Anwendungsvirtualisierung (App-Virtualisierung)

Was ist Anwendungsvirtualisierung (App-Virtualisierung)?

App-Virtualisierung, auch Anwendungsvirtualisierung genannt, beschreibt die Installation von Anwendungen auf einem Server und nicht direkt auf dem Rechner der Endanwender. Anschließend kann der Anwender über eine Remote-Verbindung auf die Programme zugreifen. Dazu wird eine spezielle App-Virtualisierungssoftware eingesetzt.

Zweck der App-Virtualisierung

Der wichtigste Einsatzzweck für die Virtualisierung von Anwendungen ist, es mehreren Nutzern zu erlauben, auf eine Software zuzugreifen, die auf einem zentralen Computer, meist einem Server, eingerichtet wurde. Sie wird dazu also nicht physisch auf den Clients der Endanwender installiert. Die Anwendungsvirtualisierung ermöglicht den Nutzern, von überall aus auf Daten und Software zuzugreifen, ohne dabei von großen Entfernungen oder anderen Einschränkungen auf ihren Endgeräten beeinträchtigt zu werden.

Aus Sicht der Anwender funktioniert das virtualisierte Programm genauso als wäre es auf ihren Computern installiert worden. So können sie zum Beispiel das Fenster der Software auf dem Bildschirm verschieben oder seine Größe verändern. Außerdem können sie das Fenster mit Maus und Tastatur wie eine lokale Software bedienen. Natürlich treten dabei kleine Unterschiede bei der Benutzung zwischen einer lokalen und einer virtualisierten Anwendung auf. In den meisten Fällen haben die Benutzer jedoch eine nahtlose Erfahrung beim Zugriff auf virtualisierte Anwendungen von ihren lokalen Geräten aus.

Wie die Virtualisierung von Anwendungen funktioniert

Obwohl es verschiedene technische Möglichkeiten gibt, um Applikationen zu virtualisieren, nutzen die meisten IT-Teams eine Server-basierte Struktur. Damit können sie geschäftliche Anwendungen ausliefern, ohne dass sie sie auf den einzelnen Desktops der Nutzer installieren müssen. Die Administratoren richten die benötigten Applikationen dazu entweder auf einem Server im Rechenzentrum der Organisation ein oder mieten dafür die Dienste eines Hosting-Anbieters. Anschließend können die Nutzer von ihren Desktop-Rechnern oder anderen kompatiblen Geräten aus auf die Applikationen zugreifen.

Dafür benötigt die IT-Abteilung eine spezielle Virtualisierungssoftware für Applikationen, mit der sie eine Server-basierte App-Virtualisierung anbieten können. Die Software streamt die Anwendungen Pixel für Pixel vom Hosting-Server bis zum entfernten Desktop. Dafür nutzt sie ein Remote-Display-Protokoll wie RDP (Remote Desktop Protocol) von Microsoft oder das PC-over-IP-Display-Protokoll.

Die Virtualisierungssoftware erzeugt eine besondere virtuelle Maschine (VM). Diese VM ist mit allen Ressourcen ausgestattet, die zum Ausführen der Anwendungen benötigt werden. Die Steuerung der einzelnen VMs übernimmt ein zentraler Hypervisor. Das ist eine Virtualisierungslösung, in der mehrere VMs mit ihrem jeweils eigenen Betriebssystem voneinander unabhängig auf einem einzigen Host laufen können. Der Hypervisor weist jeder VM die erforderlichen Ressourcen hinzu, um den Fernzugriff der Endanwendergeräte auf die virtualisierten Anwendungen zu realisieren.

Sobald die VM eingerichtet wurde, können die Anwender aus der Ferne auf sie zugreifen und die für ihre Aufgaben erforderlichen Applikationen so nutzen, als wären sie lokal auf ihren Computern installiert. Jede ihrer Aktionen mit Maus und Tastatur wird dabei zurück an den Server übertragen, der sie dann ausführt und das Ergebnis an den Client zurückschickt.

Vorteile der App-Virtualisierung

Dank der Virtualisierung von Apps müssen nicht mehr alle Anwendungen manuell auf den Rechnern der Nutzer installiert werden. Stattdessen genügt es, wenn der Admin die Applikationen auf einem einzigen, zentralen Server einrichtet. Anschließend können auch mehrere Nutzer aus der Ferne auf den Server und die darauf installierten Apps zugreifen. Sie benötigen dafür nur ein kompatibles Endgerät. Das ist auch der Grund, warum App-Virtualisierung als einer der effektivsten und schnellsten Wege für Firmen gilt, um Desktop-Anwendungen für viele Anwender einzurichten. Darüber hinaus lassen sich damit auch die Kosten für das Bereitstellen von Soft- und Hardware sowie für etwaig erforderliche Lizenzen senken.

