Definition

Virtuelle Maschine - Virtual Machine (VM)

Mitarbeiter: Brian Kirsch

Eine virtuelle Maschine (VM) ist ein Betriebssystem (OS) oder eine Anwendungsumgebung, die auf einer Software installiert ist und eine dedizierte Hardware imitiert. Der Endbenutzer hat auf einer virtuellen Maschine die gleiche Erfahrung wie auf dedizierter Hardware.

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Spezialisierte Software, die als Hypervisor bezeichnet wird, emuliert die CPU-, Speicher-, Festplatten-, Netzwerk- und andere Hardwareressourcen des PC-Clients oder Servers vollständig und ermöglicht es virtuellen Maschinen, die Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Der Hypervisor kann mehrere virtuelle Hardwareplattformen emulieren, die voneinander isoliert sind, so dass virtuelle Maschinen zum Beispiel Linux- und Windows-Serverbetriebssysteme auf demselben zugrundeliegenden physischen Host ausführen können.

Virtualisierung hilft dabei, die Kosten für die IT-Infrastruktur zu senken. Virtuelle Maschinen nutzen die Hardware effizienter, wodurch die benötigte Menge an Hardwarekomponenten, die damit verbundenen Wartungskosten und den Strom- und Kühlungsbedarf sinken. Sie verringern auch den Aufwand für die Administration, da virtuelle Hardware sich nicht abnutzt oder mechanische Fehler ausweisen kann. Administratoren können die Vorteile virtueller Umgebungen nutzen, um Backups, Disaster Recovery, das Einrichten neuer Bereitstellungen und grundlegende Systemverwaltungsaufgaben zu vereinfachen.

Virtuelle Maschinen erfordern keine spezielle, für Hypervisoren geeignete Hardware. Die Virtualisierung erfordert jedoch mehr Bandbreite, Speicher- und Prozessorkapazität als ein herkömmlicher Server oder Desktop, wenn die physische Hardware mehrere laufende virtuelle Maschinen beherbergen soll. VMs können leicht zwischen Hostservern verschoben, kopiert und neu zugewiesen werden, um die Nutzung der Hardwareressourcen zu optimieren. Da VMs auf einem physischen Host ungleiche Ressourcenmengen belegen, müssen IT-Experten VMs mit den verfügbaren Ressourcen ausbalancieren.

VM-Verwaltung

Der Einsatz virtueller Maschinen beeinflusst auch das Management einer IT-Umgebung. Entsprechend müssen allgemeine Best Practices für Systemadministration und Tools, die für die Verwaltung von VMs konzipiert sind im Unternehmen verwendet werden. Die Konsolidierung birgt einige Risiken, einschließlich der Überlastung von Ressourcen oder möglicher Ausfälle mehrerer VMs aufgrund eines physischen Hardwareausfalls. Die Kosteneinsparungen nimmt zwar zu, wenn mehr virtuelle Maschinen dieselbe Hardwareplattform nutzen, aber zeitgleich wird das Risiko für Ausfälle erhöht. Es ist möglich, Hunderte von virtuellen Maschinen auf derselben Hardware zu platzieren, aber wenn die Hardwareplattform ausfällt, sind dann eben auch diese hundert Virtuellen Maschinen betroffen.

VM-Nutzung

VMs sind vielseitig einsetzbar, aber ihr wichtigstes Einsatzgebiet ist, wenn zeitgleich unterschiedliche Betriebssysteme und Arbeitsspeicher für verschiedene Anwendungen benötigt werden. Zum Beispiel, wenn ein Unternehmen mehrere Webserver und kleine Datenbanken gleichzeitig testen möchte, oder wenn ein Unternehmen denselben Server für die Ausführung grafikintensiver Spielsoftware und einer Kundendienstdatenbank verwenden möchte.

VM vs. Multi-Boot

Vor der Einführung der Virtualisierung musste ein Betreiber mit mehreren Betriebssystemen diese vollständig ausführen und zwischen ihnen hin- und herschalten. Jedes konnte zwar immer nur einzeln verwendet werden, aber nutzte die volle Leistung der Hardware. Dieses System ist als Multi-Boot bekannt. In einigen Fällen, insbesondere wenn der Computer nicht so leistungsstark und die Aufgaben sehr anspruchsvoll sind, wird Multi-Boot von einigen Nutzern dennoch vorgezogen. Ebenso kann die in Multi-Boot verfügbare, höhere Leistung von Vorteil sein, wenn der Bediener über längere Zeiträume innerhalb eines Betriebssystems arbeitet. Wenn der Operator jedoch häufig zwischen Anwendungen auf verschiedenen Betriebssystemen wechseln muss, sind VMs weitaus praktischer.

VM vs. Emulatoren

Ein Emulator ist eine Software, die es einer Anwendung erlaubt, die Eigenschaften einer anderen zu übernehmen. Eine Emulationssoftware kann zum Beispiel dazu verwendet werden, einen PC als Spielkonsole zu betreiben.

VM vs. Container

Container funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie VMs. Sie virtualisieren jedoch nur das Betriebssystem, nicht aber die restliche zugrunde liegende Hardware. Container enthalten den Code, die Systemwerkzeuge, die Laufzeit, die Systembibliotheken und die Einstellungen, die für mehrere Anwendungen benötigt werden. Deshalb werden Container häufig verwendet, wenn mehrere Anwendungen mit demselben Betriebssystem benötigt werden. In Containern können Anwender Cloud-native, verteilte Anwendungen zu erstellen und Legacy-Anwendungen verpacken, um die Portabilität und die Einfachheit der Bereitstellung zu erhöhen.

VM vs. Cloud Computing

Beim Cloud Computing werden zusätzliche Technologien, wie zum Beispiel Self-Service-Bereitstellung und Chargeback, auf die Virtualisierung gelegt. In einem virtualisierten Rechenzentrum beispielsweise nimmt das IT-Personal neue virtuelle Maschinen je nach internem Bedarf oder Kundennachfrage in Betrieb. In einer Cloud-Umgebung kann ein Benutzer virtuelle Maschinen aus einem Selbstbedienungskatalog bereitstellen und Ressourcen festlegen, ohne mit der zugrunde liegenden physischen Ausrüstung zu interagieren.

VM-Anbieter

Mehrere Anbieter bieten Software für virtuelle Maschinen an, aber zu den Hauptanbieter auf dem Markt gehören: VMware (2004 von EMC übernommen, das wiederum 2015 von Dell übernommen wurde), Oracle und Microsoft. Daneben sind noch zahlreiche Open-Source-Anbieter unterwegs, wie zum Beispiel ProxMox. VMware verfügt über ein ausgereiftes Produktportfolio, das seit vielen Jahren in der IT-Branche eingesetzt wird. Microsoft hat mit der Einführung seiner Azure-Linie von VM-Lösungen am Markt einen festen Platz eingenommen.

Hinweis: Dieser Eintrag bezieht sich auf den Begriff virtuelle Maschine (VM), wie er im Bereich der Virtualisierungstechnologie verwendet wird. Zahlreiche andere Technologien wie Programmiersprachen und -umgebungen, die die gleichen Konzepte verwenden, werden ebenfalls als virtuelle Maschinen bezeichnet.

Diese Definition wurde zuletzt im März 2020 aktualisiert

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