Virtualisierung detailliert

VirtualisierungVirtualisierung Virtualisierung bezeichnet die Technik, physische IT-Ressourcen wie Server, Speicher oder Netzwerke in virtuelle Einheiten zu abstrahi... Mehr ist eine Technologie, die es ermöglicht, mehrere virtuelle Instanzen eines Systems (wie ein BetriebssystemBetriebssystem Ein Betriebssystem (engl. Operating System, kurz: OS) ist die grundlegende Software eines Computers oder digitalen Geräts. Es steuert ... Mehr oder einen ServerServer Ein Server ist ein zentraler Computer oder ein System, das anderen Geräten oder Programmen – sogenannten Clients – Dienste, Ressourcen ode... Mehr) auf einer einzigen physischen Hardware-Ressource auszuführen. Dies geschieht durch die Schaffung einer abstrakten Schicht, die als Virtual Machine (VM) bezeichnet wird. Virtualisierung hat die IT-Infrastruktur revolutioniert, indem sie die Nutzung von Hardware-Ressourcen optimiert, die Flexibilität erhöht und die Verwaltung vereinfacht.

Mit Virtualisierung können Organisationen mehrere virtuelle Maschinen auf einem einzigen physischen Server ausführen, was zu einer besseren Ressourcennutzung und einer höheren Effizienz führt. Virtualisierte Systeme bieten viele Vorteile, wie etwa die Möglichkeit, verschiedene Betriebssysteme gleichzeitig auszuführen, die Isolation von Anwendungen und Benutzern sowie die Flexibilität, Ressourcen nach Bedarf bereitzustellen.

Arten der Virtualisierung:

Es gibt verschiedene Arten der Virtualisierung, die auf unterschiedlichen Ebenen der IT-Infrastruktur ansetzen. Zu den wichtigsten Arten gehören:

Servervirtualisierung: Bei der Servervirtualisierung werden physische Server in mehrere virtuelle Maschinen unterteilt. Jede virtuelle Maschine (VM) funktioniert wie ein unabhängiger Server, mit einem eigenen Betriebssystem und eigener Anwendung. Dies ermöglicht eine höhere Auslastung der Serverhardware und spart Platz sowie Kosten. Hypervisoren wie VMware ESXi, Microsoft Hyper-V und KVMKVM-Switch (Keyboard Video Mouse) Ein KVM-Switch ist ein Umschaltgerät, mit dem mehrere Server oder Computer über eine einzige Tastatur, Maus und ei... Mehr (Kernel-based Virtual Machine) sind Beispiele für Technologien, die zur Servervirtualisierung eingesetzt werden.
Desktopvirtualisierung: Bei der Desktopvirtualisierung wird der Desktop eines Benutzers nicht auf einem physischen Computer gespeichert, sondern auf einem zentralen Server. Benutzer greifen über ein Endgerät (wie einen Laptop oder ein Tablet) auf ihren virtuellen Desktop zu. Diese Art der Virtualisierung ist besonders nützlich für Unternehmen, die eine zentralisierte Verwaltung von Desktops und Anwendungen benötigen, z. B. durch die Verwendung von VDI (Virtual Desktop Infrastructure).
Anwendungsvirtualisierung: Anwendungsvirtualisierung ermöglicht es, Software auf einem Server auszuführen und auf den Endgeräten der Benutzer bereitzustellen, ohne dass die Anwendung direkt auf dem lokalen Gerät installiert werden muss. Dies ermöglicht eine schnellere Bereitstellung von Anwendungen und die zentralisierte Verwaltung von Software. Beispiele hierfür sind Microsoft App-V oder Citrix XenApp.
Storage-Virtualisierung: Die Storage-Virtualisierung abstrahiert die physische Speicherhardware und stellt sie als einen virtuellen Speicherpool dar, der über ein Netzwerk zugänglich ist. Dies ermöglicht eine effizientere Verwaltung von Speicherressourcen und erleichtert die Datensicherung und -wiederherstellung. Ein bekanntes Beispiel ist VMware vSAN.
Netzwerkvirtualisierung: Die Netzwerkvirtualisierung abstrahiert die physischen Netzwerkressourcen und erstellt virtuelle Netzwerke, die unabhängig von der physischen InfrastrukturInfrastruktur (IT-Infrastruktur) Die IT-Infrastruktur umfasst alle technischen und physikalischen Komponenten, die notwendig sind, um IT-Dienste berei... Mehr verwaltet werden können. Dies ermöglicht eine flexiblere Netzwerkarchitektur, die dynamisch an die Anforderungen angepasst werden kann. Technologien wie Software-Defined Networking (SDN) und Network Functions Virtualization (NFV) sind Beispiele für Netzwerkvirtualisierung.

