ArchiArchitekturvirtualisierung im Cloud Computing und ihre Typen

Was ist Virtualisierung?

Virtualisierung kann als Prozess definiert werden, der die Erstellung einer virtuellen Version eines Desktops, Betriebssystems, von Netzwerkressourcen oder Servern ermöglicht. Virtualisierung spielt beim Cloud Computing eine wichtige und dominierende Rolle.

Dadurch wird sichergestellt, dass die physische Bereitstellung der Ressource oder einer Anwendung von der eigentlichen Ressource selbst getrennt ist. Dies trägt dazu bei, den mit der Ressource verbundenen Platzbedarf oder die Kosten zu reduzieren. Diese Technik ermöglicht es dem Endbenutzer, mehrere Desktop-Betriebssysteme und Anwendungen gleichzeitig auf derselben Hardware und Software auszuführen.

Der Prozess stellt außerdem die virtuelle Emulation von Produkten oder Dienstleistungen auf derselben Maschine sicher und verlangsamt oder beeinträchtigt die Effizienz des Systems nicht.

Die Erfindung der Virtualisierung begann in der Ära der Großrechner, und im Laufe der Zeit, mit dem Fortschritt neuer Technologien, wurde die Virtualisierung mithilfe spezialisierter Software realisiert.

Virtualisierung als Konzept des Cloud Computing

Im Cloud Computing ermöglicht Virtualisierung die Erstellung virtueller Maschinen und gewährleistet das reibungslose Funktionieren mehrerer Betriebssysteme. Sie trägt außerdem zur Schaffung eines virtuellen Ökosystems für Serverbetriebssysteme und verschiedene Speichergeräte bei.

Wolke Informatik Eine Virtualisierung wird als Anwendung oder Dienst definiert, der ein virtuelles Ökosystem nutzt. Dieses Ökosystem kann öffentlich oder privat sein. Durch Virtualisierung verringert sich der Bedarf an physischer Infrastruktur. Die Begriffe Cloud Computing und Virtualisierung werden mittlerweile synonym verwendet und verschmelzen zunehmend miteinander.

Virtualisierung und Cloud Computing arbeiten Hand in Hand, um sicherzustellen, dass Sie ein fortgeschrittenes und anspruchsvolles Computing-Niveau erhalten. Es stellt sicher, dass Anwendungen über mehrere Netzwerk-Threads verschiedener Unternehmens- und aktiver Benutzer hinweg gemeinsam genutzt werden können.

Cloud Computing bietet Skalierbarkeit, Effizienz und wirtschaftlichen Wert. Es bietet optimierte Workload-Management-Systeme.

Einfacher ausgedrückt sorgt Cloud Computing in Verbindung mit Virtualisierung dafür, dass moderne Unternehmen eine kostengünstigere Möglichkeit erhalten, mehrere Betriebssysteme mit einer dedizierten Ressource auszuführen.

Merkmale der Virtualisierung

Virtualisierung bietet verschiedene Funktionen und Eigenschaften, die im Folgenden aufgeführt sind:

• Ressourcenverteilung: Virtualisierungs- und Cloud-Computing-Technologien ermöglichen es Endnutzern, eine individuelle Rechenumgebung zu schaffen. Dies wird durch die Bereitstellung eines zentralen Host-Rechners erreicht. Über diesen Host-Rechner kann der Endnutzer die Anzahl der aktiven Nutzer beschränken. Dadurch wird die Kontrolle vereinfacht und der Stromverbrauch gesenkt.
• Zugänglichkeit von Serverressourcen: Virtualisierung bietet mehrere einzigartige Funktionen, die den Bedarf an physischen Servern überflüssig machen. Diese Funktionen erhöhen die Verfügbarkeit, führen aber zu geringerer Fehlertoleranz und eingeschränkter Ressourcenverfügbarkeit.
• Ressourcenisolation: Virtualisierung bietet isolierte Ressourcen virtuelle MaschinenJede virtuelle Maschine kann mehrere Gastbenutzer haben, wobei es sich dabei um Betriebssysteme, Geräte oder Anwendungen handeln kann. Die virtuelle Maschine stellt diesen Gastbenutzern eine isolierte virtuelle Umgebung zur Verfügung. Dadurch wird sichergestellt, dass sensible Daten geschützt bleiben und gleichzeitig die Gastbenutzer miteinander verbunden bleiben.
• Sicherheit und Authentizität: Die Virtualisierungssysteme gewährleisten eine kontinuierliche Verfügbarkeit der Systeme, führen einen automatischen Lastausgleich durch und sorgen für weniger Unterbrechungen der Dienste.
• Aggregation: In der Virtualisierung wird die Aggregation durch Cluster-Management-Software erreicht. Diese Software stellt sicher, dass homogene Gruppen von Computern oder Netzwerken miteinander verbunden werden und als eine einheitliche Ressource fungieren.

