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Was ist eine virtuelle Maschine? Definition & Leitfaden
Ein virtueller Computer oder VM ist ein softwaredefinierter Computer, der nur als Code auf einem physischen Server vorhanden ist. IT ist eine digitale Version eines physischen Computers und funktioniert genau wie ein Computer im Computer.
Die virtuelle Umgebung läuft auf einer isolierten Partition des Host-Computers und verfügt über ein IT-eigenes Betriebssystem, CPU-Leistung, Arbeitsspeicher, Festplatten für die Dateispeicherung, die Möglichkeit, eine Verbindung zum Internet herzustellen, und andere notwendige Ressourcen.
Virtualisierung ist der Prozess der Erstellung einer virtuellen Version eines Computers, die wie ein physischer Computer funktioniert. Eine virtuelle Maschine verwendet Software zum Ausführen von Programmen und Bereitstellen der App anstelle eines physischen Computers.
Virtuelle Gastcomputer werden innerhalb eines physischen Hostcomputers ausgeführt. Dies kann sowohl in der Cloud als auch in On-Premise-Umgebungen nützlich sein.
Die Verwendung von VMs kann kostengünstiger sein, Ressourcen für mehrere Benutzer gleichzeitig und an verschiedenen Standorten bereitstellen, effizienter sein und mehr Flexibilität bieten.
Was sind virtuelle Maschinen?
Eine virtuelle Maschine (VM) ist ein softwarebasiertes digitales Computersystem und kann alle Funktionen eines physischen Computers ausführen.
VMs verwenden die Ressourcen eines physischen "Host"-Computers und/oder eines Remoteservers, um als virtueller "Gast" ausgeführt zu werden. Diese digitale Version eines physischen Computers, die virtuelle Maschine, ist eine Computerdatei, die als Image bezeichnet wird und sich wie ein normaler Computer verhält. Die VM leiht sich eine festgelegte Menge an CPU, Speicher und Arbeitsspeicher vom physischen IT-Host aus und wird in einer isolierten Partition ausgeführt, die vom Host getrennt ist.
Die virtuelle Maschine kann als Ersatz für einen physischen Computer fungieren, oder die IT kann als separate Computerumgebung in einem separaten Fenster ausgeführt werden, häufig um die Verwendung eines alternativen Betriebssystems für den Host zu ermöglichen. Virtuelle Maschinen greifen nicht in das Betriebssystem des Host-Computers ein und können daher häufig für Software- oder Anwendungstests verwendet werden.
Virtuelle Maschinen werden häufig bereitgestellt, um eine Remote-Nutzung zu ermöglichen, und haben den Start von Cloud (Computing) ermöglicht.
Funktionsweise virtueller Maschinen
Virtuelle Maschinen verwenden die Virtualisierungstechnologie, mit der ein virtueller, softwarebasierter Computer erstellt wird. Ressourcen sind die Bereitstellung vom Host zum Gast – ein Prozess, der von einer Software verwaltet wird, die als Hypervisor bezeichnet wird. Der Hypervisor stellt sicher, dass Vorgänge so geplant werden, dass der Host und der Gast (physischer Computer und virtuelle Maschine) zusammenarbeiten können, ohne sich gegenseitig zu stören.
Virtuelle Maschinen können auf einem physischen Computerhost oder einem Remote-Server vorhanden sein, z. B. im Rechenzentrum eines Cloud-Anbieters. Diese VMs funktionieren genauso wie ein tatsächlicher Computer und werden in der Regel in einem Anwendungsfenster oder auf dem Betriebssystem eines physischen Computers ausgeführt.
Arten von virtuellen Maschinen
Es gibt zwei Haupttypen von virtuellen Computern: Prozess-VMs und System-VMs.
Eine Prozess-VM stellt eine plattformunabhängige Programmierumgebung zur Verfügung. Der virtuelle Prozesscomputer ermöglicht die Ausführung eines einzelnen Prozesses als Anwendung auf dem Hostcomputer, während Informationen über das zugrunde liegende Betriebssystem oder die zugrunde liegende Hardware ignoriert werden. Dies kann es einem Computer ermöglichen, eine Anwendung auf einem Hostcomputer auszuführen, den das Betriebssystem normalerweise nicht unterstützt.
Eine System-VM ist ein vollständiger Ersatz für eine physische Maschine, und die IT ist vollständig virtualisiert. Die physischen Ressourcen eines Hostcomputers können von verschiedenen virtuellen Maschinen gemeinsam genutzt werden, auf denen jeweils eine IT-eigene Kopie des Betriebssystems auf der Systemplattform ausgeführt wird. Der Hypervisor wird auf dem Betriebssystem oder auf nackter Hardware ausgeführt, um den Virtualisierungsprozess abzuschließen.
