Virtualisierung ist eine Technologie, die es ermöglicht, physische IT-Ressourcen wie Server, Speicher und Netzwerke in virtuelle Kopien aufzuteilen. Diese virtuellen Kopien, die als virtuelle Maschinen (VMs) bezeichnet werden, können unabhängig voneinander betrieben werden, als wären sie eigenständige Computer. Dadurch wird eine einzelne physische Maschine in mehrere virtuelle Maschinen aufgeteilt, was zu einer effizienteren Nutzung der Hardware führt.
Wie funktioniert Virtualisierung?
Die Virtualisierung funktioniert mit Hilfe einer speziellen Software, dem so genannten Hypervisor. Der Hypervisor ist für die Verwaltung der virtuellen Maschinen zuständig und sorgt dafür, dass sie auf der zugrunde liegenden physischen Hardware ausgeführt werden können. Er teilt die physischen Ressourcen wie CPU, Speicher und Netzwerkbandbreite so auf, dass mehrere virtuelle Maschinen effizient betrieben werden können. Es gibt zwei Arten von Hypervisoren:
Typ 1 Hypervisor (Bare-Metal): Läuft direkt auf der Hardware ohne darunterliegendes Betriebssystem. Er bietet hohe Performance und Sicherheit, da er direkten Zugriff auf die Hardware hat. Beispiele: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V.
Typ 2 Hypervisor (gehostet): Wird auf einem bestehenden Betriebssystem installiert und hostet die virtuellen Maschinen darüber. Dieser Typ ist einfacher einzurichten, aber weniger für Hochleistungsanwendungen geeignet. Beispiele: VMware Workstation, Oracle VirtualBox.
Der Hypervisor ermöglicht die Erstellung mehrerer virtueller Maschinen, die voneinander isoliert sind und unabhängig voneinander arbeiten. Dadurch kann jede VM mit ihrem eigenen Betriebssystem und spezifischen Anwendungen betrieben werden, was die Flexibilität und Ausfallsicherheit der IT-Umgebung erhöht.
| Art der Virtualisierung | Beschreibung |
|---|---|
| Servervirtualisierung | Mehrere virtuelle Server werden auf einer physischen Hardware bereitgestellt. Ermöglicht eine bessere Ressourcennutzung und erleichtert die Verwaltung der Server. |
| Desktop-Virtualisierung | Benutzer greifen auf virtuelle Desktops zu, die auf einem zentralen Server gehostet werden. Dies bietet Mobilität und Flexibilität für die Nutzer, da sie von überall auf ihre Arbeitsumgebung zugreifen können. |
| Speichervirtualisierung | Speicherressourcen werden abstrahiert und als eine einheitliche Ressource verwaltet, um Speicher effizienter zu nutzen und die Verfügbarkeit zu erhöhen. |
| Netzwerkvirtualisierung | Physische Netzwerke werden in virtuelle Netzwerke aufgeteilt oder mehrere Netzwerke zu einer Einheit kombiniert. Dies verbessert die Netzwerkverwaltung und Flexibilität. |
| Anwendungsvirtualisierung | Anwendungen laufen in einer isolierten Umgebung und sind unabhängig vom Host-Betriebssystem. Dadurch können Anwendungen sicherer und stabiler bereitgestellt werden. |
Wer braucht Virtualisierung?
Unternehmen und Rechenzentren: Sie nutzen die Virtualisierung, um ihre IT-Ressourcen effizient zu verwalten und die Betriebskosten zu senken. Die Konsolidierung mehrerer Betriebssysteme und Anwendungen auf wenigen physischen Servern verringert den Platzbedarf und verbessert die Energieeffizienz.
IT-Administratoren: Nutzen Virtualisierung, um die Bereitstellung und Verwaltung von VMs zu vereinfachen. Die zentrale Steuerung und Überwachung virtueller Umgebungen erleichtert die Wartung und Fehlerbehebung.
Entwickler und Tester: Erstellen und Testen von Software in isolierten virtuellen Umgebungen ohne zusätzliche physische Hardware. Dies ermöglicht eine sichere Testumgebung und die schnelle Bereitstellung von Entwicklungsumgebungen.
Endnutzer: Sie profitieren von virtuellen Desktops, die einen einheitlichen Zugriff auf Anwendungen und Daten ermöglichen. Das Arbeiten in einer virtualisierten Umgebung erhöht die Produktivität und verringert den Verwaltungsaufwand.
Vorteile
- Effizientere Ressourcennutzung: Mehrere virtuelle Maschinen können parallel auf einer einzigen physischen Maschine betrieben werden. Dies maximiert die Auslastung der Hardware und reduziert die Notwendigkeit für zusätzliche physische Geräte.
- Kostensenkung: Weniger Hardware bedeutet geringere Anschaffungs- und Betriebskosten. Die Virtualisierung senkt auch die Stromkosten und reduziert den Platzbedarf im Rechenzentrum.
- Flexibilität und Skalierbarkeit: Virtuelle Umgebungen lassen sich schnell und einfach an neue Anforderungen anpassen. VMs können bei Bedarf erstellt, geändert oder gelöscht werden, was die Reaktionsfähigkeit auf geschäftliche Anforderungen erhöht.
- Verbesserte Verwaltung und Automatisierung: Virtualisierungssoftware ermöglicht eine zentrale Steuerung der gesamten IT-Infrastruktur. Automatisierungstools helfen bei der Orchestrierung und Verwaltung der virtuellen Ressourcen.
- Höhere Verfügbarkeit und Redundanz: VMs können einfach auf andere Hosts migriert werden, um Ausfallzeiten zu minimieren. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und sorgt für Business Continuity.
- Isolation und Sicherheit: Jede virtuelle Maschine läuft isoliert von den anderen, wodurch Sicherheitsrisiken minimiert werden. Ein Fehler oder ein Angriff auf eine VM beeinflusst die anderen nicht.
Häufig verwendete Virtualisierungssoftware
- VMware vSphere: Eine umfassende Lösung, die in vielen Unternehmen für die Servervirtualisierung eingesetzt wird. Bietet fortschrittliche Verwaltungsfunktionen und hohe Zuverlässigkeit.
- Microsoft Hyper-V: In Windows Server integriert, bietet eine nahtlose Virtualisierungsumgebung für Windows-basierte Netzwerke und Anwendungen.
- Oracle VirtualBox: Eine weit verbreitete Open-Source-Software für Desktop- und Servervirtualisierung, die vielseitig einsetzbar ist.
- KVM (Kernel-based Virtual Machine): Eine Open-Source-Virtualisierungslösung, die direkt im Linux-Kernel integriert ist und in vielen Linux-Distributionen verwendet wird.
Virtualisierung ist eine Schlüsseltechnologie in der modernen IT, die es ermöglicht, physische Ressourcen effizienter zu nutzen, Kosten zu sparen und die Flexibilität und Verfügbarkeit der IT-Infrastruktur zu erhöhen.