Arten von Virtualisierungen

Es gibt viele Varianten oder Typen der Virtualisierungstechnologie, wie unten aufgeführt:

Anwendungsvirtualisierung

Dies kann als die Art der Virtualisierung definiert werden, die dem Endbenutzer einer Anwendung Fernzugriff ermöglicht.

Dies wird durch einen Server realisiert. Dieser Server enthält alle persönlichen Daten und sonstige erforderliche Merkmale, die zur Nutzung der Anwendung notwendig sind.

Der Server ist über das Internet erreichbar und läuft auf einer lokalen Workstation. Mit der Anwendungsvirtualisierung kann ein Endbenutzer zwei verschiedene Versionen derselben Software oder derselben Anwendung ausführen.

Anwendungsvirtualisierung wird über Softwarepakete oder eine gehostete Anwendung angeboten.

Netzwerkvirtualisierung

Diese Art der Virtualisierung ermöglicht den Betrieb vieler virtueller Netzwerke, von denen jedes über eine separate Steuerungs- und Datenebene verfügt. Sie läuft parallel zu einem physischen Netzwerk und kann von Parteien betrieben werden, die nichts voneinander wissen.

Durch die Netzwerkvirtualisierung werden virtuelle Netzwerke erstellt und es werden auch virtuelle Netzwerke bereitgestellt.

Durch Netzwerkvirtualisierung können logische Switches, Firewalls, Router, Load Balancer und Workload-Sicherheitsmanagementsysteme erstellt werden.

Desktop-Virtualisierung

Dies kann als die Art der Virtualisierung definiert werden, die es ermöglicht, das Betriebssystem von Endbenutzern remote auf einem Server oder in einem Rechenzentrum zu speichern. Dadurch können die Benutzer remote auf ihre Desktops zugreifen und dies von jedem beliebigen geografischen Standort aus tun. Sie können auch verschiedene Maschinen verwenden, um virtuell auf ihre Desktops zuzugreifen.

Durch Desktop-Virtualisierung kann ein Endbenutzer je nach Bedarf des jeweiligen Unternehmens auf mehr als einem Betriebssystem arbeiten.

Wenn der Benutzer mit einem anderen Betriebssystem als dem Windows Er kann Desktop-Virtualisierung nutzen, da er so mit zwei verschiedenen Betriebssystemen arbeiten kann.

Desktop-Virtualisierung bietet daher eine Vielzahl von Vorteilen. Sie ermöglicht Portabilität, Benutzermobilität und einfache Softwareverwaltung mit Patches und Updates.

Speichervirtualisierung

Diese Art der Virtualisierung stellt virtuelle Speichersysteme bereit, die die Speicherverwaltung erleichtern.

Es ermöglicht die effiziente Verwaltung von Speichern über mehrere Quellen hinweg, die von einem einzigen Repository aus aufgerufen werden. Speichervirtualisierungen gewährleisten eine gleichbleibende und reibungslose Leistung.

Darüber hinaus bietet es kontinuierliche Updates und Patches für erweiterte Funktionen. Es hilft auch dabei, die Änderungen zu bewältigen, die in der zugrunde liegenden Speicherausrüstung auftreten.

Servervirtualisierung

Diese Art der Virtualisierung gewährleistet die Maskierung von Servern. Der Haupt- oder Zielserver wird in viele virtuelle Server aufgeteilt. Diese Server ändern ständig ihre Identitätsnummern und Prozessoren, um den Maskierungsprozess zu erleichtern. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder Server sein eigenes Betriebssystem vollständig isoliert ausführen kann.