5 Arten der Virtualisierung
Die Komponenten, aus denen sich eine IT-Infrastruktur oder ein traditionelles Rechenzentrum zusammensetzt, können virtualisiert werden. Hier sind fünf spezifische Arten der Virtualisierung:
Netzwerk-Virtualisierung: Unternehmen mit einem hohen Benutzeraufkommen, die ständigen Zugriff auf ein Netzwerk benötigen, können von der Netzwerkvirtualisierung profitieren. Diese Art der Virtualisierung ermöglicht die Erstellung mehrerer Subnetzwerke im selben physischen Netzwerk. Die Geräte werden zu einem softwarebasierten virtuellen Netzwerk zusammengefasst.
Die Bandbreite kann auch in mehrere unabhängige Kanäle aufgeteilt werden, die Servern und Gerät individuell zugewiesen werden. Die Netzwerkvirtualisierung kann die Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit des Netzwerks erhöhen, und die IT kann eine verbesserte Überwachung der Datennutzung ermöglichen.
Hardware-Virtualisierung: Bei der Hardwarevirtualisierung, die auch als Servervirtualisierung bezeichnet wird, werden virtuelle Versionen von Betriebssystemen und Computern erstellt und auf einem primären physischen Server konsolidiert. Die virtuellen Maschinen werden von einem Hypervisor verwaltet, der mit der physischen CPU und dem Festplattenspeicher des Servers kommuniziert.
Mit der Hardware-Virtualisierung können mehrere Betriebssysteme auf einem Computer ausgeführt werden, und Hardware-Ressourcen werden effizienter genutzt.
Software-Virtualisierung: Ein Computersystem mit Hardware wird mit Softwarevirtualisierung erstellt, um die Ausführung eines Gastbetriebssystems (oder mehrerer Betriebssysteme) auf einem physischen Hostcomputer mit derselben Hardware zu ermöglichen.
Anwendungen können auch virtualisiert und dann von einem Server an ein Endbenutzer's Gerät ausgeliefert werden. Die Software-Virtualisierung ermöglicht es entfernten Benutzern, auf zentral gehostete Anwendungen zuzugreifen.
Desktop-Virtualisierung: Bei der Desktop-Virtualisierung wird die Desktop-Umgebung vom physischen Gerät getrennt und auf einem Remote-Server gespeichert. Benutzer können dann von jedem Gerät aus von jedem Ort aus auf ihren Desktop zugreifen.
Dies ermöglicht eine einfache Verwaltung, Kosteneinsparungen bei Softwarelizenzen und -updates, eine bessere Datensicherheit und eine verbesserte Zugänglichkeit.
Speicher-Virtualisierung: Mithilfe der Speichervirtualisierung können mehrere physische Speichergeräte konsolidiert werden, um als ein einzelnes Gerät angezeigt zu werden. Dies kann eine schnelle und einfache Duplizierung ermöglichen, um virtuelle Speicherdaten im Falle einer Katastrophe oder Krise an einen anderen Ort zu übertragen.
Durch Speichervirtualisierung können Kosten gesenkt, Geschwindigkeit und Performance gesteigert und der Lastausgleich verbessert werden.
Wer verwendet virtuelle Maschinen?
Virtuelle Maschinen werden häufig von Unternehmen verwendet, die Remote- oder Hybridarbeitsplätze unterstützen, indem sie es den Mitarbeitern ermöglichen, ihre Arbeit von überall aus zu erledigen. Die virtuelle Maschine ermöglicht es den Mitarbeitern, von alternativen Standorten aus auf ihren Desktop und ihre zentral gehostete Anwendung zuzugreifen, so als wären sie vor Ort.
Public Cloud-Dienst verwenden auch VMs. Sie ermöglichen es in der Regel mehreren Benutzern, virtuelle Anwendungsressourcen gleichzeitig zu verwenden.
Virtuelle Computer können von Entwicklern und Testern verwendet werden, um Apps in der Cloud zu erstellen und bereitzustellen, Software oder ein neues Betriebssystem (oder eine Betaversion) zu testen und Entwicklungs- und Testszenarien auszuführen. Virtuelle Maschinen können es auch Personen ermöglichen, die Apps oder Software auf Betriebssystemen ausführen müssen, für die sie nicht vorgesehen waren.
Eine VM kann eine alte Anwendung ausführen, die von einem neuen Betriebssystem nicht mehr unterstützt wird, oder einem Benutzer den Zugriff auf vireninfizierte Daten ermöglichen. Virtuelle Maschinen können auch als Werkzeug zum Sichern Ihres vorhandenen Betriebssystems dienen.
