Virtuelle Maschine (VM) Was ist eine virtuelle Maschine (VM)?
Virtuelle Maschinen (VMs) sind Softwaresimulationen physischer Computer, die auf anderen Computern laufen. Die Verwendung einer einzigen physischen Maschine zur Ausführung mehrerer Betriebssysteme erhöht die Ressourceneffizienz und Vielseitigkeit. Isolierte VMs begrenzen Bedrohungen auf deren eigene Umgebungen und verbessern so die Sicherheit. Sie werden für die Softwareentwicklung, zum Testen und zum Ausführen älterer Anwendungen auf modernen Computern verwendet. Die VM-Technologie abstrahiert Hardwareressourcen und ermöglicht es Anwendungen und Workloads, Computing-Ressourcen effizient gemeinsam zu nutzen und zuzuweisen.
- Warum sollten Sie virtuelle Maschinen nutzen?
- Vergleich von virtuellen Desktops und virtuellen Maschinen
- Wozu dienen virtuelle Maschinen?
- Welche Arten von Virtualisierung gibt es?
- Aus welchen Komponenten besteht eine virtuelle Maschine?
- Welche Anwendungsfälle und Anwendungen gibt es für virtuelle Maschinen?
- Welche Herausforderungen und Erwägungen bestehen in Bezug auf die Bereitstellung virtueller Maschinen?
- HPE Lösungen für virtuelle Maschinen
Warum sollten Sie virtuelle Maschinen nutzen?
Der Einsatz virtueller Maschinen bietet in vielen Bereichen des IT-Infrastrukturmanagements zahlreiche Vorteile:
- Skalierung: Mit virtuellen Maschinen können Sie Ihre Verarbeitungsressourcen je nach Bedarf nach oben oder unten skalieren. Virtuelle Maschinen können bei Änderungen der Workload problemlos hinzugefügt oder entfernt werden, ohne dass tatsächliche Hardware gekauft werden muss.
- Portierbarkeit: Virtuelle Maschinen sind problemlos replizierbar und lassen sich zwischen verschiedenen realen Servern und Rechenzentren verschieben. Diese Mobilität ermöglicht einen Workload-Lastausgleich, die Wiederherstellung nach Katastrophen und eine nahtlose Übertragung.
- Flexibilität: Durch Virtualisierung können mehrere Betriebssysteme und Anwendungen gleichzeitig auf einem einzigen physischen Server ausgeführt werden. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht die Bewältigung unterschiedlicher Workloads und eine effiziente Ressourcennutzung.
- Sicherheit: Virtuelle Computer verbessern die Sicherheit, indem sie sich isolieren. Da jede virtuelle Maschine unabhängig arbeitet, verringert sich das Risiko einer Ausbreitung von Vireninfektionen und Sicherheitsverletzungen auf das gesamte System.
- Agilität und Geschwindigkeit: Dank der Virtualisierung können virtuelle Maschinen schnell bereitgestellt und eingesetzt werden, wodurch der Zeitaufwand für die Installation neuer Server oder die Einrichtung von Anwendungen drastisch reduziert wird. Diese Agilität ermöglicht schnellere Innovationen und Reaktionen auf veränderte Unternehmensanforderungen.
- Weniger Ausfallzeiten: Die Virtualisierungstechnologie unterstützt Live-Migration und Hochverfügbarkeitsfunktionen und reduziert so die Ausfallzeiten während Reparaturen oder Hardwarestörungen. Die reibungslose Migration virtueller Maschinen auf stabile Hosts garantiert eine kontinuierliche Serviceverfügbarkeit.
- Kosteneffizient: Unternehmen können durch die Kombination mehrerer virtueller Maschinen auf weniger realen Servern Kosten bei Hardware und Energie sparen und gleichzeitig die Ressourcennutzung optimieren. Darüber hinaus werden durch die Virtualisierung die Betriebskosten durch die Optimierung der Management- und Verwaltungsprozesse gesenkt.
Vergleich von virtuellen Desktops und virtuellen Maschinen
Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten für Unternehmen, die Virtualisierung zu nutzen. Unternehmen können auch beide Optionen in ihrem Netzwerk kombinieren, abhängig von ihren Anforderungen.
