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So funktionieren virtuelle PCs im Internet

26.03.2015 | 13:01 Uhr |

Virtualisierung auf dem Desktop-PC war gestern. Virtualisierung drängt trotz aller Sicherheitsbedenken in die Cloud, da sich dort Hardware- und Netzwerk-Ressourcen schnell und kurzfristig anmieten lassen.

Virtualisierung umfasst nicht mehr nur einen einzelnen Rechner oder ein lokales Netzwerk von Servern, sondern springt die Cloud. Von der eigentlichen Hardware ist dort dann gar nichts mehr zu sehen. Von einzelnen Servern bis hin zu ganzen Rechnernetzen liegt in der Cloud nahezu alles in Form virtueller Systeme vor, die im Rechenzentrum eines Dienstleisters laufen. Obwohl Virtualisierung in der Cloud vielen Administratoren der alten Schule nicht geheuer sein dürfte, hält der Trend aufgrund der verbundenen Kostenersparnis an. Denn in der Cloud lassen sich Ressourcen schnell und unkompliziert nach Bedarf anmieten und wieder abstoßen.

Profi-Know-How für Virtualbox

Virtualisierung: Vom Server zur Cloud

Ab 1972 stellte IBM mit seinem System/370 erstmals einen Großrechner vor, der mehrere Hardware-gestützte virtuelle Maschinen mit VM/CMS als Betriebssystem starten konnte. Mit dem Niedergang der Mainframes und dem Aufstieg des PCs wurde es lange still um Virtualisierung. Ein Comeback hatte die Technik auf PCs, um dort Desktop-Betriebssysteme in virtuellen Maschinen auszuführen. Zuerst stellte Connectix 1997 den Virtual PC 1.0 für den Mac vor. Zwei Jahre später verursachte Vmware mit der Virtual Platform für x86-Prozessoren, aus der später Vmware Workstation werden sollte, einen Virtualisierungs-Boom, der bis heute anhält. Denn Vmware sah schnell das Potenzial der Server-Virtualisierung und brachte nur ein Jahr später den GSX Server 1.0 heraus, der schon eine Managementkonsole für mehrere virtuelle Maschinen auf verteilten Servern in einem Netzwerk mitbrachte. Von da an erweiterte jeder Entwicklungsschritt von Virtualisierungsumgebungen und Managementwerkzeugen deren Einsatzfeld: Im Mittelpunkt stand ab jetzt nicht mehr ein einzelnes System, sondern ein Netzwerk von Servern und schließlich ganze Rechenzentren.

Getrieben wird diese Entwicklung bis heute von steigenden Energiekosten und der Notwendigkeit, brachliegende Ressourcen auf laufenden Servern besser zu nutzen.

Weg mit den Servern: Nach der Vorstellung von IaaS-Anbietern sollen solche Investitionen für Mittelständler bald der Vergangenheit angehören, indem diese ihre IT als Service in die Cloud auslagern.
Vergrößern Weg mit den Servern: Nach der Vorstellung von IaaS-Anbietern sollen solche Investitionen für Mittelständler bald der Vergangenheit angehören, indem diese ihre IT als Service in die Cloud auslagern.
© Kyle Anderson, Public Domain

Leistung nach Maß für virtuelle Maschinen

Mit dem Cloud Computing ändert sich an den bestehenden Konzepten der Virtualisierung wenig. Allerdings liefern Cloud-Anbieter die Möglichkeit, virtuelle Systeme in deren Rechenzentren zu unterhalten.

Der große Unterschied zu Virtual Private Servern, die es von Hosting-Unternehmen schon länger gibt, ist die freiere Buchung von Rechenleistung und Netzwerk-Traffic nach Bedarf. Das gelingt über Managementkonsolen, die die Kunden direkt im Browser bedienen, damit die Wege kurz bleiben. Der Kunde bestellt per Klick Rechenleistung, installiert virtuelle Systeme oder fügt einer virtuellen Maschine zusätzliche Ressourcen hinzu.

Der Anbieter belastet je nach bestellter Leistung die Kreditkarte des Kunden. Dieser Service nennt sich Infrastructure as a Service (IaaS).

