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Container-Virtualisierung und Nested Virtualization in Hyper-V 2016

Windows Server 2016 wird erstmals auch Windows-Container unterstützen. Möglich macht dies die verschachtelte Virtualisierung in Hyper-V 2016.

Im Jahr 2016 wird man einen Begriff immer wieder hören: Verschachtelte Hyper-V Virtualisierung. Und zwar nicht nur deshalb, weil die verschachtelte Virtualisierung eine neue Funktion im kommenden Hyper-V Server 2016 ist, sondern vor allem auch aufgrund der Implikationen, die Nested Virtualization auf eine andere Technologie hat, die ebenfalls immer populärer wird: auf Container.

Bei der herkömmlichen Server-Virtualisierung wird der Hypervisor auf der physischen Hardware ausgeführt, auf diesem Hypervisor wiederum laufen virtuellen Maschinen (VM). Die verschachtelte Virtualisierung ermöglicht es einer virtuellen Maschine, wiederum selbst einen Hypervisor zu beherbergen, der dann seinerseits virtuelle Maschinen hostet – der zweite Hypervisor wird mitsamt seinen virtuellen Maschinen also in den ersten Hypervisor „verschachtelt“. In Windows Server und Hyper-V war die verschachtelte Virtualisierung bislang nicht möglich.

In Windows Server 2016 Hyper-V kann nun allerdings die Serverrolle in einer virtuellen Maschine ausgeführt werden, um weitere Hyper-V-VMs zu beherbergen, womit eine zweite – oder eben verschachtelte – Ebene der Virtualisierung eingeführt wird. Nested Virtualization gibt es bei anderen Hypervisoren schon seit längerer Zeit, zum Beispiel bei VMware vSphere. Das Hinzufügen dieses Features zu Windows Server 2016 stellt daher auch keinen technologischen Durchbruch dar, sondern vielmehr das Schließen einer technischen Lücke zwischen anderen Virtualisierungsangeboten und Hyper-V 2016.

Die verschachtelte Virtualisierung hat eine Reihe von Vorteilen. Unternehmen können zum Beispiel einfacher komplexe Netzwerk- und Serverinfrastruktur zu Test- und Demonstrationszwecken aufsetzen, um das Produktivnetzwerk vor operativen Experimenten zu schützen. Auch in Schulungsumgebungen steht damit eine bessere Simulationsumgebung von produktiven Umgebungen zur Verfügung, da eine virtuelle Maschine, die die Simulation oder den Test hostet, gleichzeitig auch die Gast-VM bereitstellen kann.

Hyper-V Nested Virtualization bereitet den Weg für Container

Der größte Vorteil der verschachtelten Hyper-V Virtualisierung ist die Unterstützung von Containern, die vor allem im letzten Jahr enorm an Popularität gewinnen konnten. Container stellen einen neuen Ansatz dar, virtuelle Maschinen mit weniger Overhead und mehr Flexibilität für die Entwicklung und das Deployment von Anwendungen einzusetzen.

Container sind eine neue Art der Virtualisierung, die in mancher Hinsicht weniger Isolation bieten als traditionelle virtuelle Maschinen. Ressourcen, die allen Containern auf einem Host gemeinsam sind, werden mitunter tatsächlich miteinander geteilt – Dateien des Betriebssystems, Verzeichnisse und laufende Dienste. Dies erhöht zwar die Effizienz, weil zum Beispiel Container auf einem Host, die alle dieselbe Windows-Version als Gast-Betriebssystem nutzen, alle auf die gleiche Kopie des Windows-Verzeichnisses zugreifen. So entstehen zwar leichtgewichtige und hochskalierbare Container, allerdings auch das eine oder andere Sicherheitsproblem durch die fehlende Isolierung der einzelnen Container.

Die verschachtelte Virtualisierung in Hyper-V 2016 bietet nun die Möglichkeit, Hyper-V-Container mit ihrem Container-Host, dem neuen Nano Server, verschachtelt innerhalb einer virtuellen Maschine auszuführen. Damit können schädliche Container zwar die virtuelle Maschine kompromittieren, aber nicht die gesamte Umgebung.

Microsofts Strategie bei der Containerverwaltung konzentriert sich vor allem auf die Programmierschnittstellen von Docker. Container in Windows Server sind Teil des überspannenden Open-Source-Projekts Docker, und Container werden in Windows Server grundsätzlich als funktionales Äquivalent von Containern in Docker betrachtet. Wenn Windows Server 2016 erst einmal veröffentlicht ist, kann man daher davon ausgehen, dass die Docker-Tools und -Utilities für die Steuerung der Windows-Server-Container zuständig sein werden. Für den Moment gibt es hierfür vor allem verschiedene PowerShell-Befehle.

Wie also passt Docker in dieses Konzept? Docker bietet eine Verwaltungsebene von APIs und Engines zur Steuerung von Containern, die ziemlich schnell Industriestandard geworden sind. Docker ist Open-Source-Software und inzwischen wohl das populärsten Container-Tool. Der Docker Hub, für jedermann zur Nutzung bereitstehend, ist ein marktplatzmäßiges Repository von Containeranwendungen, die in Docker-Containern lauffähig sind.

Im Gegensatz zu Microsoft hat VMware allerdings einen erheblichen Vorsprung bei der Unterstützung von Containern und bietet mit Project Photon, vSphere Integrated Containers (VIC) und dem Virtual Container Host bereits etliche Tools zur Container-Virtualisierung. Allerdings bietet Microsoft einen ganz eigenen Vorteil: Wie auch Red Hat mit seinem RHEL Atomic Host kann VMware die Container-Virtualisierung nur mit Linux-Containern anbieten, Microsoft zukünftig dagegen sowohl mit Linux- als auch mit Windows-Containern.

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Artikel wurde zuletzt im April 2016 aktualisiert

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