Die erste Option sind virtuelle Desktops. Diese Technologie erstellt eine virtuelle Workstation, die ein standardisiertes, gemeinsames Benutzererlebnis auf allen virtuellen Desktops in einem zentralen Netzwerk bietet. Die Benutzer können problemlos über das Internet auf ihren virtuellen Desktop zugreifen und mit einer konsistenten Benutzeroberfläche arbeiten, unabhängig davon, mit welchem Gerät sie darauf zugreifen. Die Desktop-Oberfläche ist eingeschränkt und die Benutzer haben nur auf bestimmte Anwendungen Zugriff. Diese Workstations nutzen keine virtuellen Hardwareressourcen wie CPUs, Arbeitsspeicher oder Datenspeicher und sind nicht mehr aktiv, wenn sich der Benutzer abmeldet.
Virtuelle Maschinen hingegen bieten ein individuell anpassbares virtuelles PC-Erlebnis, das dem Benutzer bestimmte Hardwareressourcen bereitstellt. Auf VMs ist ein größeres Spektrum von Anwendungen verfügbar als auf virtuellen Desktops. VMs sind von allen anderen VMs im Netzwerk isoliert und bleiben auf dem System, auch nachdem sich der Benutzer abgemeldet hat. Sie bieten im Grunde dasselbe Benutzererlebnis wie ein Desktop-PC, aber ohne erforderliche Hardwarewartung.
Wozu dienen virtuelle Maschinen?
Das sind die wichtigsten Einsatzmöglichkeiten virtueller Maschinen:
- Cloud Computing und Software-as-a-Service (SaaS): Cloud-Computing basiert in hohem Maße auf virtuellen Maschinen, die ein Framework zum Hosten von Software und Services, einschließlich Software-as-a-Service-Plattformen, bereitstellen. Diese ermöglichen die Flexibilität und Skalierbarkeit von Cloud-Systemen sowie eine effektive Ressourcenverteilung.
- DevOps-Unterstützung: Virtuelle Maschinen sind für DevOps von entscheidender Bedeutung, da sie eine schnelle Bereitstellung von Umgebungen für Entwicklung, Tests und Produktion ermöglichen. Sie ermöglichen den Betrieb von Softwareentwicklungs-, Test- und Bereitstellungspipelines in stabilen, isolierten Umgebungen.
- Flexibilität der Betriebssysteme: Mit virtuellen Maschinen können Benutzer mehrere Betriebssysteme gleichzeitig auf einem einzigen physischen Computer ausführen. Diese Funktion ist hilfreich, wenn Sie vorhandene Anwendungen in isolierten Situationen ausführen oder die Softwarekompatibilität über mehrere Betriebssystemversionen hinweg bewerten möchten.
- Analyse und Isolierung 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
Welche Arten von Virtualisierung gibt es?
Vollständige Virtualisierung: Eine vollständige Virtualisierung umfasst die Erstellung virtueller Maschinen, um die Funktion physischer Computer zu simulieren. Sie beinhaltet:
- Hypervisor-basierte Virtualisierung: Diese Methode ermöglicht, dass Hypervisoren direkt auf physischer Hardware ausgeführt werden, bietet direkten Zugriff und liefert eine hohe Leistung.
- Hardware-gestützte Virtualisierung: Sie ermöglicht eine bessere Isolierung von Gast-Betriebssystem und Hosts durch Unterstützung der Virtualisierung seitens der CPUs und Hardware-Erweiterungen.
Para-Virtualisierung: Para-Virtualisierung ermöglicht eine Zusammenarbeit zwischen Hypervisor und dem Gast-Betriebssytem, um so die Geschwindigkeit und die Leistung zu verbessern.
- Übersicht über Para-Virtualisierung: Para-Virtualisierung vereinfacht die Interaktion zwischen Gast-Betriebssystem und Hypervisor, um eine direkte Kommunikation sowie eine gemeinsame Ressourcen-Nutzung zu ermöglichen.
- Vorteile und Anwendungsfälle von Para-Virtualisierung: Para-Virtualisierung unterstützt die effektive Nutzung von Ressourcen und verbessert somit die Skalierbarkeit. Sie reduziert den Aufwand für die Hardware-Emulation und gewährleistet eine direkte Kommunikation mit dem Hypervisor. Para-Virtualisierung kann bei Serverkonsolidierungen und im High Performance Computing genutzt werden, wo eine hohe Leistung und Effizienz erforderlich sind.
Containerisierung: Containerisierung erzeugt und implementiert isolierte Anwendungsumgebungen, die als Container bezeichnet werden und eine konsistente sowie portierbare Ausführung in allen Computing-Umgebungen ermöglichen.
- Der Unterschied zwischen virtuellen Maschinen und Containern: Virtuelle Maschinen imitieren das Betriebssystem und ermöglichen so die Ausführung isolierter Instanzen auf einem einzelnen physischen Server. Im Gegensatz hierzu nutzen Container das Host-Betriebssystem gemeinsam und ermöglichen auf diese Weise isolierte Laufzeitumgebungen.
- Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Containerisierung: Containerisierung bietet vielfältige Vorteile wie Isolation, Effizienz und Portierbarkeit. Mikroservices vereinfachen Test und Entwicklung modularer und skalierbarer Anwendungen, wodurch eine schnelle Entwicklung unterstützt wird.
Aus welchen Komponenten besteht eine virtuelle Maschine?
Hypervisor
Ein Hypervisor ist eine Software, die das Erstellen und Verwalten virtueller Maschinen (VMs) ermöglicht. Er ermöglicht das gleichzeitige Ausführen unterschiedlicher Frameworks auf einer einzelnen physischen Host-Maschine, wobei die zugrundeliegenden Geräte-Ressourcen gemeinsam genutzt werden.
- Definition und Funktion eines Hypervisors: Ein Hypervisor ist ein Medium zwischen dem tatsächlichen Gerät und der virtuellen Maschine, die auf ihm ausgeführt wird. Er bietet eine Deliberationsebene zur Virtualisierung des verborgenen Geräts, die eine autonome und sichere Ausführung zahlreicher VMs gestattet. Der Hypervisor ist zuständig für die Zuordnung und Nutzung der Host-Ressourcen wie Computerchips, Arbeitsspeicher, Datenspeicher, Netzwerk und Systemadministration. Er gewährleistet, dass jeder VM ein sinnvoller Anteil der Ressourcen zugeordnet wird, während er gleichzeitig die Isolation untereinander sicherstellt.
- Arten von Hypervisoren: Es gibt zwei Arten von Hypervisoren:
- Typ 1: Bare Metal-Hypervisor: Der Bare Metal-Hypervisor wird ohne zugrundeliegendes Betriebssystem auf der Hardware der Host-Maschine ausgeführt. Er verbindet sich mit den Geräten und verwaltet die Virtualisierung für Gast-Arbeits-Frameworks. Dieser Hypervisor wird üblicherweise für Server-Virtualisierungen verwendet und bietet eine bessere Ausführung sowie Sicherheit, da kein zusätzlicher Arbeits-Framework-Layer existiert.
- Typ 2: Gehosteter Hypervisor: Ein gehosteter Hypervisor wird zusätzlich zu einem Host-Arbeits-Framework ausgeführt. Er ist abhängig von dem Host-Betriebssystem für Gadget-Treiber- und andere Gerätekommunikationen. Hypervisoren vom Typ 2 werden häufig für Arbeitsbereichs-Virtualisierungen genutzt und sind einfacher einzurichten und zu verwenden. Sie ermöglichen den Clients das Ausführen unterschiedlicher Gast-Betriebssysteme auf ihren PCs.
Gast-Betriebssystem
- Die Wichtigkeit und Funktion eines Gast-BS: Das Gast-Betriebssystem ist ein zentraler Bestandteil einer virtuellen Maschine (VM), da es die Umgebung bietet, in der die Anwendungen ausgeführt werden. Die primäre Signifikanz und der Nutzen einer VM beinhaltet das Ausführen von Anwendungen, Ressourcen-Management, Gerätetreiber, Sicherheit und Isolation sowie das Dateisystem-Management.
- Kompatibilitätserwägungen im Zusammenhang mit virtuellen Maschinen: Einige wichtige Kompatibilitätsaspekte umfassen unterstützte Gast-Betriebssysteme, Treiber und Integration, Leistung und Optimierung, Lizenzierungs- und Virtualisierungsrechte.
Virtuelle Hardware: Virtuelle Geräte bezeichnen das Imitieren oder Virtualisieren tatsächlicher Geräte innerhalb einer VM-Umgebung. Dies ermöglicht mehreren virtuellen Maschinen die effiziente gemeinsame Nutzung von Geräten. Die grundlegenden Bestandteile einer virtuellen Umgebung umfassen:
- CPU-Virtualisierung: Abstrahiert und unterteilt die physische CPU in virtuelle CPUs, um mehrere VMs gleichzeitig auf einem physischen Server ausführen zu können.
- Arbeitsspeicher-Virtualisierung: Teilt den physischen Arbeitsspeicher in virtuelle Arbeitsspeicher auf, um eine effiziente Speicherzuordnung und -verwaltung zu ermöglichen.
- Laufwerks- und Datenspeicher-Virtualisierung: Ermöglicht das Pooling von Datenspeicher-Ressourcen und die Bereitstellung virtueller Laufwerke.
- Netzwerk-Virtualisierung: Legt virtuelle Netzwerke über physische Netzwerke, um die Netzwerk-Agilität und die Auslastung der Netzwerk-Ressourcen zu verbessern.