Vorteile der Virtualisierung:

Ressourcennutzung und Effizienz: Virtualisierung maximiert die Nutzung der physischen Ressourcen, da mehrere virtuelle Maschinen gleichzeitig auf einer einzigen Hardware ausgeführt werden können. Dadurch wird die Infrastruktur effizienter genutzt und die Anzahl der benötigten physischen Server reduziert.
Kostensenkung: Durch die Reduzierung der Anzahl physischer Server und den optimierten Einsatz von Hardware können Unternehmen Kosten für Hardware, Energieverbrauch und Wartung einsparen. Virtualisierung trägt auch zur Verringerung des physischen Platzbedarfs im RechenzentrumRechenzentrum Ein Rechenzentrum (engl. Data Center) ist eine zentrale Einrichtung zur Unterbringung und zum Betrieb von IT-Systemen wie Servern, Netzw... Mehr bei.
Skalierbarkeit und Flexibilität: Virtualisierte Umgebungen können schnell und einfach skaliert werden, um den Anforderungen eines wachsenden Unternehmens gerecht zu werden. Neue virtuelle Maschinen können schnell bereitgestellt werden, und Ressourcen wie CPU, RAM und Speicher können dynamisch zugewiesen oder entfernt werden.
Disaster RecoveryDisaster Recovery Disaster Recovery (DR) bezeichnet Maßnahmen und Strategien, mit denen Unternehmen ihre IT-Systeme nach einem Ausfall oder einer Kat... Mehr und Ausfallsicherheit: Virtualisierte Systeme bieten eine einfache und kostengünstige Lösung für Disaster Recovery. Durch Snapshots und die Möglichkeit, virtuelle Maschinen auf andere Hosts zu migrieren, können Unternehmen ihre Systeme schnell wiederherstellen und den Betrieb auch bei Ausfällen aufrechterhalten.
Isolierung und Sicherheit: Jede virtuelle Maschine funktioniert unabhängig, sodass ein Problem in einer VM die anderen nicht beeinflusst. Dies erhöht die Sicherheit, da Anwendungen oder Systeme isoliert werden können, um das Risiko einer Ausbreitung von Angriffen oder Fehlern zu minimieren.

Anwendungsfälle der Virtualisierung:

Serverkonsolidierung: Eine der häufigsten Anwendungen der Virtualisierung ist die Konsolidierung von Servern. Unternehmen nutzen Virtualisierung, um die Anzahl der physischen Server zu reduzieren und die Auslastung bestehender Hardware zu maximieren, was zu einer besseren Ressourcennutzung und Kostensenkung führt.
Cloud ComputingCloud Computing Cloud Computing bezieht sich auf das Bereitstellen von IT-Ressourcen über das Internet (die „Cloud“), anstatt diese lokal auf eig... Mehr: Virtualisierung bildet die Grundlage für Cloud Computing, indem sie es ermöglicht, IT-Ressourcen wie Rechenleistung und Speicher dynamisch bereitzustellen. Cloud-Anbieter nutzen Virtualisierung, um mehreren Kunden auf derselben physischen Infrastruktur zu dienen.
Entwicklungs- und Testumgebungen: Entwickler und IT-Teams können virtuelle Maschinen nutzen, um Software in isolierten Umgebungen zu testen, ohne dass dies Auswirkungen auf die Produktionssysteme hat. Die Erstellung und Bereitstellung von Entwicklungsumgebungen wird durch Virtualisierung deutlich vereinfacht.
Virtualisierung von Legacy-Anwendungen: Viele Unternehmen haben legacy-basierte Anwendungen, die auf veralteter Hardware laufen. Durch Virtualisierung können diese Anwendungen auf modernen Servern ausgeführt werden, ohne dass die Hardware aktualisiert oder ersetzt werden muss.

Herausforderungen der Virtualisierung:

Komplexität der Verwaltung: Obwohl Virtualisierung die Effizienz verbessert, kann die Verwaltung einer großen Anzahl virtueller Maschinen und Ressourcen komplex werden, insbesondere wenn sie über mehrere Hosts hinweg verteilt sind. Das Management erfordert spezialisierte Tools und Fachkenntnisse.
Leistungsüberhead: Virtuelle Maschinen benötigen zusätzliche Ressourcen, um die Virtualisierungsschicht zu betreiben. Dieser Overhead kann die Leistung der VMs beeinträchtigen, insbesondere bei ressourcenintensiven Anwendungen.
Security: Virtualisierte Umgebungen erfordern zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen, da eine kompromittierte VM potenziell Auswirkungen auf andere VMs auf dem gleichen Host haben könnte. Daher sind Virtualisierungssicherheit und Isolation von hoher Bedeutung.
Abhängigkeit von der zugrunde liegenden Infrastruktur: Die Leistung und Stabilität der virtuellen Maschinen hängen stark von der zugrunde liegenden physischen Infrastruktur ab. Ein Ausfall der physischen Hardware kann Auswirkungen auf alle VMs haben, die auf diesem Host laufen.