2008 hat Amazon dieses Modell als erste Firma zur Marktreife gebracht. Amazon muss zur Bestellabwicklung und Koordination sowieso eigene Rechenzentren unterhalten und bietet mit Elastic Compute Cloud (kurz: Amazon EC2) die Möglichkeit, die Rechner mitzubenutzen. Die Systeme, die auf professionellen Virtualisierungs-Servern mit Xen laufen, kann der Kunde mit Linux oder Windows ausstatten. Die kleinste verfügbare Rechnerinstanz für eine Maschine mit Linux kostet rund 15 Dollar im Monat. IP-Adressen, Load Balancing und ausgehender Netzwerk-Traffic werden aber einzeln abgerechnet, was die Kostenkalkulation von Amazon EC2 kompliziert macht. Auf die Kritik antwortete Amazon inzwischen mit einem Preisrechner und wirbt um Neukunden mit für ein Jahr kostenlosen Micro-Instanzen.

Die Hauptkonsole des IBM 370/165: Dieser Großrechner aus dem Jahr 1972 konnte bereits Hardware-gestützte virtuelle Maschinen starten und nutzte dazu erstmals Virtual Memory Management.
Vergrößern Die Hauptkonsole des IBM 370/165: Dieser Großrechner aus dem Jahr 1972 konnte bereits Hardware-gestützte virtuelle Maschinen starten und nutzte dazu erstmals Virtual Memory Management.
© University of Cambridge Computer Laboratory

Risiken: Datenschutz und Verfügbarkeit

Das Loblied auf die Cloud erklingt in diesen Tagen leiser. Der Skandal um die Spähprogramme der amerikanischen und britischen Geheimdienste hat dem Cloud-Boom einen empfindlichen Dämpfer verpasst. Es keimen Zweifel, ob es eine gute Idee ist, vertrauliche Daten in der Cloud zu speichern.

Für Service-Anbieter in Deutschland wie QSC, Lufthansa Systems Cloud-Lounge und Nionex mit hiesigen Rechenzentren sowie Verträgen nach deutschem Recht eröffnen die Sicherheitszweifel aber auch neue Chancen. Ein anderes Problem ist die Anbindung an die Cloud: Hundert Prozent Uptime gibt es auch hier nicht, und auch große Rechenzentren sind nicht immun gegen Ausfälle.

So legte 2011 ein Blitzschlag das Amazon-Rechenzentrum in Irland Teile der EC2-Dienste mehrere Stunden lahm. Von einem Programmierfehler war ausgerechnet am 24. Dezember 2012 ein Amazon-Rechenzentrum im Nordosten der USA betroffen, und sogar Großkunden wie Netflix gingen einen halben Tag offline.

Die besten Virtualisierer für Linux

Cloud-Dienste: IaaS, PaaS, SaaS

Kaum ein IT-Hype kommt ohne seinen eigenen Zoo an eigenwilligen Abkürzungen aus. Die Service-Modelle von Cloud-Anbietern, die größtenteils auf Virtualisierung beruhen, sind in drei Ebenen unterteilt.

Infrastructure as a Service (IaaS): Der Kunde bekommt nur die grundlegende Ressourcen wie Rechenleistung, Speicher und Netzwerkkapazitäten im Rechenzentrum des Anbieters zur Verfügung gestellt. Was darauf läuft, kontrolliert der Kunde. Auf die tatsächliche Hardware im Rechenzentrum hat er aber keinen Einfluss. Die Abkürzung IaaS wird oft synonym mit Cloud-Virtualisierung verwendet.

Platform as a Service (PaaS): Anstatt sich mit der Infrastruktur von Betriebssystemen und Netzwerken abzugeben, kümmert sich der Kunde bei PaaS nur um seine Anwendungen. Der Cloud-Anbieter stellt dafür auf seinen fertig eingerichteten virtuellen Systemen ein Set an Entwicklungswerkzeugen. Die Entwicklungsumgebungen sind meist Java, Python, Ruby oder Node.js.

Software as a Service (SaaS): Der Cloud-Anbieter erlaubt den Kunden den Zugriff auf eine einzelne Anwendung und gibt ihm lediglich die Kontrolle über die gespeicherten Daten und einige Einstellungen. SaaS verwendet heute im Alltag fast jeder: So fallen Webmailer wie Google Mail, GMX oder Web.de beispielsweise in diese Kategorie, da sie Funktionen eines Mailprogramms als Web-App abbilden.

Schichten in der Cloud: Services werden nach einem Schichtenmodell in IaaS, PaaS und SaaS unterteilt. Der Einsatz virtueller Instanzen ist vor allem bei Infrastructure as a Service (IaaS) üblich.
Vergrößern Schichten in der Cloud: Services werden nach einem Schichtenmodell in IaaS, PaaS und SaaS unterteilt. Der Einsatz virtueller Instanzen ist vor allem bei Infrastructure as a Service (IaaS) üblich.
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