Die wichtigsten Virtualisierer im Überblick

Ein praktischer Einstieg in das Thema Virtualisierung ist mit den richtigen Programmen nicht schwer. Der Einsatz von Virtualisierern auf dem Desktop mit dem Ziel, auf dem Rechner mehrere Betriebssysteme zu starten, ist nicht mehr die Domäne erfahrener Spezialisten und hartnäckiger Betriebssystembastler. Während bei der Virtualisierungstechnik für Unternehmen heutzutage die Management-Software zur Verwaltung ganzer Netzwerke von virtuellen Maschinen im Vordergrund steht, geht es bei Virtualisierungsumgebungen für Desktop-Anwender um die schnelle Einrichtung und einfache Bedienung. Zudem haben Virtualisierungsprogramme für den Desktop vor allem Fortschritte bei ihren Grafiktreibern für virtuelle Systeme gemacht, um auch der Grafikausgabe über Open GL und DirectX Beine zu machen. Dies reicht zwar noch nicht für Spiele, aber immerhin für aufwendige Arbeitsflächen wie Windows Aero oder Gnome 3 und Unity bei Linux-Gästen. Da auch die Unterstützung von Gastsystemen mit jeder Version besser wird, lohnt es sich, stets die aktuelle Version eines Virtualisierers einzusetzen.

Unser Beitrag konzentriert sich auf bewährte Programme, die für Privatanwender interessant sind und zur Komplettvirtualisierung von Gastbetriebssystemen auf dem Desktop taugen. Viele dieser Programme sind für die private Nutzung kostenlos oder lassen sich mit einer zeitlichen Einschränkung testen. Nicht mehr dabei ist der Vmware Server (ehemals GSX Server), der zwar Freeware ist, aber schon seit 2009 nicht mehr weiterentwickelt wird. Ebenfalls aus der Auswahl herausgefallen ist Parallels Workstation für Windows, das seit 2013 nur noch für den Mac weiterentwickelt wird. Auch Microsoft Virtual PC ist Geschichte: In Windows 7 wurde der Virtualisierer zum Windows-XP-Mode umgewandelt und ab Windows 8 durch das ehrgeizige Hyper-V ersetzt.

Alte PCs in der virtuellen Maschine wiederbeleben Generell ist es natürlich empfehlenswert, einen leistungsfähigen Rechner mit viel RAM zur Virtualisierung einzusetzen. Die meisten vorgestellten Programme wie Vmware Workstation/Player und Virtualbox laufen schon auf älteren PCs anständig, die etwa über 2 GB RAM und eine CPU wie AMD Athlon X2 oder Intel Core 2 verfügen, sofern nicht mehrere virtuelle Maschinen gleichzeitig gestartet werden. Für einige Anwendungsszenarien müssen Prozessoren AMD-V beziehungsweise Intel VT unterstützen, etwa wenn Sie ein 64-Bit-System als Gast einsetzen wollen. Hyper-V in Windows 8 Pro stellt höhere Anforderungen an den Prozessor und setzt als CPU-Merkmal Second Level Address Translation (SLAT) voraus. Hier muss mindestens eine Prozessor-CPU aus der Core-I-Serie zum Einsatz kommen. Die Wahl eines Virtualisierers ist eine Entweder-Oder-Frage, denn mehrere installierte Virtualisierungsprogramme können sich gegenseitig stören. Wer beispielsweise den Vmware-Player auf einem Windows-8-System installieren möchte, der wird möglicherweise eine Überraschung erleben: Bereits das Installationsprogramm teilt dem Anwender mit, dass „dieses Produkt nicht auf einem System installiert werden sollte, auf dem Hyper-V installiert ist. Der Grund für diese Fehlermeldungen: Die Virtualisierer benötigen die Features der Prozessoren exklusiv für sich. Es ist nicht möglich, mehrere verschiedene Virtualisierer auszuführen. Virtualbox: Die beliebte Open-Source-Lösung

