{"id":13751,"date":"2022-05-06T00:54:21","date_gmt":"2022-05-05T22:54:21","guid":{"rendered":"https:\/\/contabo.com\/blog\/?p=13751"},"modified":"2022-05-06T04:57:14","modified_gmt":"2022-05-06T02:57:14","slug":"wie-funktioniert-virtualisierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/contabo.com\/blog\/de\/wie-funktioniert-virtualisierung\/","title":{"rendered":"Wie funktioniert Virtualisierung? Cloud Explained Series"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Im ersten Artikel<\/a> dieser Serie haben wir erkl\u00e4rt, dass virtuelle Instanzen wie z.B. VPS nur dank der Technologie der Virtualisierung m\u00f6glich sind. Aber wie funktioniert die Virtualisierung genau?\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Im zweiten Teil der Cloud Explained Serie reden wir dar\u00fcber, wie eine virtuelle Maschine mit der Hardware verbunden wird und welche Software f\u00fcr so eine Virtualisierung n\u00f6tig ist. Au\u00dferdem nennen wir die popul\u00e4rsten Tools, welche f\u00fcr eine Virtualisierung genutzt werden. <\/p>\n\n\n\n\n\n

Was ist Virtualisierung? <\/h2>\n\n\n\n

Um es einfach zu erkl\u00e4ren: Virtualisierung ist ein Prozess, bei dem ein physischer Computer einen virtuellen Computer erstellt. Diesen virtuellen Computer nennen wir h\u00e4ufig VPS<\/a>, virtuelle Maschine oder Cloud Instanz. <\/p>\n\n\n\n

Diesem wurde eine gewisse Kapazit\u00e4t des originalen, physischen Computers zugewiesen. Wie ein normaler Computer verf\u00fcgt auch jede virtuelle Instanz \u00fcber eine gewisse Anzahl an RAM (Arbeitsspeicher), CPU-Kernen, Speicherplatz und anderen Ressourcen. Obwohl es sich um eine virtuelle Umgebung handelt, kann diese dieselben Aufgaben wie ein nicht-virtueller Computer \u00fcbernehmen. <\/p>\n\n\n\n

In diesem Screenshot zeigen wir euch ein Beispiel: <\/p>\n\n\n\n

\"Ubuntu<\/figure>\n\n\n\n

Wie ihr sehen k\u00f6nnt geh\u00f6rt der Desktop zu einem Microsoft Windows Betriebssystem. Im linken Fenster l\u00e4uft allerdings Linux Ubuntu. In diesem Fall ist das Host Betriebssystem also Microsoft Windows. Darauf l\u00e4uft eine virtuelle Maschine, welche mit Ubuntu Linux ausgestattet ist. Die virtuelle Maschine l\u00e4uft also auf Windows. Sowohl das virtuelle als auch das Host Betriebssystem sind unabh\u00e4ngig voneinander, allerdings k\u00f6nnen beide gleichzeitig laufen. <\/p>\n\n\n\n

Demselben Prinzip folgen kommerzielle Szenarien. Der Unterschied ist allerdings, dass das Host System auf einem physischen Server irgendwo in einem Rechenzentrum l\u00e4uft. Du als Kunde hast nun die M\u00f6glichkeit, ein St\u00fcck der Leistung dieses physischen Servers in Form eines VPS zu kaufen. Wie gro\u00df genau das St\u00fcck seien soll und welches du kaufst, h\u00e4ngt u.a. davon ab, wie viel Geld du ausgeben m\u00f6chtest und wie viel Leistung du brauchst. Die meisten modernen Server haben sehr viel Leistung, weshalb du h\u00f6chstwahrscheinlich nur einen Bruchteil der vorhandenen Leistung in Anspruch nimmst. So verf\u00fcgt unser gr\u00f6\u00dfter VPS, n\u00e4mlich der VPS XL \u00fcber 10 CPU-Kerne und 60GB RAM, w\u00e4hrend das Host System mit 32 CPU Kernen und 512GB RAM ausgestattet ist. <\/p>\n\n\n\n

