Definition „Virtualization“ Welche Arten der Virtualisierung gibt es?

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Während Software-Virtualisierung über Container realisiert wird, werden bei der klassischen Virtualisierung physische Ressourcen wie Rechner, Netzwerkinfrastruktur oder Speicher in virtuelle Ressourcen umgewandelt. Diese lassen sich dann je nach Bedarf neu verteilen, kombinieren oder aufteilen.

Virtualisierung ist eine Technologie, mit der IT-Ressourcen abstrahiert und in eine virtuelle Repräsentation umgewandelt werden können. Die virtualisierten Ressourcen können dann neu verteilt werden, z. B. um sie verschiedenen Benutzern oder Anwendungen zuzuordnen oder um mehrere Ressourcen zusammenzuführen. Virtualisierung kann mit physischen Ressourcen wie Hardware, Netzwerkinfrastruktur oder Speicher, aber auch mit Software bzw. Code durchgeführt werden.

Wie funktioniert Virtualisierung?

Hardware-Virtualisierung wird mit einer Abstraktionsschicht namens Hypervisor realisiert. Der Hypervisor abstrahiert die physischen in virtuelle Ressourcen und verwaltet diese je nach aktuellem Verwendungszweck.

Es gibt verschiedene Arten von Virtualisierung. Sie lassen sich nach der primären Art von Ressource einteilen, die virtualisiert wird. Zu den wichtigsten Arten zählen Servervirtualisierung, Netzwerkvirtualisierung, Desktopvirtualisierung, Speichervirtualisierung und Softwarevirtualisierung.

Servervirtualisierung

Bei der Servervirtualisierung werden die physischen Ressourcen eines Servers in virtuelle Ressourcen abstrahiert. Dadurch kann ein einziger Server in mehrere virtuelle Server aufgeteilt werden. Diese virtuellen Ressourcen können frei nach Bedarf definiert werden, solange der physische Server die entsprechende Kapazität besitzt. So wird ermöglicht, dass auf einem einzigen Server mehrere virtuelle Maschinen mit jeweils eigenen Betriebssystemen und Anwendungen ausgeführt werden können.

Beispiel: Ein physischer Server wird in mehrere virtuelle Webserver aufgeteilt, um diese für unterschiedliche Zwecke zu nutzen.

Desktopvirtualisierung

Bei der Desktopvirtualisierung betreibt ein zentraler Server viele virtuelle Desktop-Sitzungen zugleich. Nutzer melden sich an und können jeweils ihr eigenes System von einem anderen Endgerät aus nutzen. Benutzer können über entsprechende Software jedes beliebige Endgerät nutzen, um auf ihren virtuellen Desktop zuzugreifen. So sind sie nicht länger an ein festes Endgerät gebunden, sondern können sich mit ihrem persönlichen Log-in von überall aus anmelden. Das physikalische Endgerät muss nur wenig eigene Leistung vorweisen und primär eine stabile und leistungsfähige Netzwerk- oder Internetverbindung haben. Der Server stellt immer die zuvor definierte Leistung zur Verfügung.

Beispiel: VDI ist ein weitverbreitetes System, mit dem virtuelle Desktops bereitgestellt werden. Die Technologie kann intern und extern genutzt werden. Intern können Nutzer den Arbeitsplatz flexibel wählen, z. B. wenn ein Unternehmen Desk Sharing praktiziert. Extern ermöglicht Desktopvirtualisierung Arbeitsmodelle wie Homeoffice, mobiles Arbeiten oder Workation.

Netzwerkvirtualisierung

Bei der Netzwerkvirtualisierung werden physisch vorliegende Netzwerkkomponenten abstrahiert und in virtuelle Netzwerkkomponenten umgewandelt. Die virtualisierten Netzwerkressourcen können dann flexibel eingesetzt werden. So können individuelle Netzwerke bei Bedarf schnell geschaffen und immer wieder neu strukturiert werden, ohne etwas an der Hardware zu verändern. Mehrere Netzwerke können zu einem größeren virtuellen Netzwerk zusammengefasst werden oder ein großes Netzwerk kann in verschiedene virtuelle Netze aufgeteilt werden.

Beispiel: Es sollen verschiedene Netzwerke für verschiedene Aufgaben mit unterschiedlicher Risikoeinstufung geschaffen werden. So können riskante Anwendungen angemessen isoliert werden, um sensible Daten zu schützen.

Speichervirtualisierung

Bei der Speichervirtualisierung werden physische Speicherressourcen in virtuelle Speicherressourcen abstrahiert. Dadurch können mehrere Benutzer oder Anwendungen auf einen jeweils eigenen Bereich innerhalb eines einzigen physischen Speichers zugreifen. Eine andere Form der Speichervirtualisierung ist das Zusammenfassen und Neudefinieren mehrerer physischer Speicherressourcen.

