Hypervisoren

Was sind Hypervisoren?

Hypervisoren, manchmal auch als Virtual Machine Monitors (VMM) bezeichnet, sind Softwareplattformen, die virtuelle Maschinen (VMs) erstellen und ausführen. Ein Hypervisor ermöglicht es einem Host-Computer, mehrere Gast-VMs zu unterstützen, und erweitert dadurch die Betriebs- und Zugriffsmöglichkeiten, ohne dass zusätzliche physische Hardware gekauft werden muss. Hypervisoren machen die Unterstützung von Gast-VMs möglich, indem sie kritische Ressourcen wie die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), Speicher und Speicherplatz teilen.

Hypervisoren sind auch als Server-Virtualisierungssoftware bekannt. Organisationen nutzen Produkte der Server-Virtualisierungssoftware, um ihre dedizierten Server in mehrere skalierbare virtuelle Instanzen zu unterteilen. Diese Tools bieten eine einfache Verwaltung und zentrale Kontrolle der virtuellen Server.

Wie funktionieren Hypervisoren?

Hypervisoren abstrahieren und verwalten die physischen Hardware-Ressourcen eines Computers, einschließlich Komponenten wie Speicher, Speicherplatz und CPUs. Die Ressourcen werden dann an virtuelle Maschinen verteilt, wobei jede als eigene isolierte und unabhängige Instanz arbeitet. Im Wesentlichen erstellt der Hypervisor einen Pool gemeinsamer Ressourcen, die unter den VMs geteilt werden. 

Hypervisoren sind dann dafür verantwortlich, die Ressourcen zu überwachen und zuzuweisen, um sicherzustellen, dass die VMs das haben, was sie benötigen, um effizient zu arbeiten. Der Bereitstellungsprozess verhindert, dass VMs miteinander in Konflikt geraten, wenn sie Ressourcen vom Host nutzen. Virtuelle Maschinen führen ihre eigenen Programme mit den benötigten Ressourcen aus. 

Arten von Hypervisoren

Es gibt zwei Haupttypen von Hypervisoren. Unternehmen sollten ihre Infrastruktur, Wachstumsstrategie, Ausrüstung und Kosten berücksichtigen, wenn sie entscheiden, welchen sie verwenden möchten. 

• Typ 1 oder „Bare-Metal“: Ein Typ-1-Hypervisor läuft auf der Hardware des Host-Computers. Das bedeutet, dass Benutzer die Virtualisierungssoftware direkt auf die Hardware installieren, was sie effizient macht. Dann erstellt die Software virtuelle Maschinen. Diese Arten von Hypervisoren sind auch sehr sicher, da es eine gewisse Isolation für jede VM gibt.

• Typ 2 oder „gehostet“: Ein Typ-2-Hypervisor, oder ein gehosteter Hypervisor, läuft auf dem Betriebssystem (OS) der Host-Maschine. Typ-2-Hypervisoren haben eine zusätzliche Schicht zwischen dem Host und der virtuellen Maschine im Vergleich zu Typ 1. Sie laufen ähnlich wie ein traditionelles Computerprogramm und sind am besten für Desktop- und Entwicklungsumgebungen mit weniger ressourcenintensiven Arbeitslasten geeignet. 

Vorteile von Hypervisoren

Organisationen, die Hypervisoren verwenden, profitieren von vielen Vorteilen.

• Ressourcenoptimierung: Da mehrere virtuelle Maschinen gleichzeitig auf einem einzigen physischen Server mit Hypervisoren laufen, optimieren Organisationen ihre Hardware. Aufgrund der effizienteren Nutzung senken Teams oft die Kosten, da sie nicht so viele physische Maschinen benötigen.
• Skalierbarkeit und Flexibilität: Hypervisoren bieten dynamische Zuweisung und Neuzuweisung von Ressourcen, was es Organisationen erleichtert, zu skalieren. Die Verwendung von Hypervisoren ist eine ausgezeichnete Option für Unternehmen mit wechselnden Anforderungen und Arbeitslasten, da sie mehr VMs (oder weniger) basierend auf den Bedürfnissen ihrer Organisation zuweisen können.
• Verbesserte Sicherheit: Hypervisoren sind unabhängig und isoliert voneinander, obwohl sie auf demselben Host-Computer laufen. Die Isolation der virtuellen Maschinen verhindert, dass Malware, Abstürze und andere Cyberangriffe auf eine VM die anderen schädigen, wodurch die allgemeine Sicherheit verbessert wird.
• Portabilität: Da die virtuellen Maschinen unabhängig von der Host-Maschine sind, sind sie portabel. IT-Teams können Ressourcen nach Bedarf über Server hinweg zuweisen. Hypervisoren erleichtern das Verschieben von Ressourcen wie Speicher, Speicherplatz und Rechenleistung.

Herausforderungen mit Hypervisoren

Obwohl Hypervisoren Skalierbarkeit ermöglichen und die Sicherheit verbessern, können Teams auf einige potenzielle Herausforderungen stoßen. Diese könnten umfassen:

• Potenzial für Virtualisierungsausbreitung (VM-Ausbreitung). Hypervisoren vereinfachen die Erstellung neuer virtueller Maschinen, aber unkontrolliertes Wachstum kann zu Verwaltungsproblemen und Herausforderungen bei der Ressourcenzuweisung führen. IT-Administratoren müssen die Anzahl der virtuellen Maschinen innerhalb der Organisation dokumentieren und im Auge behalten, um VM-Ausbreitung zu verhindern. 

• Probleme mit der Ressourcenzuweisung. Obwohl Hypervisoren helfen, Ressourcen zu überwachen und zuzuweisen, wird die Verteilung nicht immer perfekt sein. Einige VMs können gut funktionieren, während andere möglicherweise nicht genügend Ressourcen für eine optimale Funktion haben. 

• Zeiten von Netzwerküberlastung aufgrund von Serverüberlastung: Das schnelle Hinzufügen von VMs zu einem Server kann zu Netzwerkproblemen führen, da VMs um die verfügbare Bandbreite konkurrieren. Ein überlastetes Netzwerk kann dazu führen, dass einige VMs Netzwerkfehler melden oder potenziell abstürzen.

Hypervisoren vs. Container

Hypervisoren und Container werden beide in der Virtualisierung verwendet, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken. 

Hypervisoren sind Softwaretools, die die Erstellung virtueller Maschinen ermöglichen. Sie weisen Ressourcen wie CPU, Speicherplatz und Speicher jeder VM zu, sodass mehrere VMs gleichzeitig auf derselben Hardware laufen können. 

Container sind leichte und portable Einheiten, die eine Anwendung und ihre Abhängigkeiten verpacken. Container ermöglichen es Anwendungen, in mehreren Umgebungen zu laufen. 

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