Die Virtualisierungstechnologie hat es Unternehmen ermöglicht, Server-, Rechen- und Netzwerkressourcen zu optimieren. Durch die Möglichkeit, dass mehrere Betriebssysteme und Anwendungen auf einem einzigen Host ausgeführt werden können, hat die Virtualisierung die Bereitstellungsgeschwindigkeit, die Ressourcenauslastung und die IT-Flexibilität erheblich verbessert und gleichzeitig die Investitions- und Betriebskosten gesenkt.
Das Herzstück von Virtualisierungsplattformen ist eine Softwareebene, die als Hypervisor bezeichnet wird. In diesem Artikel erfahren Sie, was ein Hypervisor ist, welche verschiedenen Arten von Hypervisoren für die Virtualisierung verfügbar sind und welche Anwendungsfälle es gibt.
Was ist Virtualisierung?
Virtualisierung ist eine Technologie, die es ermöglicht, mehrere virtuelle Instanzen eines Betriebssystems oder einer Anwendung auf einem einzigen Host-Rechner auszuführen. Durch das Abstrahieren von Hardware-Ressourcen wie CPU, Arbeitsspeicher und Storage kann Virtualisierungssoftware Ressourcen dynamisch isolieren und verschiedenen virtuellen Maschinen (VMs) zuweisen, sodass jede VM ein einzigartiges und unabhängiges System zu sein scheint.
Server, Netzwerk und Rechenleistung
Die Virtualisierung kann auf drei Hauptkategorien der Infrastruktur angewendet werden: Server, Storage und Netzwerke:
- Servervirtualisierung ermöglicht die Ausführung mehrerer virtueller Server auf einem einzigen physischen Server und wird in großem Umfang für Unternehmensanwendungen und Webhosting verwendet.
- Die Netzwerkvirtualisierung extrahiert Netzwerkressourcen, um virtuelle Netzwerke unabhängig von physischer Hardware zu erstellen.
- Storage-Virtualisierung fasst physischen Storage von mehreren Geräten zusammen, um einheitliche Storage-Ressourcen zu schaffen.
Was ist ein Hypervisor?
Ein Hypervisor, auch bekannt als Virtual Machine Monitor, ist eine Softwareschicht, die sich zwischen der physischen Host-Maschine und den darauf laufenden virtuellen Maschinen befindet. Der Hypervisor hat die Aufgabe, Hardware-Ressourcen zu abstrahieren und sie den virtuellen Maschinen zu präsentieren, als würden sie auf einer physischen Maschine ausgeführt. Werfen wir einen genaueren Blick auf die beiden Haupttypen von Hypervisoren: Typ 1 und Typ 2.
Was ist ein Hypervisor vom Typ 1?
Typ-1-Hypervisoren werden auch als Bare-Metal-Hypervisoren bezeichnet, da sie direkt auf der Hardware des Hosts ausgeführt werden und das Host-Betriebssystem umgehen. Sie bieten hervorragende Performance und Support für eine Vielzahl von Gastbetriebssystemen.
Wichtige Merkmale
Typ-1-Hypervisoren bieten mehrere architektonische Vorteile:
- Direkter Hardwarezugriff eliminiert OS-Overhead und maximiert die Performance
- Minimale Angriffsfläche reduziert Sicherheitsschwachstellen
- Hardwaregestützte Virtualisierung nutzt CPU-Funktionen für mehr Effizienz
- Management auf Unternehmensniveau durch dedizierte Virtualisierungsplattformen
Beliebte Typ-1-Lösungen
Zu den führenden Hypervisoren des Unternehmenstyps 1 gehören:
- VMware vSphere ESXi: Branchenführende Plattform mit umfassenden Verwaltungstools
- Microsoft Hyper-V: Integrierte Windows Server-Virtualisierung mit Azure-Konnektivität
- Citrix Hypervisor: Hochleistungslösung, die für VDI- und Cloud-Workloads optimiert ist
Was ist ein Hypervisor vom Typ 2?
Hypervisoren vom Typ 2 fungieren als Anwendungen innerhalb eines Host-Betriebssystems und bieten Virtualisierungsfunktionen durch Softwareabstraktion statt durch direkte Hardwaresteuerung.
