Häufig wird die Leistung von Rechnern nicht voll ausgenutzt und wertvolle Ressourcen werden verschwendet. Die Virtualisierung löst das Problem, indem die Technologie die vorhandenen Kapazitäten bestmöglich auf virtuell erschaffene Arbeitsumgebungen wie Hardware, Software, Betriebssysteme oder Netzwerkressourcen verteilt. Das Ergebnis: mehr Effizienz, höhere Sicherheit, weniger Komplexität und geringere Kosten. Die Virtualisierung ist daher heute ein wichtiger Bestandteil der aktuellen IT-Entwicklung und im Server- sowie Storage-Bereich sogar die Voraussetzung für günstige Cloud-Angebote. Zur Reduzierung von Kosten und des Administrationsaufwands werden häufig Server-, Client- und Applikations-Virtualisierungen eingesetzt.
Im Rahmen von Cloud-Diensten und im Hosting-Bereich profitieren auch Privatanwender, KMU und große Unternehmen von den Vorteilen. Mehr über das spannende Konzept erfahren Sie hier und in den folgenden Beiträgen im Detail!
Die Definition
Die Nachbildung eines Software- oder Hardware-Objekts durch das Erzeugen einer Abstraktionsschicht wird als Virtualisierung bezeichnet. IT-Ressourcen wie Software, Hardware, Netzwerkkomponenten und Speicher werden virtualisiert. Die virtuellen Systeme heißen „Gastsysteme“ und das physische System heißt „Wirt“.
Wie funktioniert Virtualisierung?
Die Virtualisierung und die einfache Erklärung am Beispiel von Rechnern: Ein physischer Rechner stellt die Ressourcen für ein oder mehrere virtuelle Rechner bereit. Diese virtuellen Rechner verwenden die Hardware des physischen Computers. Der Administrator entscheidet, wie viel Speicher und Prozessorleistung anteilig auf den Geräten zur Verfügung stehen. Auf diese Weise lassen sich IT-Ressourcen bedarfsgerecht verteilen und effizient nutzen.
Die Vorteile
Die vielen Vorteile machen die Virtualisierung heute zu einem zentraleren Bestandteil der IT-Infrastruktur:
- Hardware-Auslastung optimieren: Mehrere virtuelle Maschinen (VMs) teilen sich die vorhandene Hardware, das verbessert die Prozessorauslastung und ermöglicht die effektive Aufteilung der Speichermedien. Die Alternative zu virtuellen Maschinen ist die Container-Virtualisierung mit eigenen Vorteilen. Virtualisierung ist Standard für das Cloud-Computing und die Bereitstellung von Ressourcen in Rechenzentren.
- Energie einsparen: Die Arbeit mit virtuellen Maschinen leistet einen Beitrag zu grünerer IT, da der effektive Betrieb physischer Server den Stromverbrauch senkt.
- Kosten senken: Weniger physische Systeme sind nötig – der Stromverbrauch sinkt, das spart Ausgaben.
- Weniger Platzbedarf: Für Racks und Verkabelungen wird weniger Stellfläche benötigt, der freie Raum lässt sich anderweitig nutzen.
- Sicherheit: Anwendungen können bei der Virtualisierung auf zwei physisch getrennten Servern laufen. Bei einem Problem auf einem Server läuft die Applikation auf dem anderen Server weiter. Bei der Hardware-Virtualisierung existiert jedes Gastsystem in einer virtuellen Umgebung, Hacker können andere Gastsysteme desselben Wirts in der Regel nicht beeinflussen. Die Umgebung der VM ist vom Rest des Systems isoliert, eine infizierte VM wirkt sich nicht auf das Gesamtsystem aus.
- Flexibler Remote-Zugriff: Server-Administrationen können aus der Ferne auf die Server zugreifen und Einstellungen optimieren.
Die Nachteile
Wie jede Technologie hat die Virtualisierung auch Nachteile:
- Hohe Leistung nötig: Um viele Gastsysteme auf einem Wirt laufen zu lassen, muss dieser eine ausreichende Leistung bereitstellen.
- Gesamtausfall möglich: Wenn das physische Wirtssystem ausfällt, fallen alle VMs aus, eine entsprechende Absicherung ist notwendig.
- Lizenzierung: Es kann Probleme mit Software-Lizenzen geben, denn rechtlich zählen VM als eigenständige Rechner.
Die verschiedenen Technologien & Ansätze
Die Entwicklung begann mit der Virtualisierung von Servern in Datenzentren und existiert längst auch in Desktop-, Netzwerk- und Storage-Systemen. Die Techniken für die Virtualisierung von Servern, Betriebssystemen und anderen Komponenten unterscheiden sich voneinander. Daher sind die Virtualisierungsarten für unterschiedliche Anwendungen und Anwender zu empfehlen.
Virtualisierung im Hosting-Bereich
Dank der Virtualisierungstechnologien können Privatpersonen und KMU bei Webhosting-Anbietern hochperformante Hosting-Lösungen buchen und an ihren individuellen Bedarf anpassen, ohne dafür in Hardware investieren zu müssen. Dedizierte Server sind an die individuellen Anforderungen anpassbar, damit Anwender ressourcenintensive Webanwendungen mit hoher Geschwindigkeit bereitstellen können. Sie eignen sich für anspruchsvolle Webapplikationen mit großen Datenmengen (Big Data), maschinelles Lernen, Live-Streaming, Website-Hosting und die Virtualisierung von IT-Infrastruktur.