Virtuelle Instanzen sind also voll funktionsf\u00e4hige virtuelle Computer mit einem eigenen Betriebssystem. Hier bei Contabo k\u00f6nnen Kunden aus den verschiedensten Betriebssystem ausw\u00e4hlen oder sogar ihr eigenes .iso Image hochladen: <\/p>\n\n\n\n

\"Contabo<\/figure>\n\n\n\n

All dies ist nur dank der Virtualisierung m\u00f6glich. <\/p>\n\n\n\n

Die Idee, einen gro\u00dfen physischen Server in mehrere, unabh\u00e4ngige Server zu unterteilen geht bis in die 1960er und 1970er Jahre zur\u00fcck, als IBM mit dem sogenannten time-sharing experimentierte<\/a>. Der Grund ist aber nach wie vor der selbe: Mehrere Personen k\u00f6nnen den selben Computer nutzen und die Ressourcen teilen. <\/p>\n\n\n\n

Virtuelle Maschinen, Virtuelle Instanzen und VPS <\/h3>\n\n\n\n

Auch wenn es sehr verwirrend seien kann, so nutzt die IT-Community verschiedene Ausdr\u00fccke f\u00fcr virtuelle Computer. So werden diese von einigen als virtuelle Maschinen (VMs) bezeichnet, w\u00e4hrend andere virtuelle Instanz oder Cloud Instanz bevorzugen. <\/p>\n\n\n\n

Einige Ausdr\u00fccke werden speziell f\u00fcr Verk\u00e4ufe genutzt. So nutzen andere Anbieter wie Amazon \u201eEC2\u201c oder Digital Ocean \u201eDroplet\u201c als Produktname f\u00fcr VPS. Auch hier beziehen sich alle Ausdr\u00fccke wieder auf dasselbe Konzept. <\/p>\n\n\n\n

Virtuelle Maschinen und Container <\/h3>\n\n\n\n

Sowohl virtuelle Maschinen als auch Container lenken aktuell den Fokus der IT Industrie auf sich. Beide nutzen Virtualisierung. Allerdings bestehen virtuelle Maschinen aus einem ganzen, unabh\u00e4ngigen Betriebssystem, w\u00e4hrend Container kleiner und portabler sind, welche sich die Leistung des Host Systems teilen. <\/p>\n\n\n\n

Im n\u00e4chsten Artikel der Cloud Explained Serie wird es genauer um Container gehen. In diesem Artikel soll der Fokus aber auf virtuellen Maschinen liegen. <\/p>\n\n\n\n

So funktioniert es <\/h2>\n\n\n\n

Moderne Virtualisierung durch Hypervisoren <\/h3>\n\n\n\n

Zu Beginn wurde Softwarevirtualisierung auf dem Hauptbetriebssystem betrieben. Diese Methode stellte sich allerdings als weniger effektiv als die heutige Virtualisierung heraus, welche haupts\u00e4chlich Hardwarebasiert ist. <\/p>\n\n\n\n

Hardwareressourcen, wie CPU Kerne, RAM und andere Ressourcen werden dynamisch an die verschiedenen virtuellen Instanzen verteilt. Die Software, die diesen Verteilungsprozess \u00fcbernimmt, hei\u00dft Hypervisor. <\/p>\n\n\n\n

Der Hypervisor wird direkt auf dem Server installiert. Er fungiert als eine Art Hardwaretreiber im Kernel des Betriebssystems, welcher sehr schnell mit den Komponenten des Servers kommunizieren kann. Vereinfacht erkl\u00e4rt funktioniert der Hypervisor also wie ein Treiber, der es deinem Computer erm\u00f6glicht, z.B. mit deinem Drucker oder deiner Netzwerkkarte zu kommunizieren. <\/p>\n\n\n\n

Es gibt allerdings zwei verschiedene Arten von Hypervisoren \u2013 Typ1-Hypervisor (auch \u201eHosted Hypervisor\u201c) und Typ2-Hypervisor. W\u00e4hrend der Typ1-Hypervisor direkt mit der Hardware des Systems kommuniziert, ben\u00f6tigt der Typ2-Hypervisor ein Betriebssystem als Zwischenschritt. <\/p>\n\n\n\n

