Virtualisierungssysteme

Virtualisierungssysteme sind Software- und Hardwarekomponenten, die die physischen Ressourcen eines Computers abstrahieren und mehrere isolierte Umgebungen, sogenannte virtuelle Maschinen, darauf betreiben. Durch diese Abstraktion lassen sich Rechenleistung, Arbeitsspeicher, Netzwerke und Speichersysteme effizienter nutzen.

Zentraler Bestandteil ist der Hypervisor, eine Schicht, die Gastbetriebssysteme steuert. Hypervisoren werden typischerweise in zwei Kategorien eingeteilt: Type-1-Hypervisoren laufen direkt auf der Hardware (bare-metal), Type-2-Hypervisoren laufen auf einem bestehenden Betriebssystem. Darüber hinaus existieren OS-basierte Virtualisierung bzw. Containerisierung, bei der Anwendungen in isolierten Containern laufen und den Kernel des Hosts gemeinsam nutzen.

Vollvirtualisierung nutzt Hardwareunterstützung zur vollständigen Abbildung des Gast-Systems, während Para-Virtualisierung-Modi das Gastbetriebssystem anpassen. Bekannte Beispiele: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, KVM und Xen. Containerisierung mit Docker, LXC oder Kubernetes bietet leichtere Isolation auf Kernelbasis und eignet sich gut für Continuous-Delivery-Umgebungen.

Typische Komponenten moderner Virtualisierungslösungen sind der Hypervisor, virtuelle Maschinen oder Container, virtuelle Netzwerke, virtuelle Speichersysteme sowie Management- und Orchestrierungstools. Funktionen wie Live-Migration, Snapshots, das Klonen virtueller Maschinen und Ressourcen-Pooling unterstützen Betrieb und Wartung in Rechenzentren und Cloud-Umgebungen.

Die Vorteile liegen in der besseren Auslastung von Ressourcen, erhöhter Flexibilität, einfacher Testumgebungen und gesteigerter Ausfallsicherheit. Herausforderungen sind der Hypervisor-Overhead, Komplexität, Sicherheitsaspekte und Lizenzmodelle. Virtualisierung ist zentral in modernen Rechenzentren und in vielen Cloud-Angeboten.

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