In der Informatik ist die eindeutige Definition des Begriffs Virtualisierung schwer. Es gibt viele Konzepte und Technologien im Bereich der Hardware und Software die diesen Begriff verwenden. Ein sehr offener Definitionsversuch könnte wie folgt lauten: Virtualisierung bezeichnet Methoden die es erlauben, Ressourcen eines Computer aufzuteilen.

Primäres Ziel ist, dem Benutzer eine Abstraktionsschicht zur Verfügung zu stellen, die ihn von der eigentlichen Hardware - Rechenleistung und Speicherplatz - isoliert. Eine logische Schicht wird zwischen Anwender und Ressource eingeführt, um die physischen Gegebenheiten der Hardware zu verstecken.

Dabei wird jedem Anwender (so gut es geht) vorgemacht, dass er der alleinige Nutzer einer Ressource sei. Die für den Anwender unsichtbare bzw. transparente Verwaltung der Ressource ist dabei in der Regel die Aufgabe des Betriebssystems.

Softwarevirtualisierung

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Die Softwarevirtualisierung kann für mehrere Zwecke eingesetzt werden. z.B. zum Simulieren eines Betriebssystems oder nur einer Anwendung.

Server-Virtualisierung

Virtualisierung auf Betriebsystemebene

Bei Virtualisierung auf Betriebsystemebene wird anderen Computerprogrammen eine komplette Laufzeitumgebung virtuell innerhalb eines geschlossenen Containers oder "jails" zur Verfügung gestellt, es wird kein zusätzliches Betriebssystem gestartet.

z.B.: OpenSolaris Zoning, BSD jails

Virtuelle-Maschinen-Monitor (VMM)

Bei Virtualisierung mit einer Virtuellen Maschine wird eine komplett neue Hardwareumgebung simuliert. Auf dieser virtuellen Hardware-Ebene können Betriebssysteme virtuell gestartet werden, ohne dass sie eine Verwaltungsschicht verwenden müssen. Den einzelnen Gast-Systemen wird dabei jeweils ein eigener kompletter Rechner mit allen Hardware-Elementen (Prozessor, Laufwerke, Arbeitsspeicher, usw.) vorgegaukelt.

Der prinzipielle Vorteil ist, dass an den Betriebssystemen selbst (fast) keine Änderungen erforderlich sind.

Wenn weder diese Hardware-Elemente, noch die Betriebssysteme der Gastsysteme diese Form der Virtualisierung unterstützen, muss die Virtualisierungssoftware eine Emulationsschicht benutzen um jedem Gast-System vorzugaukeln, es hätte die Hardware für sich allein. Diese Emulation ist oft weniger effizient als direkter Zugriff auf die Hardware, was dann zu einer verringerten Geschwindigkeit führen kann.

Bsp.: VMware Workstation, Microsoft Virtual Server R2

= Hardware Emulation (Fälschlicherweise auch Full Virtualization genannt)

= Die Virtuelle Maschine simuliert die komplette Hardware und ermöglicht einem nichtmodifizierten Betriebssystem, das für eine andere CPU ausgelegt ist, den Betrieb

(z.B. Bochs, PPC Version von Microsoft Virtual PC)

= Paravirtualisierung

= Bei Paravirtualisierung wird zwar ein zusätzliches Betriebssystem virtuell neu gestartet, jedoch wird keine Hardware virtualisiert oder emuliert, sondern die virtuell gestarteten Betriebssysteme verwenden eine abstrakte Verwaltungsschicht um auf gemeinsame Ressourcen (Netzwerkanbindung, Festplattenspeicher, Benutzerein/ausgaben) zuzugreifen.

z.B.: Red Hat Fedora Core 5 mit Xen 3.0, Suse Linux Enterprise Server mit Xen

= Native Virtualization

= Die Virtuelle Maschine stellt dem Gastbetriebssystem nur Teilbereiche der physischen Hardware in Form von virtueller Hardware zur Verfügung. Diese reicht jedoch aus um ein unverändertes Betriebssystem darauf in einer isolierten Umgebung laufen zu lassen. Das Gast-System muss hierbei für den gleichen CPU-Typ ausgelegt sein.

(z.B. VMware, x86 Version von Microsoft Virtual PC)

Applikationsvirtualisierung

Applikationsvirtualisierung bedeuted das lokale Ausführen von Desktop oder Server Anwendungen ohne, dass diese installiert werden müssen (vergleiche dazu Software Installation und Terminal Services). Der virtualisierten Anwendung wird dazu eine virtuelle Umgebung generiert, die alle Registry Einträge, Dateien und andere Komponenten enthält die das Programm zur Ausführung benötigt. Diese virtuelle Umgebung wirkt dabei wie eine Puffer-Lage zwischen der Anwendung und dem Betriebssystem und verhindert Konflikte mit anderen Applikationen oder dem Betriebssystem.

z.B. Load Balancer

Hardwarevirtualisierung

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Hierfür können die Komponenten eines Systems entweder als Ganzes virtualisiert werden oder nur einzelne Teile des Systems. Das ganze System (Partitioning mit LPAR, Domaining) oder einzelne Komponenten des Systems wie z.B. CPU (Intel's Vanderpool oder AMD's Pacifica).

Systemvirtualisierung auf physischer Hardwareebene

Partitioning

Ist das Splitten einer einfach vorhandenen, gewöhnlich großen Ressource (wie z.B. Festplattenspeicher oder Netzbandbreite) in eine kleinere handlichere Anzahl von System des gleichen Typs. Dies wird häufig auch als Zoning bezeichnet, in z.B. Storage Networks.

z.B. IBM LPAR

Domaining

Prozessorvirtualisierung

z.B. Intel's Vanderpool, AMD's Pacifica

Speichervirtualisierung

z.B. Ardence, Cassatt

Weblinks

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• What is Virtualization? - Ein zehnminütiger Webcast der Grundlegendes über Virtualisierungs-Technologien und deren Möglichkeiten zur Problemlösung bietet. Für technisch Versierte wie auch für Laien.
• Virtualization Industry Roadmap - Das erste umfassende Verzeichnis aller Virtualisierungs-Produkte von 2005 bis 2008.
• virtualization.info - Das Blog über Technologien, Produkte und Markt-Trends in der Virtualisierung. Seit 2003.
• About Virtualization
• Seite zu DataSynapse - Virtualisierung von rechenintensiven Anwendungen und Application Servern -PDF Download
• Seite zu Vanderpool (Virtualisierung von Intel CPUs)

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