Beide Arten von Hypervisoren finden im Alltag Anwendung, allerdings kommt der Typ1-Hypervisor meist bei kommerziellen Projekten zum Einsatz, da dieser einfach schneller ist. <\/p>\n\n\n\n

Vielleicht hast du schonmal Namen wie \u201eHyper-V\u201c, \u201eXEN\u201c oder \u201eCitrix\u201c geh\u00f6rt, welche alle zu den kommerziell genutzten Typ1-Hypervisoren geh\u00f6ren. <\/p>\n\n\n\n

Typ2-Hypervisor sind f\u00fcr Nutzer gedacht, welche ein separates Betriebssystem auf ihrem Standard-Betriebssystem nutzen wollen. Da Typ2-Hypervisoren vielseitig genutzt werden k\u00f6nnen, stellen sie das ideale Tool f\u00fcr die Softwareentwicklung dar. Ist dir das Programm, auf welchem die virtuelle Ubuntu Umgebung im ersten Bild l\u00e4uft, aufgefallen? Dieses Programm hei\u00dft Oracle VM Virtual Box \u2013 ein Typ2-Hypervisor. <\/p>\n\n\n\n

Wie verwalten Hypervisoren Hardware Ressourcen? <\/h3>\n\n\n\n

Aus Anwendersicht verhalten sich virtuelle Maschinen so, als w\u00fcrdest du auf einer nicht-virtuellen Maschine, also auf deinem normalen PC, arbeiten. Obwohl weitere virtuelle Instanzen auf demselben physischen Server laufen, bekommst du davon nicht mit. <\/p>\n\n\n\n

Die zugewiesenen Ressourcen ver\u00e4ndern sich konstant, da sie immer an die aktuellen Bed\u00fcrfnisse des Nutzers einer Instanz angepasst werden. Hypervisoren weisen jeder Instanz genau die Anzahl an Ressourcen zu, die sie braucht. Manchmal brauchst du mehr Ressourcen als die andere Instanz, manchmal braucht die andere Instanz mehr Ressourcen, w\u00e4hrend deine Instanz nur minimal CPU und RAM Leistung ben\u00f6tigt. Eben dieses Prinzip der Ressourcenverteilung macht virtuelle Instanzen so ressourcenschonend und bezahlbar. <\/p>\n\n\n\n

Erw\u00e4hnenswerte Virtualisierungssoftware <\/h2>\n\n\n\n

In den vorherigen Kapiteln haben wir dir erkl\u00e4rt, dass man spezielle Software zum Erstellen einer virtuellen Instanz ben\u00f6tigt \u2013 n\u00e4mlich Hypervisoren. Lasst uns einen Blick auf die aktuell bekanntesten Hypervisoren werden. Da sich die Cloud Explained Series haupts\u00e4chlich \u2013 wie der Name bereits verr\u00e4t \u2013 mit Cloud-System besch\u00e4ftigt, befassen wir uns mit Hypervisoren, welche kommerziell eingesetzt werden. <\/p>\n\n\n\n

Bei allen nachfolgend genannten Hypervisoren handelt es sich um Typ1-Hypervisoren, welche direkt auf der Hardware installiert werden, ohne ein Betriebssystem dazwischen zu schalten. <\/p>\n\n\n\n

Xen (historisch)<\/h3>\n\n\n\n

Xen war ein Vorreiter in Sachen kommerzieller Virtualisierung und wurden 2007 von Citrix gekauft. Das Xen Projekt wurde in den sp\u00e4ten 1990er Jahren in der Cambridge Universit\u00e4t entwickelt und stellt einen Meilenstein im kommerziellen Hypervisor Deployment dar, denn das Ziel des Projektes war: <\/p>\n\n\n\n

\"Unser Programm ist so entwickelt, dass bis zu 100 virtuelle Maschinen gleichzeitig auf einem modernen Server laufen k\u00f6nnen.\"<\/em> \nComputer Laboratory, University of Cambridge <\/pre>\n\n\n\n
VMware vSphere <\/h3>\n\n\n\n
VMware vSphere dominiert aktuell den kommerziellen Sektor. <\/p>\n\n\n\n
Features: <\/p>\n\n\n\n