Virtualisierung bezeichnet die Technik, physische Hardware-Ressourcen – CPU, Arbeitsspeicher, Speicher, Netzwerk – durch eine Software-Schicht (Hypervisor) in mehrere voneinander isolierte virtuelle Maschinen (VMs) aufzuteilen, die jeweils ein vollständiges, eigenständiges Betriebssystem ausführen. Auf einem einzigen physischen Server können so gleichzeitig 10, 50 oder 100 virtuelle Server betrieben werden – unabhängig voneinander, mit eigenen Betriebssystemen, eigenen Ressourcen und vollständiger gegenseitiger Isolation.
Virtualisierung ist die technologische Grundlage der gesamten Cloud-Computing-Industrie: Wenn AWS eine EC2-Instanz bereitstellt, ist das eine virtuelle Maschine auf einem physischen Server, der dutzende andere virtuelle Maschinen anderer Kunden gleichzeitig betreibt. Virtualisierung macht Cloud Computing erst wirtschaftlich möglich, indem sie physische Hardware effizient zwischen vielen Kunden aufteilt.
Die Infrastruktur-Abstraktionsebenen
Physische Hardware CPU, RAM, Festplatten, Netzwerkkarten – die reale, anfassbare Infrastruktur im Rechenzentrum
Hypervisor Virtualisierungsschicht (VMware, Hyper-V, KVM) – teilt Hardware in virtuelle Maschinen auf, isoliert sie voneinander
Container Runtime Docker, containerd – teilt ein Betriebssystem in isolierte Container auf, leichtgewichtiger als VMs
Anwendung Ihr Code, Ihre Workflows, Ihre Services – läuft in Container oder VM, unabhängig von der darunter liegenden Hardware
Virtualisierung vs. Containerisierung
Virtuelle Maschinen
- Vollständiges eigenes Betriebssystem
- Starke Isolation (eigener Kernel)
- Startzeit: Minuten
- Größe: Gigabytes
- Gut für Legacy-Systeme, starke Isolation
Container
- Teilen Betriebssystem-Kernel
- Prozess-Isolation (leichtgewichtig)
- Startzeit: Sekunden bis Millisekunden
- Größe: Megabytes
- Gut für Microservices, Cloud-native Apps
Praxisbeispiel
Ein mittelständisches Unternehmen konsolidiert seine Server-Infrastruktur durch Virtualisierung. Früher: 14 physische Server, von denen die meisten unter 15 Prozent CPU-Auslastung haben. Hardware-Kosten, Strom, Kühlung, Wartung für 14 Maschinen. Nach Virtualisierung mit VMware: 3 leistungsstarke physische Host-Server, auf denen 22 virtuelle Maschinen laufen (mehr als vorher, durch bessere Ressourcennutzung). Durchschnittliche CPU-Auslastung der Hosts: 65 Prozent. Hardware-Kosten: 3 statt 14 Maschinen zu warten. Strom- und Kühlungskosten: −72 Prozent. Neue virtuelle Maschine bereitstellen: 4 Minuten statt früher Wochen (Bestellung, Lieferung, Installation).
