Virtualisierung – allgemeine Informationen
Das Schlagwort Virtualisierung ist heutzutage gang und gebe, doch für viele können mit diesem Wort nichts anfangen. Aus diesem Grunde möchten wir in diesem Artikel beschreiben, was genau mit Virtualisierung gemeint ist und welche Anwendungsgebiete hiermit abgedeckt werden können.
Mit Virtualisierung meint man das Betreiben von mehreren Instanzen (virtuellen) auf einer Physischen Hardware. War man früher gezwungen, auf einem physischem Computer ein Betriebssystem zu installieren, kann man heutzutage mehrere Betriebssysteme auf einem Computer parallel betreiben. Dabei ist es völlig uninteressant, ob dies die selben Systeme sind, oder unterschiedliche. Durch die Virtualisierung ist sichergestellt, dass auch unterschiedliche Betriebssysteme wie beispielsweise Microsoft (R) Windows2000Server oder Suse Linux Enterprise Server 9 oder gar Novell Netware 6.5 parallel nebeneinander auf einem physischem Computer laufen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Die Virtualisierung ist keineswegs neu. Im Großrechnerumfeld ist das schon in den 70er Jahren erfolgreich praktiziert worden. Lediglich im x86er Umfeld ist dieses Verfahren neu, da bisher die Prozessoren nicht leistungsfähig genug waren.
Die Virtualisierung im x86er Umfled wird nun durch immer leistungsfähigere Prozessoren und günstigen Speicherpreisen möglich. Heutige Prozessoren (DualCore oder Quadcorde o.ä.) können durch ihre Architektur mittlerweile problemlos mehrere Rechenoperationen durchführen ohne dabei einen extremen Leistungsverlust zu haben. Bei der Virtualisierung wird dies zunutze gemacht. Eine Virtualisierungsschicht koppelt die Hardware für virtuelle Instanzen von der eigentlichen Hardware ab. Diese “Entkopplung” ermöglicht es, dass mehrere Instanzen auf ein und die selbe Hardware zugreifen können, ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen. Die Entkopplung geschieht mittels einem Stück Software, welches später die verschiedenen Anfragen der virtuellen Instanzen managed. Durch dieses Managen können alle virtuellen Maschinen die selbe Hardware nutzen. Die Virtualisierungsschicht steuert dabei die Anfragen so, dass die Hardware optimal ausgelastet wird und die virtuellen Instanzen ohne lange Wartezeiten auf die Hardware zugreifen können. Jede Virtuelle Maschine bekommt die Standartkomponenten eines PCs wie Hauptplatine, Prozessor, Festplatte + DVD, Grafikkarte und die Netzwerkkarte als “echte” Hardware vorgegauckelt. Mit dieser Hardware kann das virtuelle System auch optimal arbeiten. Probleme machen spezielle Hardwarekomponenten wie beispielsweise eingebaute Faxkarten oder Videoschnittkarten o.ä. Diese können von virtuellen Maschinen nicht angesprochen werden! Im Serverumfeld sind sogar an USB angeschlossene Geräte wie bsp. Dongels oder Festplatten nicht oder nur über Umwege ansprechbar. Einige wenige Firmen versuchen dieses Problem zu lösen, indem einzelnen virtuellen Maschinen der exklusive Zugriff auf eben diese besonderen Hardwarekomponenten erlaubt.
Es versteht sich fasdt von selbst, dass durch die Virtualisierung ein gewisser Leistungsverlust zu verzeichnen ist. Jedoch ist dieser Leistungsverlust je nach Anwendungsgebiet nicht wirklich extrem. Die meisten Server (bei denen Virtualisierung zum Einsatz kommt) sind selten mit mehr als 10% Auslastung beschäftigt. Besitzt man mehrere physische Server, welche alle mit maximal 10% Auslastung laufen, ist die Virtualisierung ideal. Diverse Firmen haben gute Erfolge mit 5-8 Servern auf einem Physischem System gemacht. Die physische Hardware wird dann zwar wesentlich mehr Beansprucht, da eben 5 oder gar 8 Server auf diesem System parallel laufen, fügt den physischen System aber keinen Schaden zu.
Ein weiterer Vorteil der Virtualisierung ist der, dass allen virtuellen Computern ein und die selbe Hardware vorgegauckelt wird. Somit ist der “echte” physische Unterbau völlig egal. Ändert sich im realen Umfeld die physische Hardware kann dies zu enormen Problemen führen. Im schlimmsten Fall sogar mit einer Neuinstallation des Computers. Bei einer virtuellen Umgebung kann sich der physische Unterbau ändern, ohne dass der virtuelle Computer dies überhaupt bemerkt. Durch die Entkopplung der Hardware sind Hardwareänderungen für virtuelle Maschinen sozusagen Unsichtbar.
Die Weiterentwicklung:
Da die Virtualisierung nicht nur bei Servern geht, sondern auch bei Arbeitsstationen, werden heutzutage auch die “Workstations” der Mitarbeiter virtualisiert. Die heutigen Server sind so leistungsfähig, dass man solche Arbeitsstationen zusätzlich auf wenigen Servern betreiben kann. Der Endanwender merkt eigentlich kaum, dass er virtuell arbeitet. Der Computer unter dem Bürotisch verschwindet und wird gegen einen ThinClient ausgewechselt. Auch hier kann enorm an Stromkosten und Watungskosten gespart werden.
Zu guter letzt werden mittlerweile sogar Anwendungen, welche bei den einzelnen Mitarbeitern laufen virtualisiert. Dies erspart die Installation der Anwendung auf der Arbeitsstation des Anwenders.