Wichtige Merkmale
Typ-2-Hypervisoren bieten unterschiedliche betriebliche Vorteile:
- Vereinfachte Installation auf bestehenden Betriebssystemen
- Vertraute Verwaltungsschnittstellen über Host-OS-Tools
- Hardware-Flexibilität, die verschiedene Hardware-Konfigurationen unterstützt
- Entwicklungsfreundliche Umgebungen zum Testen und Prototyping
Lösungen vom Typ 2 für Unternehmen
Typ-2-Hypervisoren sind bei Anwendungsfällen der Desktop-Virtualisierung häufiger, aber einige unternehmenstaugliche Typ-2-Hypervisoren sind:
- VMware Workstation Pro: Professionelle Desktop-Virtualisierung mit fortschrittlichem Netzwerk
- Oracle VM VirtualBox: Plattformübergreifende Lösung mit Enterprise-Support-Optionen
- Parallels Desktop Business Edition: MacOS-orientierte Virtualisierung für Geschäftsanwender
Vergleich zwischen Hypervisoren vom Typ 1 und Typ 2
Die Unterschiede zwischen Hypervisoren vom Typ 1 und Typ 2 zu verstehen, ist entscheidend, wenn es darum geht, durch die Landschaft der Virtualisierungstechnologie zu navigieren. Eine geeignete Hypervisor-Auswahl basiert auf individuellen oder organisatorischen Anforderungen. In diesem Abschnitt werden wir uns genauer ansehen, wie Hypervisoren vom Typ 1 und Typ 2 in Bezug auf Performance, Sicherheit, Anwendungsfälle, Einrichtung und Verwaltung sowie Hardwareanforderungen abschneiden.
Performance
Typ-1-Hypervisoren sind für ihre überragende Performance bekannt, die auf ihre Fähigkeit zurückgeführt wird, direkt auf Host-Hardware ausgeführt zu werden, wodurch der Vermittler eines zugrunde liegenden Betriebssystems entfällt. Diese direkte Interaktion mit Hardware-Ressourcen ermöglicht eine optimale Ressourcenzuweisung und -verwaltung und minimiert so Overhead und Latenzzeiten. Dies macht sie zur idealen Wahl für Unternehmensumgebungen, in denen eine hohe Performance nicht verhandelbar ist, z. B. in Rechenzentren und bei umfangreichen Virtualisierungsbereitstellungen.
Umgekehrt können Hypervisoren vom Typ 2 aufgrund der zusätzlichen Ebene des Host-Betriebssystems eine beeinträchtigte Performance aufweisen, was zu einem erhöhten Overhead und potenziellen Ressourcenkonflikten führt. Sie eignen sich besser für weniger ressourcenintensive Anwendungen und werden in der Regel für Entwicklung, Tests und kleinere Implementierungen eingesetzt, bei denen Spitzenleistung nicht das Hauptanliegen ist.
Sicherheit
Im Hinblick auf die Sicherheit haben Hypervisoren vom Typ 1 die Oberhand. Sie bieten mehr Sicherheit aufgrund ihrer kleineren Angriffsfläche und der geringeren Schwachstellen, die auf das Fehlen eines zugrunde liegenden Betriebssystems zurückzuführen sind. Ihre Isolierung von potenziellen Bedrohungen und Exploits auf OS macht sie zur bevorzugten Wahl in Hochsicherheitsszenarien wie Finanzinstituten und Regierungsbehörden.
Andererseits sind Typ-2-Hypervisoren aufgrund ihrer Abhängigkeit vom Host-Betriebssystem von Natur aus anfälliger für Sicherheitsrisiken. Alle im Host-OS vorhandenen Schwachstellen können die Sicherheit des Hypervisors und nachfolgend der Gast-VMs potenziell beeinträchtigen. Dadurch sind sie besser für Umgebungen geeignet, in denen strenge Sicherheit kein kritischer Faktor ist, wie z. B. für den persönlichen Gebrauch oder für Bildungseinrichtungen.
Anwendungsfälle
Hypervisoren vom Typ 1 werden hauptsächlich in Unternehmens- und Serverumgebungen eingesetzt und maximieren die Ressourcenauslastung und -effizienz, indem sie es mehreren VMs ermöglichen, auf einer einzigen physischen Maschine zu arbeiten. Dank ihrer hohen Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit eignen sie sich für Anwendungen im Cloud-Computing und in der Servervirtualisierung.
