Virtuelle Maschine

Was ist eine virtuelle Maschine (VM)?

Hypervisoren: Ein Hypervisor ist eine Software, die die Erstellung und Verwaltung virtueller Maschinen (VMs) ermöglicht und es zulässt, dass verschiedene Betriebssysteme gleichzeitig auf einer einzigen physischen Host-Maschine ausgeführt werden, indem die zugrundeliegenden Hardwareressourcen gemeinsam genutzt werden. Der Hypervisor fungiert als Vermittler zwischen der physischen Hardware und den virtuellen Maschinen und virtualisiert die zugrundeliegende Hardware, damit mehrere VMs unabhängig und sicher arbeiten können. Er verwaltet die Zuweisung und Nutzung der Ressourcen des Hosts, wie CPU, Arbeitsspeicher, Datenspeicher und Netzwerk, und stellt sicher, dass jede VM ihren gerechten Anteil erhält und die Isolation zwischen ihnen gewahrt bleibt.

Hypervisor-Typen:

• Hypervisor vom Typ 1 (Bare Metal): Der Bare Metal-Hypervisor wird ohne zugrundeliegendes Betriebssystem auf der Hardware der Host-Maschine ausgeführt. Er kommuniziert direkt mit den Hardwareressourcen und verwaltet Gastbetriebssysteme. Die Lösung wird häufig bei der Servervirtualisierung verwendet und bietet eine bessere Leistung und Sicherheit, da keine zusätzliche Betriebssystemebene vorhanden ist. Beispiele hierfür sind VMware ESXi und Microsoft Hyper-V.
• Hypervisor vom Typ 2 (gehostet): Wird auf einem Host-Betriebssystem ausgeführt und ist für Gerätetreiber und Hardware-Interaktionen darauf angewiesen. Die Lösung wird häufig für die Desktop-Virtualisierung verwendet, ist einfacher einzurichten und zu verwenden und ermöglicht Benutzern, mehrere Gastbetriebssysteme auf ihren Computern auszuführen. Beispiele hierfür sind VMware Workstation und Oracle VM VirtualBox.

Gastbetriebssystem: Das Gastbetriebssystem ist innerhalb einer VM von entscheidender Bedeutung, da es die Umgebung bereitstellt, in der Anwendungen ausgeführt werden. Zu seinen Hauptfunktionen gehören die Ausführung von Anwendungen, die Verwaltung von Ressourcen, die Handhabung von Gerätetreibern, die Gewährleistung der Sicherheit und Isolation sowie die Verwaltung des Dateisystems. Kompatibilitätserwägungen im Zusammenhang mit virtuellen Maschinen umfassen unterstützte Gast-Betriebssysteme, Treiber und Integration, Leistung und Optimierung, Lizenzierungs- und Virtualisierungsrechte.

Virtuelle Hardware: Virtuelle Hardware bezieht sich auf die softwaredefinierte Emulation oder Virtualisierung physischer Hardware innerhalb einer VM-Umgebung, wodurch mehrere virtuelle Maschinen Hardwareressourcen effizient gemeinsam nutzen und verwenden können. Wichtige Komponenten:

• CPU-Virtualisierung: Abstrahiert und unterteilt die physische CPU in virtuelle CPUs, um mehrere VMs gleichzeitig auf einem physischen Server ausführen zu können.
• Arbeitsspeicher-Virtualisierung: Abstrahiert den physischen Arbeitsspeicher zu virtuellem Arbeitsspeicher, um eine effiziente Speicherzuweisung und -verwaltung zu ermöglichen.
• Laufwerks- und Speichervirtualisierung: Kombiniert die Datenspeicherressourcen und stellt virtuelle Laufwerke bereit.
• Netzwerkvirtualisierung: Legt virtuelle Netzwerke über physische Netzwerke, um die Agilität und die Ressourcennutzung zu verbessern.

Ressourcenzuweisung und -verwaltung: Eine effektive Verwaltung der Ressourcen ist für eine optimale VM-Leistung von entscheidender Bedeutung. Zu den Tools und Techniken für die Verwaltung von VM-Ressourcen gehören Überwachungstools, Richtlinien zur Ressourcenzuweisung und Overcommitment-Strategien, bei denen die virtuellen Ressourcen die physischen Ressourcen übersteigen, um die Nutzung zu optimieren.

VM-Skalierbarkeit und -Orchestrierung: VMs können nach oben oder unten skaliert werden, um veränderten Anforderungen gerecht zu werden. Orchestrierungstools wie Kubernetes und OpenStack automatisieren die VM-Verwaltung und steigern die Betriebseffizienz. VMs lassen sich auch in Containerisierungstechnologien integrieren und bieten flexible und skalierbare Lösungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Hypervisoren und virtuelle Hardware für die Virtualisierung von grundlegender Bedeutung sind, da sie sichere, isolierte und effiziente Umgebungen für die Ausführung mehrerer Betriebssysteme und Anwendungen auf einem einzigen physischen Host bieten.

