Was ist eine virtuelle Maschine (VM)?

Eine virtuelle Maschine (VM) ist ein softwarebasierter Computer, der die Funktionalitäten eines physischen Computers nachbildet. Sie simuliert eine vollständige Hardware-Umgebung, einschließlich CPU, Speicher, Netzwerk-Interfaces und Speicherplatz, ermöglicht jedoch die Ausführung auf einem physischen Host-System. VMs bieten die Möglichkeit, mehrere Betriebssysteme gleichzeitig auf einer einzigen Hardware auszuführen. Dies optimiert die Ressourcennutzung und steigert die Flexibilität in der IT-Infrastruktur.

Wie funktioniert eine virtuelle Maschine?

Eine VM funktioniert, indem sie ein Gastbetriebssystem in einer isolierten Umgebung ausführt. Diese Isolation gewährleistet, dass das Gastbetriebssystem und seine Anwendungen unabhängig vom Hostsystem operieren. Dadurch können verschiedene Betriebssysteme, wie Windows, Linux oder macOS, parallel auf demselben physischen Rechner laufen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.

Vorteile

Ein wesentlicher Vorteil von virtuellen Maschinen ist ihre Flexibilität. Unternehmen können einen einzigen physischen Server in mehrere VMs aufteilen, und so verschiedene Anwendungen oder Dienste auf einer einzigen Hardware betreiben. Dies führt zu Kosteneinsparungen, da weniger physische Server benötigt werden. Außerdem verbessert sich die Effizienz der Ressourcennutzung, da die Hardware besser ausgelastet wird.

Kategorien virtueller Maschinen

Virtuelle Maschinen werden häufig in zwei Hauptkategorien unterteilt: systembasierte und prozessbasierte VMs.

Systembasierte VMs, auch bekannt als Hypervisor-basierte VMs, virtualisieren die gesamte Hardware und ermöglichen das Ausführen mehrerer Gastbetriebssysteme. Diese Art von VM findet vor allem in Rechenzentren Anwendung, um Server-Ressourcen zu optimieren.
Prozessbasierte VMs hingegen konzentrieren sich auf die Ausführung einzelner Anwendungen und bieten eine plattformunabhängige Laufzeitumgebung. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Java Virtual Machine (JVM), die es ermöglicht, Java-Programme auf verschiedenen Geräten unabhängig von der zugrundeliegenden Hardware auszuführen.

VMs und Hypervisoren

Ein entscheidendes Element der Virtualisierung ist der Hypervisor, eine Software, die die Verwaltung der VMs übernimmt. Es gibt zwei Haupttypen von Hypervisoren: Typ-1-Hypervisoren, die direkt auf der Hardware des Host-Systems laufen, und Typ-2-Hypervisoren, die innerhalb eines Host-Betriebssystems betrieben werden. Typ-1-Hypervisoren bieten eine höhere Leistung und Sicherheit, da sie direkt mit der Hardware interagieren. Typ-2-Hypervisoren dagegen sind einfacher zu implementieren und ideal für Entwicklungsumgebungen geeignet.