Welche Anwendungsfälle und Anwendungen gibt es für virtuelle Maschinen?
Server-Virtualisierung
- Konsolidierung mehrerer Server auf einem einzelnen Host: Server-Virtualisierung ermöglicht die Kombination zahlreicher Server auf einer einzelnen Host-Maschine. Statt einen Server für jede Anwendung oder jeden Verantwortungsbereich einzusetzen, erstellt die Virtualisierung verschiedene virtuelle Maschinen (VMs) auf einem einzelnen Server. Sie bietet Vorteile wie Kosteneinsparungen, Optimierung, einfache Verwaltung, Skalierbarkeit und Flexibilität.
- Lastausgleich und Hochverfügbarkeit: Servervirtualisierung bietet einen Mechanismus für Lastausgleich und Hochverfügbarkeit, um eine kontinuierliche Zugänglichkeit und produktive Asset-Nutzung zu gewährleisten. Lastausgleich beinhaltet die Nutzung von VMs in Bezug auf Asset-Nutzung, Netzwerk-Datenverkehr oder vordefinierte Regeln. Er gewährleistet, dass kein Host überlastet wird, während andere nur unzureichend genutzt werden. Hochverfügbarkeit bezeichnet die Kapazität, Anwendungen und Verwaltungsaufgaben auszuführen.
Entwicklungs- und Testumgebungen
- Erstellung isolierter Entwicklungsumgebungen: Die Entwickler können spezielle virtuelle Maschinen für Programmentwicklungen einrichten, die es ihnen ermöglichen, in einer begrenzten und kontrollierten Umgebung zu arbeiten. Die Vorteile, virtuelle Maschinen für isolierte Umgebungen zu nutzen, umfassen Umgebungskonsistenz, Sandbox-Tests, Isolation, Sicherheit, Anpassungsfähigkeit und Portierbarkeit.
- Testen der Software-Kompatibilität und der Skalierbarkeit: Virtuelle Maschinen sind unverzichtbar für Tests der Software-Kompatibilität und der Skalierbarkeit.. Software-Entwickler und -Tester können VMs schnell mit spezifischen Konfigurationen erstellen, um die Programmähnlichkeit für unterschiedliche Plattformen, Programme und Adaptionen zu testen. Virtuelle Maschinen berücksichtigen einfache Skalierungen der Testbedingungen. Tester können unterschiedliche VM-Ereignisse erstellen und hohe Client-Lasten oder Organisationbedingungen wiederherstellen, um die Programmausführung und Anpassungsfähigkeit zu bewerten.
Cloud Computing und virtuelle Rechenzentren
- Infrastructure-as-a-Service (IaaS) und virtuelle Maschinen: IaaS ist ein dezentrales Computing-Modell, das virtualisierte Assets über das Internet bereitstellt. Virtuelle Maschinen spielen eine wichtige Rolle bei IaaS und können für VM-Instanzen, Ressourcen-Zuweisung on demand und Mandantenfähigkeit genutzt werden.
- Verwaltung und Skalierung virtueller Maschinen-Bereitstellungen: Produktive Administration und Skalierung sind entscheidend für die virtuelle Maschinen-Organisation unter Cloud-Bedingungen. Einige primäre Erwägungen umfassen den Einschluss von Automatisierung, Orchestrierung, Ressourcen-Überwachung, automatische Skalierung, Lastausgleich, Sicherung und Disaster Recovery.
Desktop-Virtualisierung
- Virtuelle Desktop-Infrastruktur (VDI): VDI ist eine Virtualisierungs-Innovation für den Arbeitsbereich, die Kunden den Remote-Zugriff auf ihre Desktop-Umgebungen aus der Entfernung oder mit unterschiedlichen Zubehörkomponenten ermöglicht. Eine VDI beinhaltet die Einrichtung virtueller Maschinen auf einer einheitlichen Server-Grundlage und die Bereitstellung eines Arbeitsbereichs-Erlebnisses für Clients innerhalb des gesamten Unternehmens. Zu den wichtigsten Komponenten gehören virtuelle Desktops, zentrales Management, Remote-Zugriff und die Verwaltung von Benutzerprofilen.
- Remote-Zugriff und Thin Client-Computing: Desktop-Virtualisierung ermöglicht Remote-Zugriff und Thin Client-Verarbeitung für ein unkompliziertes Computing-Erlebnis. Er bietet einen zentralen Daten- und Anwendungsspeicher sowie erweiterte Sicherheit und Datenschutz.