Dieses Single-Server-Setup vereinfacht zudem das Verwalten und Aktualisieren der Anwendungen sowie das Ausrollen neuer Patches. Die Admins können veraltete Anwendungen leicht deinstallieren oder auch zu einer früheren Version einer App zurückkehren, wenn es nötig sein sollte. Neue Updates lassen sich zügig ausspielen, sobald sie verfügbar sind.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Administratoren damit die Zugriffe auf virtualisierte Anwendungen leichter verwalten können. Wenn zum Beispiel ein Anwender keinen Zugang zu einer bestimmten Applikation mehr braucht, weil er etwa in ein anderes Team gewechselt ist, muss ihm der Admin nur den Zugriff auf die App versperren. Mehr ist nicht nötig. Es gibt also bei der App-Virtualisierung keine Notwendigkeit mehr, eine Software extra zeitaufwendig vom Computer des Anwenders zu entfernen.

Außerdem können die Endnutzer auf ihre virtualisierten Anwendungen von herkömmlichen Desktop-PCs aus zugreifen oder auch von Thin-Clients oder sogar Nicht-Windows-Rechnern. Unabhängig vom Betriebssystem oder der Hardware stehen alle virtualisierten Applikationen sofort und uneingeschränkt zur Nutzung bereit. Die Mitarbeiter müssen also nicht mehr teils lange warten, bis eine Software installiert oder geladen ist. Die sofortige Verfügbarkeit der Apps aus der Ferne stützt auch die in vielen Unternehmen verwendeten BYOD-Richtlinien (Bring Your Own Device).

Die Virtualisierungstechnologie erlaubt es Anwendern folglich, auch Apps zu nutzen, die nicht mit dem Betriebssystem ihres Computers kompatibel sind oder die normalerweise nicht mit anderen Anwendungen auf dem Rechner zusammen funktionieren. Daher treten Systemabstürze wegen Inkompatibilitäten nahezu nie auf, sobald virtualisierte Apps genutzt werden. Außerdem können möglicherweise auftretende Zugriffsprobleme meist sehr leicht behoben werden, weil die IT-Abteilung nur an einer einzigen Stelle nach dem Fehler suchen muss – auf dem Server.

Die höhere IT-Sicherheit ist ein weiterer Vorteil der App-Virtualisierung. Virtuelle Applikationen laufen isoliert von anderen virtualisierten Programmen und den Endgeräten der Anwender. Daher gefährdet etwa eine App, die mit Malware in Kontakt gekommen ist, auch nicht die Endgeräte der Nutzer. Es beeinträchtigt auch nicht die Sicherheit der virtualisierten Apps, wenn der Computer eines Anwenders verloren, gestohlen, beschädigt oder auf andere Weise kompromittiert wurde. Da sich die Apps auf einem zentralen Server befinden, bleiben alle vertraulichen Daten auf dieser entfernten Maschine und können daher nicht in die falschen Hände gelangen, gleichgültig was mit der verlorenen Hardware geschieht.

Nachteile der App-Virtualisierung

Neben ihren Vorteilen gehören zur Virtualisierung von Anwendungen auch eine Reihe von Nachteilen sowie Herausforderungen, die Unternehmen kennen sollten.

Erstens sind bei weitem nicht alle Applikationen für die Virtualisierung geeignet. Wenn zum Beispiel Grafik-intensive Anwendungen wie CAD-Software (Computer-Aided Design) oder 3D-Modeling-Programme virtualisiert werden sollen, kann es zu Problemen beim Rendering kommen. Das wirkt sich nicht nur negativ auf die Performance der Anwendungen aus, sondern reduziert auch die Produktivität der Nutzer.

Ein weiteres potenzielles Problem ist, dass Anwender eine ständige und verlässliche Verbindung zum Server benötigen, um die virtualisierten Applikationen überhaupt nutzen zu können. Eine stockende Internetverbindung hat deshalb in der Regel erhebliche negative Auswirkungen auf den Zugang zu der Anwendung sowie auf die Benutzererfahrung.

Außerdem kann die Nutzung zusätzlicher Endgeräte wie Drucker kompliziert werden, wenn virtuelle Apps eingesetzt werden. Zu viele solcher Anwendungen können sich zudem negativ auf System- und Netzwerk-Monitoring-Software auswirken, da die Admins dann die einem Problem zugrundeliegenden Ursachen nicht mehr sauber isolieren und erkennen können.

Die Virtualisierung von Apps erhöht die Abhängigkeit von einem einzigen, zentralen und dedizierten Server. So entsteht jedoch ein Single Point of Failure (SPoF), der sich katastrophal auswirken kann, wenn eine virtualisierte App essenziell für das Überleben eines Unternehmens ist und nicht mehr zur Verfügung steht. Daher ist es von größter Wichtigkeit, diesen Server bestmöglich zu managen und bereits im Vorfeld alle potenziellen Fehlerquellen zu beheben. Nur so lässt sicherstellen, dass die Nutzer von überall aus und zu jeder Zeit auf ihre virtuellen Anwendungen zugreifen können.