Im Gegensatz dazu finden Typ-2-Hypervisoren ihre Nische in Entwicklungs-, Test- und Bildungsumgebungen, sodass Benutzer mehrere Betriebssysteme auf einem einzigen Desktop oder Laptop ausführen können. Sie sind die erste Wahl für den persönlichen Gebrauch oder kleinere Unternehmen mit begrenzten Virtualisierungsanforderungen und Ressourcen.
Einrichtung und Verwaltung
Das Einrichten und Verwalten von Typ-1-Hypervisoren erfordert aufgrund ihrer direkten Interaktion mit Hardwareressourcen einen ausgeklügelteren und sachkundigeren Ansatz. Sie werden in der Regel über Remote-Management-Tools oder Befehlszeilenschnittstellen verwaltet, was ein höheres Maß an technischer Kompetenz erfordert.
Da es sich um Softwareanwendungen handelt, die auf einem bestehenden Betriebssystem ausgeführt werden, bieten Typ-2-Hypervisoren eine einfache Installation und Verwaltung. Benutzer können bekannte OS und Tools für Konfiguration und Verwaltung nutzen. Daher eignen sich Typ-2-Hypervisoren für Benutzer mit grundlegenden technischen Kenntnissen und für Benutzer, die benutzerfreundliche Virtualisierungslösungen suchen.
Hardware-Anforderungen
Typ-1-Hypervisoren erfordern dedizierte und robuste Hardware mit ausreichend Ressourcen, um mehrere VMs und ihre Workloads effektiv zu unterstützen. Sie profitieren oft von hardwaregestützten Virtualisierungstechnologien, um die Performance und das Ressourcenmanagement zu verbessern.
Typ-2-Hypervisoren hingegen sind mit Hardwareanforderungen nachsichtiger und können auf Standard-Desktops oder -Laptops mit moderaten Ressourcen betrieben werden. Dies macht sie ideal für Benutzer mit begrenzten Hardwareressourcen oder für diejenigen, die kostengünstige Virtualisierungslösungen suchen.
Beliebte Hypervisor-Anbieter
Zu den gängigen Hypervisor-Anbietern auf dem Markt gehören VMware, Microsoft, Citrix und Oracle. Diese Anbieter bieten Hypervisor-Lösungen auf Unternehmensniveau für die Servervirtualisierung, die eine hohe Performance und Skalierbarkeit bieten.
Kostenlose und Open-Source-Hypervisor-Anbieter
Für Unternehmen, die kostenlose und Open-Source-Software bevorzugen, gibt es mehrere Optionen für Hypervisor-Anbieter, darunter KVM, Xen, VirtualBox und Proxmox. Diese Hypervisoren bieten robuste Funktionen und werden in Produktionsumgebungen weit verbreitet eingesetzt.
Fazit
Hypervisor-Technologie ist ein wichtiger Faktor für Virtualisierungslösungen. Um den richtigen Hypervisortyp für Ihre Anwendung zu wählen, müssen Sie den Anwendungsfall, die Performance-Anforderungen und die Infrastrukturbeschränkungen kennen. In diesem Artikel haben wir die verschiedenen Arten von Hypervisoren, ihre Anwendungsfälle und einige beliebte Anbieter sowohl für Unternehmens- als auch für Open-Source-Umgebungen untersucht. Durch die Bereitstellung von Virtualisierungslösungen mit dem entsprechenden Hypervisor können Unternehmen eine größere IT-Flexibilität, Ressourcenauslastung und Kosteneinsparungen erzielen.
Pure Storage® FlashArray™- und FlashBlade®-Storage-Lösungen wurden speziell dafür entwickelt, die Virtualisierungs-Performance sowohl in Hypervisor-Umgebungen vom Typ 1 als auch vom Typ 2 zu maximieren. Mit Funktionen wie SafeMode™ Snapshots für VM-Schutz, Latenzzeit im Millisekundenbereich für anspruchsvolle Workloads und nahtloser Integration mit führenden Hypervisor-Plattformen ermöglicht Pure Storage es Unternehmen, optimale Virtualisierungsergebnisse zu erzielen und gleichzeitig das Storage-Management durch die Evergreen-Architektur zu vereinfachen.