Das seit zehn Jahren stetig weiterentwickelte Virtualbox geht auf die Arbeit der Innotek Systemberatung GmbH zurück, die bereits am Windows Virtual PC von Connectix mitarbeitete. Nach dessen Übernahme von Virtual PC durch Microsoft entwickelte Innotek einen eigenen Typ-2-Hypervisor, aus dem 2005 die Virtualbox wurde. Das Programm stand zunächst unter einer proprietären Lizenz, mit einer Version, die für die private Nutzung kostenlos war. Ab 2007 erschien die freie Variante von Virtualbox 1.3.2 als Open Source unter der GNU General Public License. 2008 übernahm Sun Microsystems die ursprüngliche Entwicklerfirma und zwei Jahre später dann Oracle, wo man aber entgegen der ansonsten für das Unternehmen typischen Geschäftspolitik das Programm weiter als Open Source entwickelte und sogar die nicht freie Version von Virtualbox mit der freien Ausgabe zusammenführte. Gerade in den frühen Versionen lief Virtualbox nicht mit allen Gastsystemen stabil und Anwender waren von häufigen Abstürzen gebeutelt. Seit Version 4 ist Virtualbox aber gut ausgereift und zurzeit die geeignetste Virtualisierungs-Software für private Nutzer – sowohl bei Windows-Host-Systemen als auch bei Linux. Das Programm ist auf beiden Systemen schnell installiert und bietet in der Grundausstattung alle wichtigen Funktionen zur Erstellung virtueller Maschinen, die als Gastsystem alles von Windows 3.1 bis Windows 8 sowie alle Linux-Systeme beherbergen können, wahlweise als 32- oder 64-Bit-Version. Von Virtualbox erscheinen häufige Updates, um die Unterstützung von neuen Gastsystemen wie derzeit etwa Windows 8.1 zu verbessern. Installieren Sie außerdem das zugehörige Virtualbox Extension Pack, das als separater Download vorliegt und unter einer Freeware-Lizenz steht. Es wird insbesondere für die USB-2.0-Unterstützung benötigt und rüstet für den Fernzugriff einen RDP-Server nach. Für virtuelle Festplatten benutzt Virtualbox das eigene Image-Format VDI, kann jedoch auch mit fremden Formaten von Vmware, Windows Virtual PC, Parallels und Qemu umgehen. Bei der Installation richtet Virtualbox eine virtuelle Netzwerkschnittstelle ein, um zwischen Gast und Host ein Subnetz mit eigenem DHCP-Server aufzubauen. Virtuelle Maschinen dürfen allerdings auch direkt ins Netz. Die Bedienoberfläche zeigt sich übersichtlich und lässt sich auf Deutsch umstellen. Bei der Einrichtung eines virtuellen Systems hilft ein Assistent, den Sie über die Schaltfläche „Neu“ aufrufen. Die Installation des Gastsystems läuft dann genauso ab wie auf einem richtigen PC. Mauszeiger und Tastatur sind ohne die Installation der Gasterweiterungen, die es für Windows und Linux gibt, zunächst innerhalb des Fensters gefangen. Mit der Strg-Taste auf der rechten Seite der Tastatur lösen Sie Maus und Tastatureingaben wieder von der VM.