Virtuelle Maschinen (VMs) bieten durch die Emulation physischer Hardware vielseitige Anwendungsfälle in verschiedenen Branchen und IT-Umgebungen.

• Entwicklungs- und Testumgebungen: VMs ermöglichen Entwicklern, isolierte Umgebungen für Entwicklung, Tests und Debugging zu erstellen, ohne die Produktion zu beeinträchtigen. Sie erlauben die schnelle Einrichtung verschiedener Betriebssysteme und Konfigurationen, erleichtern das Testen und ermöglichen Snapshots und Rollbacks. Auf diese Weise sorgen sie für eine effiziente und risikoarme Entwicklung.
• Disaster Recovery und Backup: VMs sind für die Disaster Recovery von entscheidender Bedeutung, da sie VMs an externen Standorten replizieren und sichern, die Business Continuity mit schnellen Wiederherstellungsoptionen sicherstellen, Ausfallzeiten reduzieren und die Systemwiederherstellung vereinfachen. VMs verlängern außerdem die Lebensdauer vorhandener Anwendungen, vermeiden kostspielige Rewrites und gewährleisten die Kompatibilität mit moderner Hardware.
• Cloud Computing: VMs sind von grundlegender Bedeutung für das Cloud Computing, für das Serviceprovider Infrastructure-as-a-Service (IaaS) anbieten. Auf diese Weise können Benutzer virtuelle Server in der Cloud verwalten, skalierbare, flexible Ressourcen bereitstellen, Pay-as-you-go-Modelle ermöglichen und mandantenfähige Architekturen unterstützen.
• Virtuelle Desktop-Infrastruktur (VDI): VDI stellt virtuelle Desktops bereit, um remote und von unterwegs arbeitenden Benutzern ein konsistentes Benutzererlebnis zu bieten, die Verwaltung zu zentralisieren, die Sicherheit zu verbessern, die Remote-Arbeit zu unterstützen und Updates und Patches zu vereinfachen.
• Anwendungsisolation und Sicherheit: VMs isolieren Anwendungen, reduzieren Sicherheitsrisiken, verhindern Konflikte und ermöglichen das sichere Testen verdächtiger Software. Zu den Best Practices zählen Patching, sichere Konfigurationen, Isolation, Segmentierung und kontinuierliche Überwachung.
• Analyse und Isolation von Malware: Sicherheitsexperten nutzen virtuelle Computer, um Malware sicher zu analysieren und einzudämmen. Durch die Ausführung potenziell gefährlicher Software in isolierten virtuellen Umgebungen können Forscher deren Verhalten analysieren, ohne das Hostsystem zu beschädigen. 
• Sicherer Zugriff und Ausführen inkompatibler Software: Virtuelle Computer bieten eine sichere Umgebung für den Zugriff auf das Internet oder das Ausführen potenziell gefährlicher Anwendungen.
• Lastausgleich und hohe Verfügbarkeit: VMs unterstützen den Lastausgleich und eine hohe Verfügbarkeit, indem sie Workloads auf mehrere Server verteilen, die Leistung verbessern und im Fehlerfall Redundanz bieten.
• Forschung und Experimente: VMs stellen kontrollierte Umgebungen für Experimente und Simulationen bereit und bieten Flexibilität für verschiedene Konfigurationen, einfaches Rollback und Isolation von Set-ups.
• Ressourcenzuweisung und -verwaltung: Eine effektive Ressourcenzuweisung ist für die VM-Leistung entscheidend. Der Einsatz von Tools und Techniken zur Verwaltung von Ressourcen dient der Optimierung und hilft, Konflikte zu vermeiden.
• Orchestrierung: VMs müssen skalierbar sein, um Anforderungen gerecht zu werden. Orchestrierungstools wie Kubernetes und OpenStack automatisieren die Verwaltung, steigern die Effizienz und unterstützen die Integration in Containerisierungstechnologien.
• Lizenzierung und Compliance: Die VM-Bereitstellung hat Auswirkungen auf die Lizenzierung von Betriebssystemen und Anwendungen. Um Strafen zu vermeiden, ist die Einhaltung von Software- und Hardwarevereinbarungen sowie gesetzlichen Standards unerlässlich.

