Virtuelle Maschine (VM)

Die Virtualisierung (virtuelle Maschine, im folgenden auch VM genannt) ist ein „Meilenstein“ in der Entwicklungsgeschichte der IT-Welt. Sie wird auch in Zukunft immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Doch was bedeutet sie eigentlich genau?
Anhand der schematischen Darstellung im Bild erkennt man schon ihre Struktur.
Ganz unten sehen wir blau dargestellt die Hardware. Sie steht für die physikalische Maschine, sprich ihr PC-System oder einen Hochleistungsserver in einer Firma.

Die nächste „Schicht“, hier rot und als Virtualization benannt, ist die Virtualisierungssoftware die auf dem System installiert ist. VMware, eine „Softwareschmiede“ in den Vereinigten Staaten gibt hier „den Ton an“. Unterschiedliche Lösungen werden angeboten, für den „normalen User“ sind zwei von besonderer Bedeutung:
VMware Workstation Player und VMware Workstation Pro, wobei ersteres für den privaten Gebrauch kostenlos ist und auf der Seite von VMware heruntergeladen werden kann. Hierbei sei erwähnt, dass die Software für Windows und Linux angeboten wird.
Es gibt aber auch andere Softwarehersteller, die diesbezüglich ebenfalls sehr gute Lösungen anbieten.
Als Alternative gibt es die VirtualBox, Microsoft Hyper-V und Citrix Hypervisor.

Installiert auf dem PC, sind wir dann auch schon bei der nächsten Farbe im Bild. Gelb dargestellt und als OS (für Operating System) benannt bedeutet, dass ein Betriebssystem oder auch mehrere in dieser Software (der Virtualisierung) gestartet werden können. Im VMware Workstation Player kann auf einfache Art und Weise eine virtuelle Maschine konfiguriert und installiert werden.

Nun heißt es wie bei einer Ampel grün. Dies bedeutet „volle Fahrt voraus“. Zwar nicht für ihr Kfz, wohl aber für ihre Apps (Applikationen <> Software). Wie schnell diese nun „unterwegs sind“ hängt von der Performance des Systems ab. Man sollte nämlich folgendes verstehen:

Die Hardware-Schicht (blau) stellt die Ressourcen (z. B. CPU, RAM, SSD-Speicher, Grafikkarte, etc.) der Virtualization-Schicht (rot) zur Verfügung. Diese „leitet“ sie an die OS-Schicht (gelb) weiter und stellt sie letztendlich ihren Apps zur Verfügung.

Doch wofür der ganze Aufwand?
Die folgenden Abschnitte verdeutlichen den eigentlichen Sinn und die Vorteile.

Virtualisierung aus Gründen der Kompatibilität

Angenommen Sie kaufen sich einen neuen Rechner. Im Normalfall befindet sich darauf als Betriebssystem Windows 10. Nun könnte es sein, dass eine Software, z. B. ein Bildbearbeitungsprogramm, welches schon über viele Jahre genutzt wird, mit dem neuen Betriebssystem nicht mehr kompatibel ist. Da Sie wahrscheinlich dieses Programm bestens beherrschen, ist ein Umstieg auf eine andere Software nicht akzeptabel. Kein Problem! Einfach eine virtuelle Maschine auf das neue System „aufsetzen“.
Es gibt sogar die Möglichkeit ihren „alten Rechner“ in eine VM zu konvertieren, mit allem „Drum und Dran“. So können sie beispielsweise das gewohnte System mit Windows 7 auf dem neuen Rechner starten. Hierbei ist es möglich, dem Gastbetriebssystem (VM) den Zugang zur Außenwelt (Internet) aus Gründen der Sicherheit zu „verbieten“ (entsprechende Konfiguration der VM).

Hier eine Auflistung der meistverwendeten Betriebssysteme (sog. Gastbetriebssysteme) als VM:

Windows 10
Windows 8
Windows 7
Windows XP
Ubuntu
Red Hat
SUSE
Oracle Linux
Debian
Fedora
openSUSE
Mint
Solaris, FreeBSD und weitere Linux-Distributionen

Eine vollständige Liste der unterstützten Host- und Gastbetriebssysteme ist im VMware-Kompatibilitätsleitfaden zu finden.

VM für eine Testumgebung

Verwenden Sie doch einfach eine VM zum „Testen einer Software“, so bleibt ihr Rechner (Hostbetriebssystem) „verschont“ von verbleibenden Dateien und Ordnern oder Einträgen in der Windows-Registrierung. Nach Deinstallation einer Software (entspricht das getestete Programm nicht ihren Erwartungen) wird definitiv nicht mehr alles so sein wie vorher.

Erstellen Sie z. B. eine VM als Vorlage. Das heißt im Klartext:

Installieren einer VM mit Windows 10 (die VM besteht aus wenigen Dateien in einem Ordner), dies ist nun ihre Vorlage
Kopieren der VM in einen anderen Ordner, die Kopie ist nun ihre Test-VM

Dies ist nur eine Möglichkeit. Bei VMware Workstation Pro gibt es auch die Funktion „Snapshot“. So kann man zu gespeicherten Zuständen zurückkehren. Man kann die VM auch so konfigurieren, dass die Änderungen nach dem Ausschalten wieder gelöscht werden.

Virtualisierung im Unternehmen

Mit einem leistungsfähigen System (Hochleistungsserver) kann man das von VMware angebotene Produkt VMware vSphere 6.7, den sogenannten Hypervisor (ESXi), in die Infrastruktur ihres Unternehmens integrieren. Hierbei ist auf Kompatibilität der Hardware zu achten.

Im Prinzip ist die Struktur bei VMware vSphere 6.7 sehr ähnlich wie beim VMware Workstation Player oder der VMware Workstation Pro. VMware vSphere 6.7 ist mit einem Webbrowser zu konfigurieren, dies ist z. B. ein Unterschied.

Je nach Leistung des Systems kann man 10 VMs oder auch mehr gleichzeitig auf dem System „laufen lassen“. Es macht Sinn die einzelnen Bereiche in der Infrastruktur der Software zu trennen!
Hier eine kurze Beispielauflistung:

Microsoft Exchange Server (E-Mail-Server) – Microsoft Windows Server 2019 Standard
Microsoft SQL Server 2019 (Datenbankserver) – Microsoft Windows Server 2019 Standard
Warenwirtschaftssoftware (z. B. SAP) – Linux
mehrere VMs für Remotezugang (Home-Office) – Microsoft Windows 10 Pro
Bitdefender GravityZone (Virenschutz-Server) – Linux
Veeam (Backupserver) – Microsoft Windows 10 Pro
vCenter (Verwaltung vSphere 6.7) – VMware Photon OS

Beispiele für Gründe der Trennung in einzelne Bereiche:

Kompatibilität – weniger Software auf einem Betriebssystem erhöht die Kompatibilität und somit die Stabilität
Wartungsarbeiten – ein evtl. nötiger Neustart nach Updates betrifft nicht die ganze Infrastruktur, somit laufen die anderen Systeme weiter
dies gilt auch bei einer Rücksicherung (Backup)
unter Umständen bedarf eine neue Version der Warenwirtschaftssoftware einen Umstieg auf ein neues Betriebssystem

Die „Krönung“ des Ganzen wäre die Umsetzung von zwei ESXi-Servern, die sich selbst überwachen. Im Fehlerfall würde der noch funktionsfähige Server die Aufgaben übernehmen. Das bedeutet höchste Ausfallsicherheit (Redundanz). VMware bietet auch hierzu eine Lösung an (vSphere High Availability)

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