funktioniert so, als wäre sie das einzige System, das auf der Maschine ausgeführt wird.

Es ist auch möglich, andere Hardware zu simulieren, z. B. Speicher. IT-Teams können virtuelle Speicherarrays erstellen, die dem Hypervisor so erscheinen, als ob es sich um eine Reihe physischer Festplatten handelt, die über das Netzwerk miteinander verbunden sind, anstatt um virtuellen Speicher.

Hypervisor

Der Hypervisor ist die Software, die alles zusammenbringt. Es erstellt und verwaltet die virtuellen Umgebungen auf dem Host-Computer. Der Hypervisor steuert und weist den Teil der Ressourcen zu, den jedes Betriebssystem erhalten soll, damit jede VM effizient arbeiten kann, ohne andere Vorgänge zu stören.

Es gibt zwei Arten von Hypervisoren:

Typ 1 Hypervisor

Es wird auch als Bare-Metal-Hypervisor bezeichnet, da es direkt auf der Systemhardware ausgeführt wird. Jede VM muss ein eigenes Betriebssystem ausführen.

Zu den Hypervisor-Softwareoptionen vom Typ 1 gehören:

• VMware ESX und ESXi
• Microsoft Hyper-V
• Citrix XenServer
• Oracle VM

Typ 2 Hypervisor

Dies ist ein gehosteter Hypervisor. Anstatt direkt auf dem Computer selbst ausgeführt zu werden, wird es auf dem Betriebssystem in der Hardware ausgeführt. Hypervisoren vom Typ 2 werden am häufigsten auf Computern verwendet, auf denen mehrere VMs ausgeführt werden, anstatt für jede virtuelle Maschine unabhängige Betriebssysteme ausführen zu müssen.

Zu den Hypervisor-Softwareoptionen vom Typ 2 gehören:

• VMware Workstation / Fusion
• VMware Server
• Microsoft Virtual PC
• Oracle VM VirtualBox

Bereitstellung einer virtuellen Maschine

Virtuelle Maschinen werden bei der Installation von Hypervisoren nicht automatisch bereitgestellt. Der Software muss gesagt werden, was zu tun ist. Es umfasst normalerweise vier Bereiche:

• Bereitstellung: Sie müssen bereitgestellt werden, um Ressourcenanforderungen zu verarbeiten, Vorlagen zu erstellen und VMs zu konfigurieren.
• Sicherheit und Compliance: Sicherheit und Überwachung müssen eingerichtet werden, z. B. die Überprüfung des Benutzerzugriffs.
• Ressourcenmanagement: Projizieren zukünftiger Anforderungen, Zurückfordern von nicht verwendetem Speicherplatz oder nicht genutzten Ressourcen
• Verwalten von Umgebungen: Implementieren der Virtualisierung in virtuellen, öffentlichen, privaten, privaten oder Hybrid- und Containerumgebungen.

Spezielle Virtualisierungssoftware wird von Unternehmensorganisationen verwendet, um Interdependenzen effizient zu verwalten. Jeder dieser 4 Schritte vervielfacht sich, wenn neue VMs hinzugefügt werden.

Hardware-Virtualisierung

Bei einer Hardwarevirtualisierung wird der Manager der virtuellen Maschine direkt auf dem Hardwaresystem installiert. Der Hypervisor verwaltet Speicher-, Prozess- und andere Hardwareressourcen. Diese Art der Virtualisierung ist auf Serverplattformen üblich. Der Betrieb einer virtuellen Maschine ist einfacher als die Wartung eines physischen Servers.

Verschachtelte Virtualisierung

Virtualisierte Systeme arbeiten unabhängig voneinander. Es spielt keine Rolle, ob es auf der Hardware selbst ausgeführt oder in einer anderen virtuellen Maschine verschachtelt ist. Virtuelle Maschinen können ihre eigenen verschachtelten virtuellen Maschinen haben. Es ist, als würde man mit einem Spiegel im Hintergrund in den Spiegel schauen. Sie können die Reflexion der Reflexion der Reflexion sehen. Verschachtelte Virtualisierungen können so tief geschichtet werden, wie es die Ressourcen unterstützen.

Jede virtuelle Maschine funktioniert genauso wie eine physische Hardware.