Datenvirtualisierung

Dies lässt sich als eine Form der Virtualisierung definieren, bei der Daten aus verschiedenen Quellen bezogen und zentral verwaltet werden. Es sind keine technischen Kenntnisse darüber erforderlich, woher diese Daten stammen, wo sie gesammelt, gespeichert oder formatiert werden.

Die Daten sind logisch geordnet, und die interessierten Parteien und Stakeholder können anschließend auf die virtuelle Ansicht dieser Daten zugreifen. Diese Berichte sind auch für Endnutzer remote abrufbar.

Die Anwendung der Datenvirtualisierung reicht von der Datenintegration bis zur Geschäftsintegration. Sie werden auch für serviceorientierte Architekturdatendienste verwendet und helfen beim Auffinden organisatorischer Daten.

ArchiTechnologie der Virtualisierung

Die Architektur in der Virtualisierung wird als Modell definiert, das die Virtualisierung konzeptionell beschreibt. Die Virtualisierungsanwendung im Cloud Computing ist von entscheidender Bedeutung. Beim Cloud Computing teilen die Endbenutzer die Daten in Anwendungen, die als Clouds bezeichnet werden. Endbenutzer können jedoch die gesamte IT-Infrastruktur mit der Virtualisierung selbst teilen.

Hier ist die Architektur der Virtualisierung:

Im obigen Bild umfasst Virtualisierung virtuelle Anwendungen und virtuelle Infrastrukturdienste.

Die virtuellen Anwendungsdienste helfen bei der Anwendungsverwaltung, und die virtuellen Infrastrukturdienste können bei der Infrastrukturverwaltung helfen.

Beide Dienste sind in ein virtuelles Rechenzentrum oder ein Betriebssystem eingebettet. Die virtuellen Dienste können auf jeder Plattform und in jeder Programmierumgebung genutzt werden. Der Zugriff auf die Dienste ist über eine lokale oder externe Cloud möglich.

Virtualisierungsdienste werden Cloud-Benutzern von Drittanbietern bereitgestellt. Im Gegenzug müssen die Cloud-Nutzer den Drittparteien eine entsprechende monatliche oder jährliche Gebühr zahlen.

Diese Gebühr wird gezahlt, um die Dritten für die Bereitstellung von Cloud-Diensten für Endbenutzer zu entschädigen. Außerdem stellen sie je nach Anforderung der End-Cloud-Benutzer unterschiedliche Versionen von Anwendungen bereit.

Virtualisierung wird im Allgemeinen durch einen Hypervisor realisiert. Ein Hypervisor ermöglicht die Trennung von Betriebssystemen und der zugrundeliegenden Hardware. Er ermöglicht es dem Host-Rechner, mehrere virtuelle Maschinen gleichzeitig auszuführen und dieselben physischen Computerressourcen zu nutzen. Es gibt zwei Methoden zur Realisierung einer Virtualisierungsarchitektur, die im Folgenden beschrieben werden:

• Typ 1: Der erste Hypervisor-Typ wird als Bare-Metal-Hypervisor bezeichnet. Er läuft direkt auf der Hardware des Hostsystems. Er ermöglicht ein effektives Ressourcenmanagement und gewährleistet eine hohe Verfügbarkeit der Ressourcen. Durch den direkten Zugriff auf das Hardware-System werden bessere Skalierbarkeit, Leistung und Stabilität sichergestellt.
• Typ zwei: Der zweite Hypervisor-Typ ist der gehostete Hypervisor. Dieser wird auf dem Host-Betriebssystem installiert, und das virtuelle Betriebssystem läuft direkt darüber. Es handelt sich um ein System, das die Systemkonfiguration vereinfacht und erleichtert.

Darüber hinaus werden Verwaltungsaufgaben vereinfacht. Die Präsenz des Host-Betriebssystems begrenzt manchmal die Leistung des virtualisierten Systems und kann sogar Sicherheitsmängel oder -risiken verursachen.