Virtual Private Server (VPS)
Virtual Private Server (VPS) waren in der Vergangenheit eine kostengünstige und mit Einschränkungen verbundene Alternative zu Root Servern und Dedicated Servern. Inzwischen bieten VPS auf einer Betriebssystem-Kern-basierten virtuellen Maschine (Kernel-based Virtual Machine (KVM)) eine Vollvirtualisierung mit mehr Leistung und Flexibilität. Die ultraschnellen Virtual Private Server eignen sich unter anderem für Content-Management-Systeme wie WordPress, als Mailserver und Cloud-Speicher, über Docker und Container-Virtualisierung lassen sich auf einem VPS einfach Entwicklungsumgebungen einrichten. Leistungsstarke Server-Optionen sichern mit isolierten Ressourcen die Ausführung unternehmenskritischer Anwendungen mit minimaler Latenz und maximaler Server-Online-Verfügbarkeit ab.
Bare-Metal-Server
Für die volle Kontrolle über den Server sind Bare-Metal-Server optimal. Nutzer bekommen Root- und Admin-Berechtigungen und kontrollieren sämtliche Einstellungen bis hin zum Kernel – dem zentralen Bestandteil eines Betriebssystems.
Ein Beispiel dafür sind die Root-Server von Host Europe. Erfahren Sie mehr über die Hosting-Lösung mit dedizierte Ressourcen und dem Komfort einer virtuellen Lösung
Server-Virtualisierung
Beim Thema Virtualisierung geht es häufig um die ausgereifte Server-Virtualisierung. Dabei laufen mehrere virtuelle Instanzen (virtuelle Server) auf einem leistungsstarken Server nebeneinander und teilen sich Ressourcen wie Speicherplatz und Prozessorleistung. Verschiedene Software- und Hardwaretechniken kommen zum Einsatz. Die Bereitstellung der virtuellen Ressourcen ist anpassbar.
Eine hervorragende Plattform dafür sind dedizierte Server. Mehr Informationen dazu finden Sie hier.
Software-Virtualisierung
Die Virtualisierung von Software löst Programme vom Betriebssystem – das heißt: Virtualisierte Anwendungen müssen nicht auf dem Computer installiert sein und können direkt ausgeführt werden. Die Software-Virtualisierung ermöglicht das Ausführen von Applikationen auf eigentlich nicht kompatiblen Betriebssystemen. Ein weiterer Vorteil ist das sogenannte „Sandboxing“, das viele Virtualisierungslösungen nutzen. Dabei werden Programmänderungen in ein virtuelles Dateisystem geschrieben – das vermeidet zum Beispiel Schäden durch Malware und Konflikte mit anderen Applikationen. Im Rahmen der Betriebssystem-Virtualisierung laufen beispielsweise Windows 10, Linux Mint und macOS gleichzeitig auf einem Rechner.
Hardware-Virtualisierung
Auf Ihrem Computer können Sie mit einer Virtualisierungssoftware mehrere virtuelle Maschinen (VMs) erstellen, die sich die vorhandenen Hardware-Ressourcen teilen. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel in jeder VM eine andere Linux-Distribution installieren und diese ausgiebig testen. Die virtuellen Maschinen eignen sich unter anderem als Testumgebungen zum Ausprobieren anderer Betriebssysteme, als Backuplösungen in Form einer Momentaufnahme des Gastsystems und zum Testen von Software für Entwickler.
Im Artikel Virtualisierung aktivieren: Windows, macOS & Linux erfahren Sie, wie Sie die Virtualisierung im BIOS unter Windows sowie in den Betriebssystemen macOS und Linux aktivieren.
Netzwerk-Virtualisierung
Diese Virtualisierungsform kombiniert die Netzwerk-Ressourcen und teilt die Bandbreite in unabhängige und abgesicherte Kanäle auf. Diese lassen sich bestimmten Servern und Geräten zuweisen. Administratoren profitieren von mehr Flexibilität, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit.
Desktop-Virtualisierung
Statt Desktop-Umgebungen auf vielen Rechnern einzeln bereitzustellen, ist die zentrale Bereitstellung per Desktop-Virtualisierung über ein Netzwerk möglich. Bei den zwei Formen wird das Betriebssystem entweder lokal oder entfernt ausgeführt. So lassen sich lokale Computer durch virtuelle Maschinen ersetzen und die Hardware-Ressourcen effizienter nutzen.
Rechner-Virtualisierung
Im Rahmen der Virtualisierung eines Rechners lässt sich das gesamte System sichern und auf einem anderen starten. Auf diese Weise können Privatpersonen zum Beispiel ihren alten PC sichern und die virtuelle Maschine auf einem neuen Computer starten. Auf diese Weise ist jede Datei und E-Mail gesichert.
Betriebssystem-Virtualisierung
Diese Form nutzt die Funktionen des Betriebssystems. Anwender können mehrere Benutzerkonten anlegen, sich mit diesen anmelden und nur auf die individuellen Daten zugreifen.
Speicher-Virtualisierung
Hierbei erfolgt die Zusammenlegung von mehreren physischen Netzwerkspeichersystemen. Für den Anwender existiert nur ein zentraler, als Speicherpool bezeichneter Datenspeicher. Die Speicher-Virtualisierung erleichtert Aufgaben wie Datensicherungen, -archivierungen und -wiederherstellungen.
Titelmotiv: Photo by Ian Battaglia on Unsplash