Betriebssystemvirtualisierung

Auf dem Host-Betriebssystem kann auch ein Virtual Machine Manager installiert werden, um Anwendungen plattformübergreifend zu testen.

Speichervirtualisierung

Die Speichervirtualisierung ermöglicht die Steuerung des Speichers aus einer Vielzahl von Ressourcen. Ein Array von Servern kann von einem virtuellen Speichersystem gesteuert werden. Dies wird häufig für die Sicherung und Notfallwiederherstellung von Cloud-Systemen verwendet. Zu den Optionen der Speichervirtualisierungssoftware gehören:

• WMware vSAN
• Microsoft Storage Spaces Direct
• HPE StoreVirtual VSA
• Starwind VSAN

Anwendungsvirtualisierung

Anwendungen werden virtualisiert und von einem Server auf ein Gerät übertragen, anstatt die Anwendung auf dem Gerät selbst ausführen zu müssen. Auf diese Weise können Remote-Mitarbeiter eine Verbindung zur Anwendung und ihren Daten herstellen, ohne sie auf ihrem Gerät hosten zu müssen.

Desktop-Virtualisierung

In ähnlicher Weise ermöglicht die Desktop-Virtualisierung den Remotezugriff auf Dateien und Apps auf einem Desktop-Computer mithilfe einer virtuellen Desktop-Infrastruktur (VDI).

Die Vor- und Nachteile der Virtualisierung

Wie alles hat auch das Ausführen virtualisierter Maschinen Vor- und Nachteile.

Die Vorteile der Virtualisierung

Die Virtualisierung bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Einrichtungen können mit weniger physischen Maschinen vereinfacht werden. Dies spart Platz und Kosten für Hardware, Wartung und Betrieb. Es ermöglicht auch eine zentrale Verwaltung und Kompatibilität mit Anwendungen. Hier sind einige der anderen Vorteile:

• Einfachere Wiederherstellung im Katastrophenfall
• Backups können auf demselben Computer ausgeführt werden
• Macht die Migration von Servern auf neue Hardware transparent
• Das Ausgleichen von Workloads ist einfacher, da die Virtualisierungssoftware die Hardwareressourcen bei Bedarf dynamisch neu zuweist
• Da die Maschine gekapselt ist, ist der Lastausgleich aktiviert. Es ist einfach, Konfigurationen zu ändern, um die Leistung zu verbessern.
• Schnellere Migrationsumgebungen.

Mit weniger Maschinen wird weniger physischer Platz benötigt. Das spart Geld bei Wartung, Strom und Kühlkosten.

Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität bei Betriebssystemen. Angenommen, Ihr Unternehmen entscheidet sich für eine Migration oder ein Upgrade auf ein neues Betriebssystem, das keine Legacy-Anwendungen unterstützt. Sie können Ihr altes Betriebssystem in einer virtuellen Maschine ausführen, um Ihre Legacy-Anwendungen zu unterstützen.

Die Nachteile der Virtualisierung

Die größte Sorge bei der Virtualisierung besteht darin, dass bei einem Hardwarefehler oder einem Ausfall eines Servers auch alles, was auf diesem Server gehostet wird, betroffen ist.

Bei der Entwicklung von Virtualisierungen ist es wichtig, auf die Ressourcen zu achten, die jede virtuelle Umgebung verwendet. Wenn mehrere virtuelle Maschinen auf einem Host ausgeführt werden, besteht die Möglichkeit, dass das System überlastet wird. Die Leistung kann beeinträchtigt werden, wenn nicht genügend Ressourcen für die Verwaltung gleichzeitiger Sitzungen vorhanden sind.

Das Verwalten der Gesamtleistung bei der Konsolidierung virtueller Umgebungen kann schwierig sein, und der RAM-Verbrauch kann ein Problem sein, da er zwischen virtuellen und physischen Maschinen aufgeteilt wird.

Es ist auch wichtig, die Struktur und Hierarchie virtueller Maschinen zu dokumentieren. Es werden mehrere Glieder in einer Kette erforderlich sein, um kohärent zusammenzuarbeiten. Das Reverse Engineering ohne Roadmap kann komplex sein. Die Virtualisierungsüberwachung kann den Prozess der Erstellung dynamischer Karten Ihrer Infrastruktur automatisieren.

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