Vorteile der Virtualisierung

Hier einige Vorteile und Nutzen der Virtualisierung:

• Virtualisierung bietet mehrere Vorteile, beispielsweise hilft sie bei der Kostensenkung und der Steigerung der Produktivität im Entwicklungsprozess.
• Eine hochkomplexe IT-Infrastruktur ist nicht mehr erforderlich.
• Es erleichtert den Fernzugriff auf Ressourcen und sorgt für eine schnellere Skalierbarkeit.
• Es ist äußerst flexibel und ermöglicht es den Benutzern, mehrere Desktop-Betriebssysteme auf einem Standardrechner auszuführen.
• Es eliminiert das Risiko von Systemausfällen und fördert zudem die flexible Datenübertragung zwischen verschiedenen virtuellen Servern.
• Der Arbeitsablauf bei der Virtualisierung ist hochgradig rationalisiert und flexibel, was gewährleistet, dass die Benutzer möglichst wirtschaftlich arbeiten und agieren.

Nachteile der Virtualisierung

Die Nachteile der Virtualisierung sind sehr begrenzt. Hier sind die Nachteile der Virtualisierung:

• Die Umstellung des bestehenden Hardware-Setups auf ein virtualisiertes Setup erfordert einen hohen Zeitaufwand und kann daher als zeitintensiver Prozess angesehen werden.
• Es mangelt an qualifizierten Ressourcen, die bei der Umstellung einer bestehenden oder tatsächlichen Einrichtung auf eine virtuelle Einrichtung hilfreich sind.
• Da die Verfügbarkeit weniger qualifizierter Ressourcen begrenzt ist, erfordert die Implementierung der Virtualisierung kostenintensive Implementierungen.
• Wird der Übergangsprozess nicht sorgfältig gehandhabt, birgt er auch ein Sicherheitsrisiko für sensible Daten.

Rolle der Virtualisierung im Cloud Computing

Bei der Virtualisierung wird dem physischen Server ein aussagekräftiger Name zugeordnet. Die Zugriffe werden dann bedarfsgesteuert auf diesen physischen Server umgeleitet. Virtualisierung ermöglicht die Ausführung homogener Anwendungen.

Es bietet außerdem eine virtuelle und isolierte Netzwerk-, Speicher- und Speicherbereichsumgebung. Die Virtualisierung wird über einen Host-Rechner und einen Gast-Rechner erreicht. Eine Hostmaschine kann als die Maschine definiert werden, auf der eine virtuelle Maschine entwickelt wird, und die so entwickelte virtuelle Maschine wird als Gastmaschine bezeichnet.

Hardware-Virtualisierung spielt eine entscheidende Rolle, da sie im Rahmen eines Cloud-Computing-Prozesses eine Infrastruktur-as-a-Service-Lösung höchst effizient und effektiv bereitstellt.

Diese Art der Virtualisierung gewährleistet Portabilität. Der Gastrechner ist als virtuelle Instanz eines Images verpackt und solche virtuellen Images können bei Bedarf problemlos entfernt werden.

Wichtige Terminologien der Virtualisierung

Es gibt einige grundlegende Technologien in der Virtualisierung, die wie folgt definiert werden:

• Virtuelle Maschine: Eine virtuelle Maschine kann als ein Computer eines virtuellen Typs definiert werden, der unter einem Hypervisor operiert.
• Hypervisor: Dies ist das Betriebssystem, das auf der eigentlichen Hardware läuft. Ein virtuelles Gegenstück des Betriebssystems ist eine Unterkomponente, die den virtuellen Prozess ausführt oder emuliert. Diese werden als Domäne 0 oder Dom0 bezeichnet. Erfahren Sie mehr über den Hypervisor. Hypervisor und wie es funktioniert.
• Container: Container lassen sich als schlanke virtuelle Maschinen definieren, die eine Teilmenge derselben Betriebssysteminstanz oder desselben Hypervisors darstellen. Sie sind eine Sammlung von Prozessen, die zusammen mit dem jeweiligen Namensraum oder den Prozesskennungen ausgeführt werden.
• Virtuelles Netzwerk: Ein virtuelles Netzwerk ist logisch getrennt und befindet sich innerhalb der Server. Solche Netzwerke lassen sich über mehrere Server erweitern.
• Virtualisierungssoftware: Diese Softwareart hilft bei der Bereitstellung von Virtualisierung auf dem Computergerät.

Häufig gestellte Fragen