Im weitesten Sinne ist Virtualisierung der Prozess der Erstellung einer virtuellen statt einer tatsächlichen Kopie von etwas. Virtuell bedeutet in diesem Fall etwas, das dem Original so ähnlich ist, dass es kaum davon zu unterscheiden ist, wie in der Phrase „virtuell gleich“.
Virtualisierung ist die Verwendung von Computerprogrammen, um einen bestimmten Satz von Parametern genau nachzuahmen. Ein spezielles Softwaretool, das als „Hypervisor“ bezeichnet wird, erstellt eine virtuelle Umgebung mit Software innerhalb der gegebenen Parameter.
Es gibt so viele Arten von Virtualisierung wie es Verwendungen dafür gibt, daher beschränken wir unsere Diskussion auf die gängigsten Virtualisierungsarten.
Hardware-Virtualisierung
Dies ist für die meisten Benutzer die bekannteste Art der Virtualisierung. Wenn Sie eine virtuelle Maschine in VirtualBox ausführen, führen Sie eine Hardwarevirtualisierung aus. Emulatoren von Videospielsystemen folgen dem gleichen Prinzip und verwenden einen Hypervisor, um die Parameter vergangener Videospielkonsolen zu generieren.
Bei der Hardwarevirtualisierung erstellt der Hypervisor eine Gastmaschine und imitiert Hardwaregeräte wie Monitor, Festplatte und Prozessor. In einigen Fällen durchläuft der Hypervisor einfach die Konfiguration des Hostcomputers. In anderen Fällen ist Virtualisierung ein völlig separates und unabhängiges System, abhängig von den Anforderungen der Umgebung.
Dies ist nicht dasselbe wie Hardware-Emulation, ein weitaus komplexerer und untergeordneter Prozess. Bei der Hardware-Emulation wird Software verwendet, um es einer Hardware zu ermöglichen, eine andere zu imitieren. Beispielsweise kann Hardware-Emulation verwendet werden, um x86-Software auf ARM-Chips auszuführen. Windows 10 verwendet diese Art der Emulation ausgiebig in seiner One-OS-Everywhere-Strategie, und Apple hat sie in Rosetta beim Übergang von PowerPC zu Intel-Prozessoren verwendet.
Für die Virtualisierung sind oft einige Einschränkungen erforderlich. Ein Hypervisor kann die Spezifikationen seines Hostgeräts oft nicht überschreiten. Sie können keinen Hypervisor mit 10 TB Festplattenspeicher auf einer 2-TB-Festplatte ausführen. Sie könnten versuchen, diese Nummer fälschlicherweise über den Hypervisor bereitzustellen, aber das würde bei Verwendung schnell auseinanderfallen.
Virtualisierte Hardware ist außerdem in der Regel langsamer als die reale Hardwareumgebung. Die Hardwarevirtualisierung bietet jedoch die Vorteile geringerer Kosten, schnellerer Implementierung und größerer Flexibilität bei der Bereitstellung – Eigenschaften, die im Silicon Valley-Ethos „Move Fast and Break Things“ geschätzt werden.
Bei der hardwaregestützten Virtualisierung wird speziell entwickelte Hardware verwendet, um die Virtualisierungsprozesse zu unterstützen. Einige moderne Prozessoren enthalten virtualisierungsfreundliche Optimierungen, die eine schnellere und flüssigere Prozessorvirtualisierung ermöglichen.
Desktop-Virtualisierung
Die Desktop-Visualisierung trennt die Desktop-Umgebung von der physischen Hardware, mit der der Benutzer interagiert. Anstatt das Betriebssystem, die Desktopumgebung, Benutzerdateien, Anwendungen und andere Endbenutzerdateien auf der Festplatte des Computers des Benutzers zu speichern, wird der Desktop für den Benutzer virtualisiert. Aus Benutzersicht scheint diese Umgebung eine lokale Festplatte zu sein, wenn auch vielleicht etwas langsam.
Das gesamte System wird jedoch tatsächlich von einem Server verwaltet. Dies ermöglicht Systemadministratoren die vollständige Kontrolle über die Desktop-Umgebung der Benutzer von einem Remote-Zugriffspunkt aus. Durch die Bereitstellung von Updates auf dem Server werden diese sofort auf den Endbenutzer angewendet, ohne dass Tunneling, physischer Zugriff oder gerätespezifische Benutzerprofile erforderlich sind. Durch die Trennung der Desktop-Umgebung von der Hardware, auf der sie ausgeführt wird, kann der Benutzer von jedem Desktop-Computer aus auf „seinen“ Computer zugreifen.
Netzwerkvirtualisierung
Ähnlich den beiden bereits erwähnten Virtualisierungsarten ahmt die Netzwerkvirtualisierung die Netzwerktopologie nach, jedoch entkoppelt von der Hardware, die traditionell zur Verwaltung solcher Netzwerke verwendet wird. Anstatt eine physische Netzwerksteuerungsinfrastruktur auszuführen, stellt ein Hypervisor diese Funktionalität innerhalb einer Softwareumgebung wieder her. Netzwerkvirtualisierung kann mit Hardwarevirtualisierung kombiniert werden, wodurch ein Softwarenetzwerk von Hypervisoren entsteht, die alle miteinander kommunizieren. Netzwerkvirtualisierung kann verwendet werden, um übergeordnete Netzwerkfunktionen wie Load Balancing und Firewalling sowie Level 2 und 3 Rollen wie Routing und Switching zu testen und zu implementieren.
Abschluss
Der Hauptnachteil der Virtualisierung ist die Geschwindigkeit. Virtuelle Umgebungen sind im Allgemeinen langsamer als Hostumgebungen, die auf „echten“ Plattformen ausgeführt werden. Aber Geschwindigkeit ist nicht alles, was zählt. In Umgebungen, in denen die Leistung in der nächsten Sekunde nicht geschäftskritisch ist, können Unternehmen mit Virtualisierung Geld sparen und die Flexibilität erhöhen. Einzelne Benutzer können die Virtualisierung verwenden, um Hardwareumgebungen zu imitieren, auf die sie keinen Zugriff haben, und gleichzeitig mehrere Betriebssysteme auf einem einzigen Computer ausführen.
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