HPE VM Essentials Software:

• Vereinfachtes Virtualisierungsmanagement: Die HPE VM Essentials Software zielt darauf ab, die komplexe Verwaltung virtueller Maschinen insbesondere in heterogenen Umgebungen zu optimieren. Es umfasst einen neuen, unterstützten Hypervisor der Enterprise-Klasse, der auf dem bewährten KVM-Hypervisor basiert, sowie die Möglichkeit, sowohl HPE VM Essentials als auch VMware vSphere Cluster zu verwalten. Dadurch müssen Administratoren nicht mehr zwischen verschiedenen Verwaltungskonsolen wechseln, was Zeit spart und den Lernaufwand reduziert. Durch die Reduzierung des Schulungsbedarfs und die Vereinfachung der Abläufe können mit diesem Ansatz Kosteneinsparungen erzielt werden.
•  Einheitliche Verwaltung: Mit dieser Funktion können Sie Ihre vorhandenen VMware-Cluster kostenlos in die VM Essentials Plattform integrieren. Dadurch können Sie VMs, die auf Ihren vorhandenen ESXi-Hosts ausgeführt werden, neben VMs verwalten, die auf dem HPE VM Essentials Hypervisor ausgeführt werden, und das über dieselbe Schnittstelle. Diese zentrale Steuerung vereinfacht die VM-Bereitstellung und andere Verwaltungsaufgaben.
• Flexibles Verbrauchsmodell: Die HPE VM Essentials Software ist in zwei Varianten verfügbar: als eigenständige Software, die Sie selbst installieren und verwalten können, oder als integrierte Komponente einer der HPE Private Cloud-Lösungen wie HPE GreenLake for Private Cloud Business Edition. Diese Flexibilität ermöglicht Ihnen die Auswahl des Bereitstellungsmodells, das Ihren Anforderungen und Ihrer vorhandenen Infrastruktur am besten entspricht.

HPE GreenLake Private Cloud Business Edition (PCBE):

• Agile Self-Service-Private-Cloud: HPE GreenLake Private Cloud Business Edition wurde entwickelt, um die Agilität und Self-Service-Funktionen einer Public Cloud in Ihrem eigenen Rechenzentrum bereitzustellen. Die Lösung ermöglicht Benutzern, ihre eigenen Ressourcen (einschließlich VMs) schnell über ein Self-Service-Portal bereitzustellen und zu verwalten, ohne dass bei jeder Anfrage die IT eingreifen muss. Dies beschleunigt die Anwendungsbereitstellung und verbessert die Reaktionsfähigkeit auf Geschäftsanforderungen. Die PCBE kann überall dort eingesetzt werden, wo Sie sie benötigen – vor Ort, am Edge oder in einer Colocation-Einrichtung.
• Vereinfachte VM-Verwaltung: Die PCBE vereinfacht die VM-Verwaltung durch die Automatisierung vieler gängiger Aufgaben wie Bereitstellung, Skalierung und Überwachung. Sie bietet ferner Tools zum Verwalten von VMs sowohl in On-Premises- als auch in Public Cloud-Umgebungen und schafft so ein Hybrid Cloud-Erlebnis.
• Workload-optimierte Private Cloud: Die PCBE nutzt die moderne hyperkonvergente Infrastruktur (HCI) von HPE. HCI kombiniert Computing-, Speicher- und Netzwerkressourcen in einem einzigen integrierten System. Diese Architektur vereinfacht die Bereitstellung und Verwaltung und kann durch Anpassung der zugrundeliegenden Hardware- und Softwarekonfigurationen für bestimmte Workloads wie VDI (virtuelle Desktop-Infrastruktur) oder Datenbanken optimiert werden.

HPE GreenLake for Private Cloud Enterprise (PCE):

• Rationalisierung und Modernisierung: HPE GreenLake for Private Cloud Enterprise geht über reine VMs hinaus und bietet ein vollständig verwaltetes Cloud-Erlebnis für Ihre gesamte private Umgebung, einschließlich Bare-Metal-Servern, Containern und VMs. Die Lösung unterstützt Sie bei der Modernisierung Ihrer IT-Infrastruktur, indem sie eine konsistente Plattform für herkömmliche und Cloud-native Anwendungen bietet. Dadurch können Sie Ihre IT-Umgebung konsolidieren und die Komplexität reduzieren.
• Vollständig verwaltetes Cloud-Erlebnis: Mit PCE übernimmt HPE die Verantwortung für die Verwaltung Ihrer Private Cloud-Infrastruktur, inklusive Hardwarewartung, Softwareupdates und Support rund um die Uhr. Dadurch hat Ihr IT-Personal mehr Zeit, sich auf strategischere Initiativen zu konzentrieren, etwa auf die Entwicklung neuer Anwendungen und Services. Sie profitieren von den Vorteilen eines Cloud-ähnlichen Erlebnisses, ohne die zugrundeliegende Infrastruktur verwalten zu müssen.

Morpheus:

• Vereinfacht die VM-Verwaltung mit einer einheitlichen Plattform, die die Komplexität reduziert. Die Lösung automatisiert die VM-Bereitstellung, bietet Self-Service-Portale, verwaltet den VM-Lebenszyklus und bietet Einblicke in die Ressourcenoptimierung. Morpheus lässt sich in Überwachungstools integrieren, setzt Sicherheitsrichtlinien durch und unterstützt die Migration zwischen Plattformen.