Die Virtualisierungstechnik hat den Serverbetrieb revolutioniert. Sie ermöglicht effizientere Ressourcennutzung und Flexibilität.

Was ist ein Hypervisor?

Auf einem Host-Betriebssystem wie Windows oder Linux werden mithilfe eines Hypervisors mehrere virtuelle Gastbetriebssysteme installiert. Die Gastsysteme teilen sich verfügbare Ressourcen wie Arbeitsspeicher, Festplatte und Prozessor. Ein Virtualisierungslayer ermöglicht diese Aufteilung. Die Virtualisierungssoftware, genannt Hypervisor, kommuniziert direkt mit der Hardware. Die Gastsysteme interagieren nur mit der virtuellen Hardware, also dem Hypervisor. Der Hypervisor simuliert die Hardware und verhält sich wie eine physische Maschine.

Der Arbeitsspeicher des Gastsystems wird von einem Task im Host-System beansprucht, die Festplatten des Gastsystems werden von einzelnen Dateien auf dem Host-System gebildet.

Vorteile der Virtualisierungstechnik

• mehrere Betriebssysteme gleichzeitig auf einem Computer starten
• Virtuelle Maschinen können von einer physischen Hardware zu einer komplett unterschiedlichen transportiert werden (Files zwischen den Hostsystemen kopieren),
  ein enormer Vorteil bei Hardwareausfällen
• von virtuellen Maschinen können sogenannte Snapshots gemacht werden, mit deren Hilfe in Sekunden ein zuletzt gesicherter Systemstatus wiederhergestellt werden kann.

Voraussetzung:

Hardware mit CPU Virtualisierungsunterstützung (VT), genügend Arbeitsspeicher und freier Festplattenplatz.

Produkte

Für Testumgebungen auf einem bestehenden Client-Betriebssystem bietet sich der in Windows 10 integrierte Hypervisor: Hyper-V an. Alternativ kann auch Sun VirtualBox, VMware Player oder die kostenpflichtige VMWare Workstation verwendet werden.

Im professionellen Server-Einsatz kommen folgende Hypervisor zum Einsatz: VMware ESXi, Microsoft HyperV, XEN und auf Linux-Systemen: KVM
ESXi benötigt, so wie auch XEN Server, kein zusätzliches Betriebssystem, ESXi wird direkt installiert (ist ein eigenständiges Betriebssystem), läuft allerdings nur auf kompatibler Hardware, siehe: https://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php

Die Schritte für das Anlegen, Installieren und Starten einer virtuellen Maschine sind bei allen Virtualisierungsprogrammen im Prinzip gleich:

1. Hypervisor aktivieren oder installieren.
2. eine virtuelle Maschine anlegen (definieren der Festplatte, CPU, Memory, USB, Sound, ...)
3. eines Windows oder Linux-Installations-DVD oder ein ISO Abbild für die virtuelle Maschine einlegen
4. den Hypervisor starten und von der DVD booten (es kann auch das physikalische Laufwerk in die virtuelle Maschine übertragen werden)
5. das Betriebssystem in der virtuellen Maschine installieren, ganz wie auf einem normalen leeren PC.

Integriert in Windows 10/11: Microsoft HyperV

Ursprünglich war HyperV nur für den Windows Server, seit Windows 8 kann Hyper-V in den Editionen Enterprise und Professional als Windows Feature einfach aktiviert werden.

VMWare Player / Workstation

Der Support / Entwicklung für VMWare Server wurde eingestellt, als Nachfolger gilt der kostenlose VMWare Player oder die kostenpflichtige VMWare Workstation: www.vmware.com/

VirtualBox:

ähnlich VMware Player,
Vorteile:

• ziemlich schnell,
• gute Grafik Unterstützung,
• USB Support,
• mehrfache Snapshots

Nachteile:

• eigenes Festplattenformat (vmdk- Unterstützung wird aber mittlerweile auch sehr gut unterstützt)

frei erhältlich unter: www.virtualbox.org

Eigene Betriebssysteme:

VMware ESXi

VMware ESXi wird für den professionellen Einsatz im Serverbereich verwendet. VMWare konnte als erster Anbieter zum Beispiel ein Gastbetriebssystem im laufenden Betrieb von einer Hardware zur anderen verschieben (VMotion). Mittlerweile bieten andere Hersteller diese Funktion auch, unter anderem der Microsoft HyperV.

Proxmox

Die Open Source-Lösung Proxmox verzeichnet einen starken Anstieg an Marktanteilen, da sie sowohl im privaten als auch im kommerziellen Bereich immer beliebter wird. Sie überzeugt durch zahlreiche Enterprise-Features und eine einfache Bedienung.

Xen

Virtualisierungssoftware der Universität Cambridge auf Open-Source-Basis, dann weiterentwickelt von Citrix, dann wieder Open Source ... 
Benötigt, wie auch die anderen Hypervisor, PC-Prozessoren mit Virtualisierungs-Funktionen wie beispielsweise Intels VT.

Fazit

Virtualisierungstechniken haben Serverbetrieb grundlegend verändert, indem sie die gleichzeitige Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf derselben Hardware ermöglicht haben. Der Einsatz von Hypervisoren macht den Betrieb effizienter, flexibler und kostengünstiger, während er gleichzeitig die Geschäftskontinuität durch Funktionen wie VM-Migration und Snapshots verbessert. Die Anforderungen an Hardwareunterstützung und den Einsatz spezialisierter Softwarelösungen unterstreichen die Komplexität und Leistungsfähigkeit moderner Virtualisierungsansätze.