Beispiel: Ein Cloud-Speicher teilt vielen unterschiedlichen Nutzern auf einem Server jeweils einen persönlichen Speicherbereich zu. Nur der für einen Bereich autorisierte Benutzer darf auf diesen Speicher zugreifen. Die geteilte Ressource kann effizient genutzt werden, während die Daten vor unbefugtem Zugriff bewahrt werden.

Softwarevirtualisierung

Bei der Softwarevirtualisierung, auch als Containersierung bezeichnet, geht es um die in der Regel plattformunabhängige Bereitstellung von Software. Es handelt sich um vorkonfigurierte Einheiten oder Systeme, die bei Bedarf geladen, entladen, migriert oder verteilt werden können. Softwarevirtualisierung macht den Einsatz von Software flexibler und ermöglicht die gezielte Isolation von Anwendungen, z. B. während der Entwicklung.

Beispiel: Container-Systeme wie Docker stellen Anwendungen in vorkonfigurierten Containern bereit. So können die Anwendungen bei Bedarf geladen und in einer isolierten Umgebung ausgeführt werden. Die Containerplattform stellt dabei alle Ressourcen zur Verfügung, welche die Anwendungen innerhalb des Containers benötigen.

Welche Vor- und Nachteile bietet Virtualisierung?

Die Virtualisierung bietet eine Vielzahl von Vorteilen für Unternehmen und Organisationen. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile:

• Flexibilität: Mit der Virtualisierung können Ressourcen schnell und einfach skaliert werden, um den aktuellen Anforderungen gerecht zu werden. Neue virtuelle Maschinen können in kurzer Zeit erstellt und bereitgestellt werden, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist.

• Effizienz: Durch die Konsolidierung von Ressourcen und die effiziente Nutzung der Hardware können Unternehmen ihre IT-Infrastruktur optimieren und die Leistung verbessern. Mehrere virtuelle Maschinen können auf einem einzigen physischen Server ausgeführt werden, was zu einer besseren Auslastung führt.

• Sicherheit: Durch die Virtualisierung können Unternehmen ihre Daten und Anwendungen besser schützen. Virtuelle Maschinen können isoliert voneinander betrieben werden, was das Risiko von Datenverlust oder unbefugtem Zugriff verringert.

• Skalierbarkeit: Mit der Virtualisierung können Unternehmen ihre IT-Infrastruktur flexibel skalieren. Bei steigendem Bedarf können zusätzliche virtuelle Maschinen erstellt werden, um die steigende Nachfrage zu bewältigen. Bei sinkendem Bedarf können virtuelle Maschinen einfach entfernt werden, um Ressourcen freizugeben.

• Kosteneinsparungen: Durch die Konsolidierung von physischen Ressourcen können Unternehmen Kosten für Hardware, Energie und Wartung reduzieren. Ein einziger physischer Server kann mehrere virtuelle Maschinen hosten, was zu einer effizienteren Nutzung der Ressourcen führt.

Obwohl die Virtualisierung viele Vorteile bietet, gibt es auch einige Herausforderungen, die berücksichtigt werden müssen:

• Unvorhersehbare Kosten: Durch Virtualisierung könne neue Kosten entstehen, z. B. für Virtualisierungssoftware oder Fachpersonal.

• Komplexität: Die Virtualisierung erfordert spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten, um sie effektiv zu implementieren und zu verwalten. Es ist wichtig, die richtigen Tools und Technologien zu verwenden und die virtuellen Ressourcen sorgfältig zu planen und zu konfigurieren.

• Leistungseinbußen: Bei der Virtualisierung kann es zu einer gewissen Leistungseinbuße kommen, da die Ressourcen auf mehrere virtuelle Maschinen aufgeteilt werden. Es ist wichtig, die Ressourcen richtig zu dimensionieren und die Workloads sorgfältig zu planen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.

• Sicherheit: Die Virtualisierung kann neue Sicherheitsrisiken mit sich bringen. Es ist wichtig, die virtuellen Maschinen und Netzwerke angemessen abzusichern und sicherzustellen, dass keine unbefugten Zugriffe oder Datenverluste auftreten.

• Kompatibilität: Nicht alle Anwendungen und Betriebssysteme sind für die Virtualisierung geeignet. Es ist wichtig, die Kompatibilität der Anwendungen und Betriebssysteme zu überprüfen und gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen.

Fazit

Virtualisierungstechnologien erlauben es, IT-Ressourcen bedarfsgerecht zu nutzen. Aus physisch vorliegenden Ressourcen werden virtuelle Repräsentationen, die frei aufgeteilt und kombiniert werden können. Technologien wie skalierbare Infrastruktur, virtuelle Desktops oder Cloud-Anwendungen werden durch Virtualisierung überhaupt erst möglich. Richtig angewendet kann Virtualisierung die Effizienz und Flexibilität von physischen Ressourcen steigern.

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