27.04.2007 | Autor / Redakteur: Alessandro Perilli / Ulrich Roderer
Virtualisierung verändert radikal die Art und Weise, wie sich Computerressourcen nutzen lassen. Seit dem Jahr 2006 erlebt Virtualisierung einen großen Aufschwung und wird jetzt auch von Unternehmen eingesetzt, die eher konservativ sind.
Virtualisierung ist ein vager Ausdruck und kann sich auf verschiedene Abstraktionsansätze beziehen. Es ist äußerst wichtig, die Unterschiede zu verstehen, um den Missbrauch der Terminologie zu erkennen. Mehr und mehr Unternehmen kleben das Etikett „Virtualisierung“ auf Techniken, die damit wenig zu tun haben.
Den offensichtlichsten Fall von Missbrauch betreiben Anbieter von Sicherheitslösungen, wenn sie von Netzwerk- oder Sicherheitsvirtualisierung reden, obwohl es sich dabei nur um bestehende Techniken handelt, die bisher unter der Bezeichnung Endpunktsicherheit liefen. Bewährte Netzwerktechnologien wie virtuelle lokale Netze (VLANs) gelten jetzt als brandneue Funktionen.
Ein weiteres Beispiel ist Anwendungsvirtualisierung, die oft mit dem bekannten Konzept Thin Computing verwechselt wird. In Thin Computing wird auf gehostete Anwendungen über energiesparende Thin Clients zugegriffen. Während Anwendungsvirtualisierung einen natürlichen Platz in Thin-Computing-Szenarien findet, sind es definitiv unterschiedliche Techniken.
Wahrscheinlich ist der Bereich, wo der Ausdruck Virtualisierung am meisten missbraucht wird der Speicherbereich: Anbieter verwenden den Ausdruck Virtualisierung, um so unterschiedliche Ebenen wie Blocks, Festplatten (RAID), Dateisysteme und Bandlaufwerke damit zu beschreiben.
Servervirtualisierung ist bis heute die ausgereifteste Form von Virtualisierung. Diese Technik abstrahiert Hardwarekomponenten wie physische Server einschließlich der Prozessoren, dem Speicher, dem Netzwerk und den Massenspeichergeräten. Darauf setzen Virtuelle Maschinen (VMs) auf, in denen eine Vielzahl von Betriebs- oder Gastsysteme ablaufen können. Ein leistungsfähiger physikalischer Server oder Host kann gleichzeitig eine große Menge von virtuellen Maschinen betreiben. Servervirtualisierung bietet eine Menge von Vorteilen:
Servervirtualisierung wurde zu Beginn in zwei Bereichen vermarktet: Das Managen von kundenspezifischen Plattformen und Produkten und um Serverkonsolidierungen durchzuführen. Aber Virtualisierung wird heute noch viel weit reichender eingesetzt - von der Software-Entwicklung über das Vereinfachen von Testläufen und Qualitätssicherungsprozessen bis hin zur Steigerung der Sicherheit sowie Kosteneinsparung bei Disaster Recovery.
Den Markt teilen sich VMware, die vor zwei Jahren von EMC Corporation gekauft wurden, und Microsoft, die 2002 nach dem Erwerb von Connectix eingestiegen sind. Ein dritter Mitspieler mit dem Namen Parallels tauchte 2005 auf und kann Kunden durch ihre Virtualisierungslösung auf dem neuen Apple Mac OS X für Intel Architektur auf sich ziehen. Aber Parallels muss noch beweisen, dass sie auf der Serverseite konkurrieren können.
Manche kritisieren Virtualisierung wegen der entstehenden Leistungsverschlechterung; in einigen Fällen überwiegt der Leistungsverlust den potentiellen Nutzen der Virtualisierung. Der erste Ansatz, um den Verlust zu reduzieren, ist die Paravirtualisierung. Sie basiert darauf, den Kernel des Gastbetriebssystems zu modifizieren, um die Hardware-Abstraktion zu optimieren. Aber dieser Ansatz führt zu beachtlichen technischen Problemen. Jede neue Betriebssystemversion muss für virtuelle Umgebungen, mit deutlichen Verzögerungen bei der Verfügbarkeit und Problemen in Zuverlässigkeit, angepasst werden.
Und nicht jeder Hersteller erteilt Zugriff auf seinen Quellencode für Paravirtualisierungs-Änderungen. Das ist auch der Grund, warum das bekannte Open Source Projekt Xen und einige kommerzielle Wettbewerber wie Virtual Iron es bisher nicht geschafft haben, im Markt Fuß zu fassen. Ohne die Fähigkeit Windows zu paravirtualisieren, das einen geschlossen Quellcode hat, und nicht für Paravirtualisierung verwendet werden kann, wird die große Mehrheit der Unternehmen keine wirkliche Chance haben, die Technik zu übernehmen.
Eine Art, diese Hindernisse zu lösen und zu umgehen, wurde von den beiden größeren CPU-Herstellern AMD und Intel angeboten, die Virtualisierungsfähigkeiten hardwaremäßig in die Prozessoren implementiert haben. Koordiniert von Virtualisierungsprodukten, können CPUs Gastbetriebssysteme transparent so ausführen, dass sie die vollständige Steuerung der Hardware auf demselben Niveau wie das Host-Betriebssystem haben, das mehr Geschwindigkeit in der Paravirtualisierung bietet und ein weiteres Niveau von Isolation von virtuellen Maschinen ermöglicht.
Der Kauf von neuer Hardware wird von der Verfügbarkeit dieser CPU-Erweiterungen extrem beeinflusst werden. Die aktuellen Servervirtualisierungsprodukte sind ausgereift genug, um kostenwirksame und zuverlässige Lösungen für die große Mehrheit der Unternehmen anzubieten. Sobald Unternehmen virtuelle Infrastrukturen auf breiter Basis einsetzen, ergibt sich eine völlig neue Klasse von Problemen. Hier kann der Markt immer noch keine qualifizierten Lösungen anbieten, Lösungen die hochwertigere Automatisierung anbieten.
Betriebssystempartitionierung ist ein anderer Ansatz von Hardwareabstraktion, der immer mehr an Bedeutung gewinnt. Ein Konzept, das unter Linux-Benutzern schon bekannt ist, die mit UML (Benutzermodus von Linux) arbeiten. Im ULM-Modus laufen Linux-Kernels als Anwendungsprozesse innerhalb von Linuxsystemen.
OS-Partitionierung funktioniert durch die Erstellung von Instanzen des Betriebssystems und der gemeinsamen Benutzung eines Standard-Software-Pakets. Gleichzeitig besteht aber die Möglichkeit, unabhängig neue Komponenten zu installieren und separate Netzwerkbetriebsmerkmale zu nutzen.
Einige Nischen wie Webhosting verwenden diesen Ansatz. Dies ist hauptsächlich durch die Firma SWsoft möglich, die clever genug gewesen ist, dieselbe Technik sowohl als handelsübliches kommerzielles Produkt (Virtuozzo) als auch als ein Open Source Produkt mit weniger Funktionen als OpenVZ anzubieten.
Potentielle Kunden prüfen häufig die Unterschiede zwischen traditioneller Servervirtualisierung (Hardwareabstraktion) und OS-Partitionierung. Virtualisierung liefert ein höheres Niveau an Sicherheit, aber OS-Partitionierung erfordert weniger Verwaltungsaufwand, was Administratoren erlaubt, das Betriebssystem zu patchen oder neue gemeinsame Anwendungen zu installieren.
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