Hypervisor Was ist ein Hypervisor?
Ein Hypervisor, auch als Virtual Machine Manager (VMM) bezeichnet, ist eine Software, die es mehreren virtuellen Maschinen (VMs) ermöglicht, die Ressourcen eines einzigen Servers gemeinsam zu nutzen.
Inhaltsverzeichnis
Computing-Ressourcen maximieren
Über diese Software-Layer können mehrere virtuelle Maschinen (VMs) auf derselben Host-Hardware ausgeführt werden, wodurch die effektive Nutzung der Computing-Ressourcen maximiert wird. Die Ressourcen des Hosts – wie CPU, GPU, Arbeitsspeicher, Datenspeicherplatz und Netzwerkbandbreite – werden den verschiedenen darauf laufenden VMs dynamisch zugewiesen. Ohne Hypervisoren wäre Virtualisierung einfach nicht möglich.
Mehrere Betriebssysteme pro Host
Ein Hypervisor ermöglicht die Ausführung mehrerer verschiedener Betriebssysteme auf demselben Host. Jedes dieser Gastbetriebssysteme kann separate Anwendungen ausführen und dabei dieselben virtualisierten Hardwareressourcen gemeinsam nutzen. Dadurch wird nicht nur die Anzahl der erforderlichen Host-Server reduziert, sondern auch Zeit beim Debuggen von Anwendungen und bei der Fehlerbehebung gespart. Der Hypervisor kann VMs auch auf Anfrage stoppen und starten und sorgt dafür, dass alle VMs voneinander isoliert bleiben.
Verschiedene Optionen verfügbar
Für Hypervisoren stehen proprietäre und auch Open Source-Optionen zur Verfügung. Einige Beispiele für Hypervisoren sind VMware ESXi, VMware Player, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer, Xen und Oracle Virtualbox.
Hypervisor-Typen
Hypervisoren werden im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt, je nachdem, wo der Hypervisor ausgeführt wird.
Hypervisoren vom Typ 1, auch als native oder Bare Metal-Hypervisoren bezeichnet, werden direkt auf dem Hostrechner ausgeführt, ohne dass sich zwischen diesem und der Hardware andere Software oder Betriebssysteme befinden. Ein Hypervisor vom Typ 1 fungiert selbst als grundlegendes Betriebssystem, auf dem die VMs ausgeführt werden. In diesem Szenario kann der Hostrechner ausschließlich zum Betreiben der VMs verwendet werden.
Dieser Hypervisor-Typ ist typischerweise in groß angelegten oder unternehmensweiten Bereitstellungen zu finden. Da diese Bare Metal-Hypervisoren direkten Hardwarezugriff haben und Ressourcen direkt zuweisen können, sind sie hochgradig skalierbar, können physische Ressourcen auf dem Host-Server optimieren und ermöglichen Administratoren die manuelle Festlegung der Ressourcenzuweisung.
Hypervisoren vom Typ 2, manchmal auch integrierte Hypervisoren oder gehostete Hypervisoren genannt, werden als Anwendung innerhalb des Betriebssystems auf der Host-Hardware ausgeführt. Dieser Hypervisor-Typ unterstützt zwar die Ausführung mehrerer Gast-VMs auf demselben Host, kann jedoch nicht direkt auf die Hardware und Ressourcen des Hosts zugreifen. Er wird normalerweise in Testumgebungen oder im Heimbereich verwendet.
Obwohl Hypervisoren vom Typ 2 in der Regel einfacher einzurichten und zu verwalten sind als Versionen vom Typ 1, weisen sie einige Latenz- und Leistungsprobleme auf, da das Host-Betriebssystem weiterhin die physischen Hardwareressourcen verwalten muss. Sie bergen außerdem zusätzliche Risiken, da sich Systemabstürze oder Malware-Angriffe auf das Host-Betriebssystem auch auf die Gast-VMs auswirken.
Das Aufkommen des Internets der Dinge (IoT) hat einen dritten Typ von Hypervisor hervorgebracht, den integrierten Hypervisor. Dieser Typ von Hypervisor ermöglicht die Virtualisierung von IoT Geräten und sorgt so für eine verbesserte Hardwarenutzung, erhöhte Sicherheit und Support für mehrere Betriebssysteme.
Vorteile von Hypervisoren
Hypervisoren ermöglichen die sofortige Erstellung neuer VMs und vereinfachen so die bedarfsgerechte Zuweisung von Ressourcen für dynamische Workloads. Und da die vom Hypervisor ausgeführten VMs nicht von einer bestimmten Hardware abhängig sind, können VMs und Workloads bei Bedarf problemlos auf andere Server oder Plattformen verschoben werden.
Durch die Trennung von Hardware und Software macht ein Hypervisor die Desktop Virtualisierung effizient. Virtuelle Desktops können auf einem zentralen Server gehostet werden und Endbenutzer können per remote über das Internet darauf zugreifen. Das erleichtert dem Endbenutzer den Gerätewechsel, während eine konsistente Benutzererfahrung gewährleistet bleibt.
Ein grundlegender Vorteil von Hypervisoren besteht darin, dass sie die Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf einem einzigen Host ermöglichen. Das erleichtert beispielsweise in einer Entwicklungsumgebung das Testen von Anwendungen auf verschiedenen Betriebssystemen und Versionen dieser Betriebssysteme. Das kann auch bei der Abwärtskompatibilität und plattformübergreifendem Support hilfreich sein, wenn Benutzer bisher verwendete Anwendungen ausführen müssen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Hypervisoren in einer Netzwerkumgebung besteht darin, dass sie jede Gast-VM von anderen VMs isolieren, sowohl auf derselben Hardware als auch an anderer Stelle im selben Netzwerk. Auf diese Weise wirkt sich ein Problem, beispielsweise ein Absturz oder ein Malware-Angriff bei einer VM, nicht auf andere VMs oder die Dateien auf der Host-Hardware aus.
Moderne Anwendungen von Hypervisoren
Im Zuge der Weiterentwicklung der Virtualisierungstechnologie wurde das Hypervisor-Konzept um weitere Arten der Virtualisierung erweitert:
- ·Datenspeicher-Hypervisoren können mehrere Datenspeichergeräte von vielen verschiedenen Anbietern als einen einzigen Pool virtueller, softwaredefinierter Datenspeicherressourcen verwalten. Datenspeicher-Hypervisoren können auf bestimmter Hardware ausgeführt werden oder unabhängig von der Hardware sein.
- Netzwerk-Hypervisoren ermöglichen die Abstraktion von Netzwerkressourcen von ihrer physischen Hardware. Sie verwalten physische Netzwerkressourcen wie Routing, Switching, Sicherheitsfirewalls, Lastausgleich und virtuelle private Netzwerke (VPNs). Mit einem Netzwerk-Hypervisor lassen sich entweder mehrere physische Netzwerke zu einem virtuellen, softwarebasierten Netzwerk kombinieren oder ein physisches Netzwerk kann in mehrere separate virtuelle Netzwerke aufgeteilt werden.
Hypervisoren werden auch zur Anwendungs- und Desktop Virtualisierung verwendet. Einzelne Anwendungen oder eine vollständige Desktop-Umgebung werden von einem Rechenzentrum über das Internet an das Gerät eines Endbenutzers geliefert. Dadurch kann der Benutzer auf jedem Gerät an jedem Ort in der virtualisierten Anwendung oder Desktop-Umgebung arbeiten und auf seine Dateien und Daten zugreifen.
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