Was ist Virtualisierung: Unterschied zwischen den Versionen
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*Abstraktion physischer IT-Ressourcen | * Abstraktion physischer IT-Ressourcen (z.B. Hardware, Software-Komponenten). | ||
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* | * Zentraler Vorteil ist die Abstraktionsschicht zwischen physischer Ressource und virtuellem Abbild. | ||
*Grundlage diverser Cloud-Services | * Grundlage diverser Cloud-Services. | ||
*Abgrenzung | * Die Abgrenzung zwischen Virtualisierung und Emulation betrifft '''nur die CPU''' – bei der Virtualisierung wird die CPU direkt ausgeführt, bei der Emulation wird auch die CPU nachgebildet. | ||
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* | * Abstraktion physischer IT-Ressourcen wie Hardware, Software, Speicher und Netzwerkkomponenten. | ||
* | * Bereitstellung dieser Ressourcen auf virtueller Ebene. | ||
* Vorteil ist Flexibilität. | |||
* Hardwareunabhängigkeit. | |||
* Virtualisierung bedeutet die '''effiziente Nutzung der CPU''', während Geräte entweder '''emuliert oder para-virtuell''' bereitgestellt werden. | |||
=Wie funktioniert Virtualisierung?= | = Abgrenzung zu Simulation und Emulation = | ||
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*Ziel ist | * Vollständige Nachbildung eines Systems mittels Software. | ||
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=Formen der Virtualisierung= | * Alle Systemkomponenten und deren innere Logik werden nachgestellt. | ||
==Hardware-Virtualisierung== | * Einsatz von Crosscompilern. | ||
*Hardware-Komponenten mittels Software unabhängig von | * Ermöglicht Ausführen von Software für veraltete Großrechner auf modernen Plattformen. | ||
* | * Praktisch kein produktiver Einsatz. | ||
*VM verhält sich wie physischer Rechner inklusive Hardware und Betriebssystem | * Beispiel: iPhone-Simulator in Xcode zum Testen von Webseiten. | ||
*Abstraktionsschicht zwischen | |||
==Vollvirtualisierung== | == Emulation == | ||
*Hypervisor stellt jeder | * Stellt die Funktionen von Hardware- oder Software-Komponenten bereit. | ||
*Gastbetriebssystem muss nicht modifiziert werden | * Abbildung der äußeren Funktionsweise, keine Nachbildung der inneren Logik. | ||
=Paravirtualisierung= | * Ziel ist es, dieselben Ergebnisse wie mit realem Pendant zu erzielen. | ||
* | * Fokus liegt auf Ergebnisgenauigkeit. | ||
*Beispielsweise | * Bei der Emulation werden sowohl CPU als auch Geräte nachgebildet, was zu einer geringeren Geschwindigkeit führt. | ||
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*https:// | * Virtualisierung ist eine '''Hybridlösung''', die die direkte Ausführung der '''CPU''' ermöglicht, während '''Geräte emuliert oder para-virtuell bereitgestellt''' werden. | ||
* '''CPU-Ausführung''': Direkter Zugriff auf die physische CPU (z. B. VT-x/AMD-V), keine Emulation der CPU-Instruktionen. | |||
* '''Emulierte Komponenten''': | |||
** BIOS/UEFI-Firmware (SeaBIOS, OVMF). | |||
** Basis-Hardware (PIIX3/SATA-Controller, RTL8139-NIC). | |||
** Grafikkarten (Standard-VGA, virtio-GPU). | |||
** Legacy-Geräte (i8042-Controller, PS/2-Maus). | |||
* '''Para-virtuelle Geräte''': | |||
** Hochleistungs-Netzwerk (virtio-net). | |||
** Blockgeräte (virtio-blk). | |||
** Balloon-Treiber (Speichermanagement). | |||
* Virtualisierung bietet den Vorteil, dass sie mit der echten CPU arbeitet, während die '''emulierten/virtuellen Komponenten''' für das komplette System zur Verfügung gestellt werden. | |||
* Während Emulation die vollständige Nachbildung von Systemen (einschließlich der CPU) erfordert, werden in der Virtualisierung '''nur die Geräte nachgebildet''' oder optimiert. | |||
* Beispiel: KVM/QEMU, VMware, Hyper-V, Proxmox — hier wird die CPU virtualisiert, aber die Geräte sind emuliert oder para-virtuell bereitgestellt. | |||
= Wie funktioniert Virtualisierung? = | |||
* Ähnelt Konzepten der Simulation und Emulation. | |||
* Ziel ist, möglichst wenig zu simulieren oder zu emulieren. | |||
* Fokus liegt auf Etablierung einer Abstraktionsschicht. | |||
* Der Kernaspekt der Virtualisierung ist die '''direkte Nutzung der CPU''', während '''Geräte durch Emulation oder Para-Virtualisierung bereitgestellt''' werden. | |||
* Virtuelle Maschinen laufen effizient, da die CPU direkt verwendet wird, aber die Peripherie (z.B. Netzwerkkarten, Festplatten) emuliert oder optimiert wird. | |||
= Formen der Virtualisierung = | |||
== Hardware-Virtualisierung == | |||
* Bereitstellung von Hardware-Komponenten mittels Software, unabhängig von physischer Grundlage. | |||
* Beispiel: Virtuelle Maschine (VM). | |||
* VM verhält sich wie ein physischer Rechner inklusive Hardware und Betriebssystem. | |||
* Hypervisor erzeugt Abstraktionsschicht zwischen physischer Hardware und virtuellem System. | |||
== Vollvirtualisierung == | |||
* Hypervisor stellt jeder VM eine komplette virtuelle Hardware-Umgebung bereit. | |||
* Gastbetriebssystem muss nicht modifiziert werden. | |||
== Paravirtualisierung == | |||
* Gastbetriebssystem wird modifiziert. | |||
* Beispielsweise Anpassung des Kernels. | |||
* Vorteil: Häufig höhere Effizienz. | |||
= Präsentation = | |||
* https://hedgedoc.xinux.net/p/9FloojOui#/ | |||
[[Kategorie:Virtualisierung]] | |||
Aktuelle Version vom 8. Mai 2025, 18:35 Uhr
Was ist Virtualisierung?