Vmware Workstation: Die Beste ihrer Klasse

Der Veteran und unumstrittene Platzhirsch unter den Virtualisierern für Windows ist die Vmware Workstation , die auf die erste Virtualisierungslösung „Vmware Virtual Platform“ für Intel-CPUs der x86-Plattform von 1998 zurückgeht. Die Workstation wird als Produkt seit 1999 gepflegt und liegt mittlerweile in der zehnten Generation vor. Der Funktionsumfang und die Performance von virtuellen Maschinen sind derzeit ungeschlagen, der Typ-2-Hypervisor und die emulierte Hardware wie Chipsatz, Festplatten-Controller und Netzwerk arbeiten eine Spur schneller als bei den anderen Virtualisierungsumgebungen. Den deutlichsten Vorsprung zeigen dabei die Grafiktreiber für DirectX und Open GL für Gastsysteme und nur Parallels Workstation kann bei der Leistung von DirectX konkurrieren. Charmant ist die Integration in den Windows-Desktop gelöst: Im Anzeigemodus „Unity“ zeigen sich laufende Programme im abgeschotteten Gastsystem nahtlos in der Windows-Taskleiste und die Programmfenster präsentieren sich neben jenen des Host-Systems. Über eine „Physical-to-Virtual-Funktion“ (P2V) können Anwender ein komplettes Betriebssystem auf einem realen Computer komfortabel in eine virtuelle Maschine überführen. Zudem bietet die Workstation aber auch einen Einstieg in das Ökosystem von Vmware: Virtuelle Maschinen lassen sich auf einen Server mit dem leistungsfähigen Typ-1-Hypervisor Vmware ESXi hochladen. Die Workstation dient außerdem als Client für die Serverprodukte, zum Beispiel für den kostenlosen Vmware ESXi. Die Leistung und das umfangreiche Funktionsangebot haben aber ihren Preis: Eine Lizenz kostet im Online-Shop von Vmware stolze 225 Euro. Mit einer Gratis-Registrierung erhalten Sie jedoch zum Testen auch eine Evaluationsseriennummer für 30 Tage.

Vmware Player: Der kostenlose Einstieg in Vmware

Vmware Player ist der kleine Bruder der umfassenden Vmware Workstation. Der Player ist für private Nutzer als Freeware kostenlos. Es gibt aber eine Kaufoption, die aus dem Player den Vmware Player Plus macht, der dann auch für das kommerzielle Umfeld lizenziert ist. Das lediglich auf Englisch vorliegende Programm war ursprünglich vor allem dazu gedacht, fertige virtuelle Maschinen, die mit Vmware Workstation oder den Serverprodukten erstellt wurden, einfach und unkompliziert auf dem lokalen Rechner auszuführen. Software-Hersteller können so vorinstallierte Testversionen ihrer Software lauffähig inklusive Betriebssystem ausliefern. Ursprünglich war der Player stark eingeschränkt, konnte selbst keine neuen virtuellen Maschinen erstellen und diente quasi als Einstiegsdroge. Seit der Version 3 von 2009 kann der Player ebenfalls neue Maschinen erstellen, wenn auch nicht mit all den Einstellungen, die Vmware Workstation bietet. Um die Erstellung kümmert sich ein Assistent, der Sie durch die nötigen Schritte führt. Wenn Sie im ersten Schritt unter „Installer disc“ oder „Installer disc image file (iso)“ ein Installations-medium angeben, erkennt das Programm Systeme wie Windows 7 oder 8 automatisch und gibt in den folgenden Schritten die passenden Einstellungen vor. Es wird Ihnen außerdem angeboten, die Vmware Tools mit Treibern herunterzuladen und im Gastsystem zu installieren. Das Setup-Programm richtet unter anderem einen Grafiktreiber ein, der die Systemleistung verbessert. Im Vergleich zu Virtual Box oder Vmware Workstation fehlt eine Funktion, mit der sich bequem Sicherungspunkte erstellen lassen. Trotzdem ist der Vmware Player ein idealer und kostenloser Einstiegspunkt in die Virtualisierungsumgebungen von Vmware.