Vorteile virtueller Maschinen
Virtuelle Maschinen führen ihre eigenen Betriebssysteme und Anwendungen aus, ähnlich wie ein physischer Computer, aber sie haben den entscheidenden Vorteil, dass sie unabhängig vom Host und anderen VMs bleiben, die denselben Host nutzen. Hier sind einige der zusätzlichen Vorteile virtueller Computer:
- Wirtschaftlichkeit: Die Verwendung virtueller Maschinen kann Ihre Hardware- und Infrastrukturkosten senken, da Sie im Grunde in der Lage sind, eine Maschine zu verwenden, um mehrere auszuführen. Sie müssen beispielsweise nicht so viele Server ausführen, um die gleichen Ziele zu erreichen. Physische Hardware wird mit einer höheren Kapazität genutzt und bietet das gleiche Ergebnis zu einem viel niedrigeren Preis.
Flexibilität: Eine virtuelle Maschine ermöglicht die Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf derselben Maschine. Dies kann besonders hilfreich sein, wenn Sie z. B. eine virtuelle Linux-Maschine auf einem Windows-Betriebssystem ausführen möchten.
Die IT-Abteilung kann es Ihnen ermöglichen, Anwendungen auszuführen, die von anderen Betriebssystemen unterstützt werden als dem Host, auf dem ausgeführt wird. Es kann auch die Notwendigkeit entstehen, eine ältere Version eines Betriebssystems auszuführen, was auch mit einer VM möglich ist.
- Skalierbarkeit: Apps lassen sich mithilfe von VMs einfacher skalieren, da Sie einfach eine neue VM auf dem vorhandenen physischen Computer erstellen können, um Lastschwankungen auszugleichen und die Leistung zu stabilisieren. Dies ist ein viel schnellerer und einfacherer Prozess, als wenn Sie verschiedene Betriebssysteme auf physischen Servern installieren müssen.
- Geschwindigkeit, Flexibilität und Einfachheit: VMs sind einfach und schnell einzurichten. Sie sind viel einfacher als die Bereitstellung einer neuen Testumgebung für Entwickler. Das Ausführen von Entwicklungs- und Test-Szenarien geht bei Verwendung der Virtualisierung wesentlich schneller.
Sicherheit: Apps mit fragwürdiger Sicherheit können auf einer VM ausgeführt werden, ohne die zugrunde liegende Hardware oder die Komponenten des Hosts zu beeinträchtigen. Viren können isoliert werden, um Risiken für den Hostcomputer zu vermeiden, und sicher untersucht werden.
Dies kann eine VM ideal zum Testen von Softwareänderungen oder neuen Anwendungen machen. Wenn die VM kompromittiert wird, kann die IT einfach gelöscht und neu erstellt oder auf eine ältere Version zurückgesetzt werden – alles ohne Auswirkungen auf das Betriebssystem des Hosts.
- Verringerte Ausfallzeiten: Eine VM kann eine großartige Lösung für ein Backup und den Einsatz mit Disaster Recovery sein, da die IT problemlos von einem Hypervisor auf einen anderen verschoben werden kann, wenn der Host abstürzt oder nicht verfügbar ist. Dies kann bedeuten, dass das System im Krisenfall nicht so lange ausfallen wird.
- Effizientere Leistung: Die Verwendung eines virtuellen Computers kann die Geschwindigkeit und Leistung von Anwendung durch effizientere Bereitstellung von Ressourcen erhöhen. VMs können auch für den Lastenausgleich von Vorteil sein.
- Tragbarkeit: Virtuelle Maschinen können auf Host-Computern oder Maschinen erstellt und bei Bedarf einfach transportiert werden. Da VMs unabhängig voneinander ausgeführt werden, sind sie hochgradig portabel und ermöglichen den Remotezugriff und die Möglichkeit, Ressourcen zu erreichen, die an anderer Stelle gehostet werden.
Zusätzliche Ressourcen
Microsoft stellt sowohl virtuelle Windows-Computer als auch virtuelle Linux-Computer in Azure bereit. Apple bietet auch Informationen darüber, wie man macOS auf einer virtuellen Maschine installiert.
Referenzen
Virtuelle Maschine. PC Mag.
Windows 11. (2022). Microsoft.
Virtuelle Windows-Maschinen. (2022). Microsoft.
Virtuelle Linux-Computer in Azure. (2022). Microsoft.
Installieren von macOS auf einer virtuellen Maschine. (2022). Apple, Inc.