- Abstraktion physischer IT-Ressourcen (z.B. Hardware, Software-Komponenten).
- Erstellung virtueller oder logischer Komponenten.
- Zentraler Vorteil ist die Abstraktionsschicht zwischen physischer Ressource und virtuellem Abbild.
- Grundlage diverser Cloud-Services.
- Die Abgrenzung zwischen Virtualisierung und Emulation betrifft nur die CPU – bei der Virtualisierung wird die CPU direkt ausgeführt, bei der Emulation wird auch die CPU nachgebildet.
Definition Virtualisierung
- Abstraktion physischer IT-Ressourcen wie Hardware, Software, Speicher und Netzwerkkomponenten.
- Bereitstellung dieser Ressourcen auf virtueller Ebene.
- Vorteil ist Flexibilität.
- Hardwareunabhängigkeit.
- Virtualisierung bedeutet die effiziente Nutzung der CPU, während Geräte entweder emuliert oder para-virtuell bereitgestellt werden.
Abgrenzung zu Simulation und Emulation
Simulation
- Vollständige Nachbildung eines Systems mittels Software.
- Auch die CPU wird nachgebildet.
- Alle Systemkomponenten und deren innere Logik werden nachgestellt.
- Einsatz von Crosscompilern.
- Ermöglicht Ausführen von Software für veraltete Großrechner auf modernen Plattformen.
- Praktisch kein produktiver Einsatz.
- Beispiel: iPhone-Simulator in Xcode zum Testen von Webseiten.
Emulation
- Stellt die Funktionen von Hardware- oder Software-Komponenten bereit.
- Abbildung der äußeren Funktionsweise, keine Nachbildung der inneren Logik.
- Ziel ist es, dieselben Ergebnisse wie mit realem Pendant zu erzielen.
- Fokus liegt auf Ergebnisgenauigkeit.
- Bei der Emulation werden sowohl CPU als auch Geräte nachgebildet, was zu einer geringeren Geschwindigkeit führt.
Virtualisierung
- Virtualisierung ist eine Hybridlösung, die die direkte Ausführung der CPU ermöglicht, während Geräte emuliert oder para-virtuell bereitgestellt werden.
- CPU-Ausführung: Direkter Zugriff auf die physische CPU (z. B. VT-x/AMD-V), keine Emulation der CPU-Instruktionen.
- Emulierte Komponenten:
- BIOS/UEFI-Firmware (SeaBIOS, OVMF).
- Basis-Hardware (PIIX3/SATA-Controller, RTL8139-NIC).
- Grafikkarten (Standard-VGA, virtio-GPU).
- Legacy-Geräte (i8042-Controller, PS/2-Maus).
- Para-virtuelle Geräte:
- Hochleistungs-Netzwerk (virtio-net).
- Blockgeräte (virtio-blk).
- Balloon-Treiber (Speichermanagement).
- Virtualisierung bietet den Vorteil, dass sie mit der echten CPU arbeitet, während die emulierten/virtuellen Komponenten für das komplette System zur Verfügung gestellt werden.
- Während Emulation die vollständige Nachbildung von Systemen (einschließlich der CPU) erfordert, werden in der Virtualisierung nur die Geräte nachgebildet oder optimiert.
- Beispiel: KVM/QEMU, VMware, Hyper-V, Proxmox — hier wird die CPU virtualisiert, aber die Geräte sind emuliert oder para-virtuell bereitgestellt.
Wie funktioniert Virtualisierung?
- Ähnelt Konzepten der Simulation und Emulation.
- Ziel ist, möglichst wenig zu simulieren oder zu emulieren.
- Fokus liegt auf Etablierung einer Abstraktionsschicht.
- Der Kernaspekt der Virtualisierung ist die direkte Nutzung der CPU, während Geräte durch Emulation oder Para-Virtualisierung bereitgestellt werden.
- Virtuelle Maschinen laufen effizient, da die CPU direkt verwendet wird, aber die Peripherie (z.B. Netzwerkkarten, Festplatten) emuliert oder optimiert wird.
Formen der Virtualisierung
Hardware-Virtualisierung
- Bereitstellung von Hardware-Komponenten mittels Software, unabhängig von physischer Grundlage.
- Beispiel: Virtuelle Maschine (VM).
- VM verhält sich wie ein physischer Rechner inklusive Hardware und Betriebssystem.
- Hypervisor erzeugt Abstraktionsschicht zwischen physischer Hardware und virtuellem System.
Vollvirtualisierung
- Hypervisor stellt jeder VM eine komplette virtuelle Hardware-Umgebung bereit.
- Gastbetriebssystem muss nicht modifiziert werden.
Paravirtualisierung
- Gastbetriebssystem wird modifiziert.
- Beispielsweise Anpassung des Kernels.
- Vorteil: Häufig höhere Effizienz.