Welche Herausforderungen und Erwägungen bestehen in Bezug auf die Bereitstellung virtueller Maschinen?
Leistung- und Ressourcen-Management
- Kosten und Leistung in Verbindung mit Virtualisierung: Virtualisierung stellt eine Reflektionsschicht zwischen dem Gerät und den virtuellen Maschinen dar. Sie ist unverzichtbar für die folgenden Kostenerwägungen: CPU, Arbeitsspeicher, Datenspeicher und I/O sowie Netzwerk.
- Ressourcen-Zuordnung und -Konflikte: Die virtuelle Maschinen-Organisation erfordert eine Asset-Verteilung, um eine ideale Ausführung zu gewährleisten und Asset-Konflikte zu vermeiden. Die wichtigsten Erwägungen beziehen sich auf CPU- und Arbeitsspeicher-Zuordnung, Datenspeicher-Leistung und Netzwerkbandbreite.
Sicherheit und Isolation
- Best Practices für die Sicherheit virtueller Maschinen: Berücksichtigen Sie die folgenden Praktiken, um die Sicherheit in virtuellen Maschinen-Umgebungen zu verbessern – Patching und Updates, sichere Konfiguration, Isolation und Segmentierung, Überwachung und Protokollierung.
- Schwachstellen und Risiken in virtualisierten Umgebungen: Virtualisierte Umgebungen gehen mit expliziten Schwächen und Gefahren einher, wie beispielsweise Hypervisor-Schwachstellen, VM Escape, Datenverlust und VM-übergreifende Angriffe.
Lizenzierung und Compliance
- Lizenzerwägungen für virtuelle Maschinen: Die Umgebungen virtueller Maschinen müssen möglicherweise Vorschläge für Arbeits-Frameworks und Anwendungen gestatten.
- Konformität mit Software- und Hardware-Vereinbarungen: Virtuelle Maschinen-Umgebungen sollten Programmier- und Geräteausstattungen berücksichtigen, wie z. B. Vereinbarungen mit Software- und Hardware-Anbietern und Compliance-Vorschriften.
Welche umfassenden HPE Lösungen für virtuelle Maschinen erfüllen moderne IT-Anforderungen?
Lösungen für virtuelle Maschinen von HPE:
- HPE GreenLake for Private Cloud Enterprise:
- HPE GreenLake Private Cloud Enterprise bietet agiles, kosteneffizientes und vollständig verwaltetes On-Premises-Cloud-Computing.
- Unternehmen können es verwenden, um eine Cloud-Infrastruktur entsprechend ihren individuellen Anforderungen zu erstellen und zu erweitern, und gleichzeitig die Sichtbarkeit und Kontrolle über ihre Daten und Anwendungen zu behalten.
- HPE GreenLake für Private Cloud Business Edition:
- Mit einer verwalteten Private-Cloud-Umgebung, die sowohl skalierbar als auch flexibel ist, bietet HPE GreenLake Private Cloud Business Edition Cloud Computing mit lokaler Kontrolle.
- Unternehmen können ihre Daten und Anwendungen kontrollieren und gleichzeitig die IT-Infrastructure-as-a-Service nutzen.
- HPE GreenLake for Backup and Recovery:
- HPE GreenLake for Backup and Recovery bietet eine agile, skalierbare und wirtschaftlich vorteilhafte verwaltete Sicherung und Wiederherstellung.
- Der flexible Ansatz mit nutzungsabhängiger Bezahlung ermöglicht es Unternehmen, ihre Daten zu schützen, ohne dass zunächst in Sicherungsausrüstung investiert werden muss.
- HPE GreenLake for HCI:
- HPE GreenLake bietet einfache, skalierbare und anpassbare Hyperconverged Infrastructure (HCI)-Lösungen.
- Die Cloud-ähnliche Lösung unterstützt Unternehmen bei der Aktualisierung ihrer Infrastruktur, indem sie Netzwerk-, Speicher- und Verarbeitungsressourcen auf einer einzigen, integrierten Plattform bereitstellt.
Diese Lösungen bieten Firmen die Leistung, Skalierbarkeit und Flexibilität, die sie für die effiziente Verwaltung ihrer IT-Infrastruktur benötigen, egal ob vor Ort oder in der Cloud.
Zugehörige Themen
Virtueller Desktop
Ein virtueller Desktop ist eine Workstation, die nur virtuell existiert und auf die ein Benutzer von jedem Standort aus über das Internet zugreifen kann. Auf einem virtuellen Desktop wird ein Image eines Betriebssystems ausgeführt, das mit anderen virtuellen Maschinen in einem zentralen Netzwerk gemeinsam genutzt wird.