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Was ist ein Embedded Hypervisor und welchen Nutzen hat er?

Eingebettete Systeme und Embedded Hypervisor arbeiten eng zusammen. Admins mit können so mehrere Betriebssysteme unterstützen und älteren Code kompatibel nutzen.

Ein Embedded-System oder eingebettetes System ist ein kleiner, aufgabenspezifischer Computer, der reduzierte Befehlssätze enthält und viele Vorteile und Funktionen bietet. Dazu gehören beispielsweise eine bessere Systemleistung und Unterstützung mehrerer Betriebssysteme. Das Hinzufügen eines Embedded Hypervisors erweitert diese Vorteile und Möglichkeiten.

Sprechen IT-Administratoren über Computer, dann denken sie normalerweise an Unternehmensserver und Computing-Endgeräte wie PCs, Notebooks, Tablets und andere mobile Geräte. Alle diese Computer sind Geräte mit komplexen Befehlssätzen (CISC).

Die Idee mit CISC-Geräten ist es, universell einsetzbare Computerplattformen zu entwickeln, die ein Betriebssystem hosten und jede Anwendung ausführen können. Bei CISC-Geräten können aber auch jede Menge Ressourcen einfach ungenutzt sein. Das Konzept der Virtualisierung adressiert diese Verschwendung, indem eine zusätzliche Softwareschicht installiert wird, die sich Hypervisor nennt.

Mit dem Hypervisor lässt sich die auf einem Computer installierte Software von der darunterliegenden Hardware abstrahieren. Damit lassen sich eine sichere und isolierte Betriebsumgebung erstellen und zwei oder mehr unabhängige Computing-Instanzen unterstützen. So werden mehr der verfügbaren Hardwareressoucen eines Computer genutzt. Mit Virtualisierung – und dem Hypervisor – holen Sie das Maximum aus jedem verfügbaren Computer heraus.

Eingebettete Systeme werden als RISC-Geräte (Reduced Instruction Set Computing) bezeichnet. Sie kosten weniger als der separate Kauf eines Servers und eines Hypervisors.

Ein eingebettetes System verstehen

Während universelle Computer Prozessoren mit kompletten Befehlssatz verwenden müssen, können RISC-Geräte hingegen abgespeckte CPUs einsetzen, deren Befehlssätze reduziert sind. Das Resultat ist eine bessere Performance und ein geringerer Stromverbrauch, verglichen mit herkömmlichen CISC-CPUs. Embedded Systeme können jedoch CISC-Prozessoren und -Architekturen verwenden, wenn es die Aufgabe erfordert. Unabhängig von der Wahl des RISC- oder CISC-Prozessors ist ein Embedded-System so konzipiert, dass eine Aufgabe – oder eine begrenzte Anzahl von Aufgaben – erfüllt und gut ausgeführt wird.

Ein bemerkenswertes Merkmal eines Embedded-Systems ist, dass die Software, mit der das Gerät betrieben wird, bereits im Gerät installiert ist, typischerweise in Form von Firmware. Administratoren können möglicherweise auf eine Art Menü zugreifen, um das Embedded-System zu konfigurieren oder zu steuern. Allerdings können sie keine neue oder andere Software auf einem Embedded-System installieren. So kann beispielsweise ein Administrator ein IoT-Gerät nicht umprogrammieren, um MP3-Dateien wiederzugeben. Softwareänderungen sind normalerweise auf das Update einer existierenden Firmware beschränkt.

Embedded Hypervisor und sein Platz in einem Embedded-System

Embedded-Systeme sind aber immer noch Computer und Administratoren können Virtualisierung nutzen, um die Fähigkeiten eines solchen Geräts zu verbessern. Durch das Bereitstellen einer Hardwareabstraktionsebene für ein eingebettetes System kann das resultierende Gerät möglicherweise die Betriebssystemunabhängigkeit erhöhen, mehrere Betriebssysteme unterstützen, die Sicherheit verbessern, die Verwendung von älterem Code ermöglichen und dazu beitragen, Fehler zu vermeiden, die andere Systeme beeinträchtigen.

Der Hypervisor, der auf einem Embedded-System verwendet wird, wird als Embedded Hypervisor bezeichnet und auch der permanenten Codebasis hinzugefügt, die auf dem Embedded-System installiert ist. Hypervisoren wie VMware ESXi sind nicht für den Einsatz auf Embedded-Systemen geeignet. Als Embedded Hypervisor kommen Versionen zum Einsatz, die speziell für Embedded-Umgebungen wie VMware ESXi Embedded oder Open-Source-Varianten konzipiert sind.

Embedded-Systeme verwenden in der Regel keinen Embedded Hypervisor, um die Nutzung von Hardwareressourcen zu erhöhen. Beispielsweise setzen Embedded-Systeme in der Regel keinen Hypervisor ein, um mehrere VMs zu erzeugen. Stattdessen kapselt der Embedded Hypervisor das Embedded System in eine einzige VM.

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