So funktioniert Virtualisierung im Detail

Qemu: Ideal für Linux-Systeme

Eine Virtualisierungs- und Emulationslösung, die Linux als Host-Betriebssystem favorisiert, ist Qemu , das kürzlich in der Version 2.0 erschienen ist. Die Software ist Open Source (GNU General Public License) und stellt für virtuelle Maschinen die komplette Hardware eines PCs per Emulation nach. So ist es möglich, auch andere Prozessorplattformen nachzubilden, etwa einen ARMv7 unter einem HostSystem, das auf einem Intel-x86-Prozessor läuft. Die Analyse sowie die Übersetzung der CPU-Befehle machen die virtuellen Systeme in diesem Fall jedoch erheblich langsamer. Qemu beherrscht aber wie Virtualbox und Vmware auch das native Ausführen von Befehlen auf einer CPU. In diesem Fall arbeitet Qemu dann nicht als Emulator, sondern als Virtualisierer. Die Präferenz von Linux als Host-Betriebssystem liegt daran, dass Qemu ein bestimmtes Merkmal des Linux-Kernels direkt unterstützt: Die Kernel Virtual Machine (KVM) stellt eine Schnittstelle zu den Prozessorerweiterungen AMD-V beziehungsweise Intel VT sowie zu einem Puffer für die Grafikausgabe bereit und bietet damit schnelle Ausführungsgeschwindigkeiten für virtuelle Maschinen. Fehlt dieses Merkmal, greift Qemu wie auch bei den virtuellen Geräten wie VGA-Grafikkkarte (ohne Hardware-Beschleunigung) und Soundkarte auf die deutlich langsamere Software-Emulation zurück. Unter Windows gibt es natürlich kein KVM und deshalb ist Qemu hier für den praktischen Einsatz nicht geeignet, da das ohne Kernel-Unterstützung einfach zu schwerfällig ist. Während sich Qemu in Linux-Distributionen flott und unkompliziert über den jeweiligen Paketmanager installieren lässt, gibt es für Windows derzeit nur inoffizielle Portierungen der Version 2.0. Eine weitere Besonderheit ist, dass Qemu selbst nur ein Kommandozeilen-Tool ist. Für eine Verwaltungsoberfläche im Stil von Vmware Player und Virtualbox gibt es zusätzliche Programme, etwa den Virt-Manager als Frontend unter Linux. Eine wichtige Entwicklung ist Qemu trotzdem und Teile des Virtualisierers stecken auch in Virtualbox.

Microsoft Hyper-V: In Windows 8 enthalten

Die Virtualisierungstechnik Hyper-V hat Microsoft erstmals mit Windows Server 2008 eingeführt. Seit Windows 8 ist die Software auch in der 64-Bit-Version dieses Betriebssystems vorhanden, jedoch nur in der Professional-Variante. In der Standard- und Enterprise-Version von Windows 8 ist Hyper-V zunächst nicht enthalten. Zur Installation gehen Sie in der Systemsteuerung auf „Programme“ und klicken auf „Windows-Features aktivieren oder deaktivieren“. Setzen Sie jetzt ein Häkchen vor „Hyper-V“ und klicken Sie auf „OK“. Der Virtualisierer ist eng mit dem Betriebssystem verzahnt, da es sich nicht um einen Typ-2-Hypervisor handelt, der einfach als Programm neben anderen Anwendungen läuft. Stattdessen übernimmt Hyper-V nach der Installation ähnlich wie ein Typ-1-Hypervisor die volle Kontrolle über die Hardware und ist ab jetzt für die Verwaltung der Betriebssysteme zuständig. Das als Host-System installierte Windows 8 läuft dann nur noch als „Parent Partition“. Virtualisierte Systeme laufen als „Child Partition“ und tauschen Daten über den „VMBus“ aus. Andere Virtualisierungs-Tools können Sie aber nicht nutzen, solange Hyper-V aktiviert ist.

Die Anforderungen sind nicht ohne: Der Prozessor des Systems muss Data Execution Prevention (DEP) unterstützen, und dies muss im Bios/Uefi aktiviert sein. Die Bezeichnung dafür ist Intel XD bit (Execute Disable Bit) oder AMD NX Bit (No Execute Bit). Zudem ist ein Prozessor mit Second Level Address Translation (SLAT) erforderlich. Diese Bedingung erfüllen erst die Nehalem-Baureihen der Intel -Prozessoren i5 oder i7 sowie neuere AMD-CPUs. Ist in Windows 8 Hyper-V aktiv, reduziert sich die Leistung des Betriebssystems um ein paar Prozent. Gastsysteme laufen ähnlich schnell wie bei Virtual-Box- oder Vmware-Produkten, zumindest wenn Sie Windows virtualisieren. Bei den Betriebssystemen ist Hyper-V wählerischer als die anderen Virtualisierer. Unterstützt werden Windows XP Professional SP3, bei Vista und 7 alle Editionen außer den Home-Varianten, Windows Server 2003 bis 2008 R2 sowie Suse Linux Enterprise Server, Red Hat Enterprise Linux und CentOS.