Es ist ebenso wichtig, sich mit den Kosten und möglichen Sicherheitskonsequenzen der Virtualisierung von Apps zu beschäftigen. Virtualisierungsplattformen können durchaus auch teuer werden. Außerdem müssen Unternehmen meist zusätzliche Ausgaben für den Server und eine verlässliche Storage-Infrastruktur einplanen. Im schlimmsten Fall sorgt eine Malware-Attacke auf die virtualisierte App für längere Down-Zeiten, den Verlust unersetzlicher Daten oder einen Schaden für den Ruf des Unternehmens.

App-Virtualisierungssoftware und -Anbieter

Zu den beliebtesten Programmen und Techniken zur Virtualisierung von Apps gehören die folgenden:

Citrix HDX

Citrix HDX ist eine umfassende Suite, um virtuelle Apps in hoher Auflösung auf einer Vielzahl von Endgeräten darzustellen. HDX basiert weitgehend auf dem von Citrix entwickelten ICA-Protokoll (Independent Computing Architecture). Es enthält nützliche Funktionen wie eine adaptive Traffic-Kontrolle über das Transmission Control Protocol (TCP). Dazu kommen adaptive Traffic-Komprimierungen sowie adaptive und zugleich intelligente ICA-Traffic-Beschleunigungen.

HDX leitet Anwendungen nicht nur intelligent weiter, sondern rendert sie auch auf Endgeräten oder zum Hosting genutzten Servern. Außerdem stellt die Lösung eine adaptive Komprimierung bereit, um die am besten für die Darstellung auf modernen Multimedia-Displays geeignete CPU (Central Processing Unit) und GPU (Graphics Processing Unit) auszuwählen. Nicht zuletzt verhindert HDX auch doppelten Traffic, um so die zwischen Client und Server ausgetauschten Daten zu minimieren und um Audio-, Video- und Multimedia-Daten in nahezu Echtzeit abspielen zu können.

Microsoft App-V

Microsoft App-V nutzt einen Prozess namens Sequencing zum Isolieren von Anwendungen voreinander und um sie für die Endanwender verfügbar zu machen, ohne dass die Programme dazu direkt auf ihren Computern installiert werden müssen. Endnutzer interagieren mit den virtualisierten Applikationen über den App-V-Client. Alle Apps laufen in ihren eigenen virtualisierten Umgebungen auf dem Endgerät. Die Verwaltung übernimmt der Client.

Aber bevor ein Anwender auf eine App durch den Client zugreifen kann, muss sie zuerst auf dem zentralen Server eingerichtet werden. Nachdem dieser Prozess durchgeführt wurde, steht die App für die Nutzung auf den Endgeräten bereit. Die Anwender können die Applikation dann genauso nutzen und ausführen, als wäre sie auf ihren Rechnern physisch installiert worden.

Parallels RAS

Der Remote Application Server (RAS) von Parallels ist eine flexible Virtualisierungslösung, die sich für alle Unternehmensgrößen anbietet. So eignet sich Parallels RAS sowohl für hybride Umgebungen als auch den lokalen Einsatz, private Cloud-Strukturen sowie für öffentliche Clouds. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese Dienste von Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure oder anderen bereitgestellt werden. Auch Kombinationen mehrerer unterschiedlicher Workloads sind mit Parallels RAS möglich.

Mit der Lösung können Unternehmen ihre Anwendungen virtualisieren und verteilen, so dass sie aus der Ferne von jedem Gerät aus zur Verfügung stehen. Endanwender können mit Parallels RAS von jeder Remote-Umgebung aus über einen einfach zu bedienenden digitalen Workspace ihre Aufgaben erledigen. Die Software ist kompatibel mit allen führenden Hypervisoren wie VMware ESXi und Microsoft Hyper-V. Außerdem unterstützt sie zahlreiche Peripheriegeräte, erleichtert den schnellen Zugriff auf lokale Daten und bietet Integrationsmöglichkeiten für beispielsweise Azure Virtual Desktop, Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) und sogar für MFA-Lösungen (Multifaktor-Authentifizierung) von Drittanbietern.

Nutanix AHV

Dabei handelt es sich um eine Virtualisierungsplattform, die erweiterte und zugleich lizenzfreie Fähigkeiten für moderne und hybride Cloud-Umgebungen umfasst. Im Kern der Lösung befinden sich verteilte Systeme, so dass sich Nutanix AHV für das Virtualisieren von Anwendungen in sowohl Cloud- als auch On-Premises-Umgebungen eignet. Die Plattform bietet Virtualisierungsfunktionen wie Live-Migrationen von VMs, dynamisches Scheduling und Metro-Clustering. Mit ihnen lässt sich die Verfügbarkeit der Workloads erhöhen.

Nutanix AHV verfügt über eine benutzerfreundliche Oberfläche, die den Admins viele der Aufgaben bei der Virtualisierung von Apps abnehmen kann. Außerdem erleichtert sie den Zugriff auf Funktionen für Netzwerk und Speicher. Darüber hinaus vereinfacht die einheitliche Control Plane die Verwaltung von virtuellen Umgebungen, hyperkonvergenten Infrastrukturen sowie der Automatisierungsfunktionen.