Was ist virtuelle maschine?
Virtuelle Maschine (VM)
Eine Virtuelle Maschine (VM) ist im Grunde eine Emulation eines Computersystems. Sie ermöglicht es, ein Betriebssystem (OS) und zugehörige Software auf einer physischen Hardware zu betreiben, als ob es sich um einen separaten Computer handeln würde.
Kernkonzept:
Komponenten:
- Hypervisor: Eine Software (wie VMware, VirtualBox oder KVM), die die Virtualisierung verwaltet. Sie teilt die Ressourcen der physischen Hardware (CPU, RAM, Speicher) zwischen den VMs auf. Es gibt zwei Haupttypen:
- Typ 1 (Bare-Metal): Läuft direkt auf der Hardware (z.B. VMware ESXi, Microsoft Hyper-V Server).
- Typ 2 (Hosted): Läuft auf einem bestehenden Betriebssystem (z.B. VMware Workstation, VirtualBox).
- Gastbetriebssystem (Guest OS): Das Betriebssystem, das innerhalb der VM läuft. Kann unterschiedlich zum Hostbetriebssystem sein (z.B. Windows auf einem Linux-Host).
- Hostbetriebssystem (Host OS): Das Betriebssystem, das auf der physischen Hardware läuft (im Falle eines Typ-2-Hypervisors).
- Virtuelle Hardware: Die emulierten Hardware-Komponenten, die der VM präsentiert werden (z.B. virtuelle CPU, virtuelles RAM, virtuelle Festplatte).
Vorteile:
- Ressourceneffizienz: Mehrere VMs können auf einer physischen Maschine laufen, was die Hardwareauslastung verbessert.
- Flexibilität: VMs können schnell erstellt, kopiert und verschoben werden.
- Isolation: Jede VM ist von anderen isoliert, was die Sicherheit verbessert.
- Kompatibilität: Ermöglicht das Ausführen älterer Software oder Betriebssysteme, die möglicherweise nicht mehr mit moderner Hardware kompatibel sind.
- Entwicklung und Test: VMs sind ideal für das Testen von Software in verschiedenen Umgebungen.
- Disaster Recovery: VMs können einfach gesichert und wiederhergestellt werden.
- Cloud Computing: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Cloud%20Computing basiert stark auf Virtualisierung, da es ermöglicht, Ressourcen bedarfsgerecht bereitzustellen.
Nachteile:
- Performance-Overhead: Die Virtualisierung verursacht einen gewissen Leistungsverlust, da der Hypervisor Ressourcen verwalten muss.
- Komplexität: Die Verwaltung von VMs kann komplexer sein als die Verwaltung physischer Server.
- Lizenzierung: Möglicherweise sind zusätzliche Lizenzen für Betriebssysteme und Software erforderlich, die in VMs ausgeführt werden.
- Sicherheitsrisiken: Falsch konfigurierte VMs können Sicherheitslücken aufweisen.
Anwendungsbereiche:
- Serverkonsolidierung: Reduzierung der Anzahl physischer Server durch Ausführen mehrerer VMs auf einer einzigen Hardware.
- Desktopvirtualisierung (VDI): Bereitstellung von virtuellen Desktops für Benutzer.
- Softwareentwicklung und -tests: Erstellung isolierter Umgebungen für die Entwicklung und das Testen von Software.
- Cloud Computing: Bereitstellung von Ressourcen in der Cloud.
- Bildung: Sichere Testumgebung für Studenten.
Sicherheit:
- VM-Isolation: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/VM-Isolation ist entscheidend, um zu verhindern, dass eine kompromittierte VM andere VMs oder den Host kompromittiert.
- Hypervisor-Sicherheit: Der Hypervisor muss sicher konfiguriert und aktuell gehalten werden, da er die Grundlage für die gesamte Virtualisierungsinfrastruktur bildet.
- Patch-Management: Alle Betriebssysteme und Anwendungen innerhalb der VMs müssen regelmäßig gepatcht werden, um Sicherheitslücken zu schließen.
- Netzwerksicherheit: Die Netzwerkkommunikation zwischen VMs und dem externen Netzwerk muss sorgfältig konfiguriert werden, um unbefugten Zugriff zu verhindern.