Virtuelle Maschine
Abkürzung: VM
Eine virtuelle Maschine (VM) verhält sich wie ein eigener Computer: Sie hat Prozessorkerne, Arbeitsspeicher, Festplatten und Netzwerkkarten, startet ein Betriebssystem und führt Programme aus. Tatsächlich sind diese Geräte nachgebildet. Ein Hypervisor teilt ihr einen Teil der echten Hardware zu und trennt sie von anderen virtuellen Maschinen auf demselben Rechner.
Für das Betriebssystem in der VM, den Gast, ist das kaum zu unterscheiden. Es merkt meist nur an den Gerätenamen und Treibern, dass es virtuell läuft.
Woraus eine VM besteht
Eine virtuelle Maschine ist im Kern eine Handvoll Dateien:
| Bestandteil | Inhalt |
|---|---|
| Konfiguration | Zahl der Kerne, Größe des Arbeitsspeichers, angeschlossene virtuelle Geräte |
| Virtuelle Festplatten | Abbilddateien, die der Gast als Laufwerke sieht |
| Zustand | bei einer angehaltenen VM der Inhalt des Arbeitsspeichers |
| Snapshots | eingefrorene Zustände zum Zurückspringen |
Weil eine VM aus Dateien besteht, lässt sie sich kopieren, verschieben, sichern und als Vorlage für weitere Maschinen nutzen.
Wofür VMs genutzt werden
Server im Rechenzentrum. Der häufigste Einsatz. Viele Server laufen als VMs auf wenigen physischen Hosts.
Arbeitsplatzrechner. Ein zweites Betriebssystem neben dem eigenen, etwa Linux unter Windows oder ein älteres System für ein Programm, das sonst nicht mehr läuft. Dafür werden Hypervisoren vom Typ 2 verwendet.
Test und Entwicklung. Eine VM lässt sich vor einem riskanten Versuch per Snapshot sichern und danach zurücksetzen.
Sicherheit. Verdächtige Dateien lassen sich in einer abgeschotteten VM öffnen, ohne das eigene System zu gefährden. Ganz sicher ist das nicht: Schadsoftware erkennt teils, dass sie in einer VM läuft, und verhält sich dann unauffällig.
Cloud. Eine Instanz bei einem Cloud-Anbieter oder ein virtueller Server beim Hoster ist eine VM auf dessen Hardware.
Snapshot ist keine Datensicherung
Ein Snapshot hält den Zustand einer VM zu einem Zeitpunkt fest. Er liegt aber auf demselben Speicher wie die VM selbst. Fällt der Speicher aus oder wird er verschlüsselt, sind VM und Snapshot gemeinsam verloren. Außerdem wachsen Snapshots mit jeder Änderung und bremsen die VM, wenn sie lange liegen bleiben. Snapshots sind für kurze Zeit gedacht, etwa vor einem Update. Für die Datensicherung braucht es eine Kopie an einem anderen Ort (siehe Backup-Strategie).
Ressourcen
Die Leistung einer VM hängt davon ab, wie viel der Host hergibt und wie viele andere VMs darauf laufen.
| Ressource | Worauf achten |
|---|---|
| Prozessor | mehr virtuelle Kerne sind nicht automatisch schneller; zu viele Kerne für eine VM können sie sogar bremsen, weil der Hypervisor für sie mehr Rechenzeit auf mehreren Kernen gleichzeitig einplanen muss |
| Arbeitsspeicher | wird mehr Speicher vergeben, als physisch da ist, lagert der Host aus — die VM wird drastisch langsamer |
| Speicher | die Zugriffe aller VMs landen auf demselben Speichersystem |
| Netz | VMs auf demselben Host teilen sich die physischen Netzwerkkarten |
Lizenzen
Viele kommerzielle Betriebssysteme und Datenbanken werden in virtuellen Umgebungen anders lizenziert als auf physischen Servern, oft nach der Zahl der physischen Kerne des Hosts, nicht der virtuellen Kerne der VM. Wer eine VM auf einen größeren Host verschiebt, kann damit unbemerkt mehr Lizenzen brauchen. Die Bedingungen unterscheiden sich je Hersteller und ändern sich.
Abgrenzung
Virtueller Server. Eine VM, die als Server betrieben wird, meist als Angebot eines Hosters. Jeder virtuelle Server ist eine VM, nicht jede VM ein Server.
Container. Teilt sich den Betriebssystemkern mit dem Host und hat kein eigenes Betriebssystem. Schlanker, aber weniger stark getrennt (siehe Virtualisierung).
Java Virtual Machine. Eine Laufzeitumgebung für Programme, keine nachgebildete Hardware. Der Name ist ähnlich, die Technik eine andere.