Virtualisierung von Betriebssystemen

Im Folgenden werden zunächst die Vor- und Nachteile der bisherigen VMware Architektur betrachtet, welche mit Nativer Virtualisierung arbeitet.

Einer der größten Vorteile der bisherigen VMware Architektur liegt in der Hardwareunabhängigkeit. Der Grund hierfür liegt in der für jede Virtuelle Maschine bereitgestellten virtuellen Hardware. Somit kann die Virtuelle Maschine von einem Wirtssystem auf ein anderes Wirtssystem übertragen werden, ohne Änderungen an der Virtuellen Maschine vorzunehmen.

Ein weiterer Vorteil ist die Partitionierung des Systems, so wird durch den Virtual Machine Monitor die vorhandene physikalische Hardware in mehrere Teile aufgeteilt. Jedes dieser Teile ist in der Lage durch ausreichende Ressourcen einen eigenen Computer darzustellen. Durch diese Vorgehensweise wird verhindert, dass eine Virtuelle Maschine gestartet wird, obwohl dies das Wirtssystem überlasten würde und zu Instabilitäten führen würde.

Ein weiterer Aspekt der, wie die Partitionierung, zur Sicherheit des Gesamtsystems beiträgt, ist die Isolation der virtuellen Maschinen. So sind die Virtuellen Maschinen vom Wirtssystem und auch untereinander komplett isoliert. Es existieren nur durch den Anwender gewollte Zugriffswege. Solche Zugriffswege können Netzwerkfreigaben oder geteilte Verzeichnisse sein. Durch die Isolation ist gewährleistet, dass eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen ist.

Der nächste Vorteil ist die Konsolidierung. Im Gegensatz zu physikalischen Systemen bestehen die Virtuellen Maschinen nur aus wenigen Bestandteilen. Meist bestehen diese nur aus der Konfigurations- und einer Festplattendatei. Hierdurch werden die Sicherung der Datenbestände, sowie die Duplizierung der virtuellen Maschine stark vereinfacht. Weiterhin ist durch diese Konsolidierung die VMotion Technologie, also die Übertragung von Virtuellen Maschinen von einem Wirtssystem auf das andere während des Betriebs überhaupt erst möglich.

Viele der bisher genannten Punkte tragen gemeinsam zu einem weiteren sehr wichtigen Punkt bei, der Portabilität. Diese Eigenschaft der VMware Produkte hat entscheidend zur Verbreitung des VMware Players bei getragen, da Benutzer vorgefertigte Virtuelle Maschinen einfach aus dem Internet herunter laden können, um diese zu verwenden. Es hat sich dort eine große Community entwickelt, die solche Virtuelle Maschinen zum Download anbietet. Es wird eine sehr breite Palette an virtuellen Maschinen angeboten, diese reicht vom vorkonfigurierten Router über Proxy Server bis zu vollständigen Linux Distributionen.

Andere Virtualisierungstechniken zum Beispiel die Paravirtualisierung, wie sie von XEN benutzt wird, benötigen angepasste Gast-Betriebssysteme. Diese aufwändige Anpassung der Betriebssysteme entfällt bei Nativer Virtualisierung und ist ebenfalls ein entscheidender Vorteil, vor allem da gerade die Anpassung der Wirt-Betriebssysteme hohe Kosten verursacht. Bei Open-Source Software ist eine Anpassung des Kernel in der Regel nicht ganz so kostspielig und problematisch, aber bei der Verwendung von kommerzieller Software, dort spielen Lizenzgebühren und Urheberrechte eine große Rolle.

Einer der größten Nachteile ist der hohe Ressourcenverbrauch, da für jede Virtuelle Maschine die Hardware virtualisiert werden muss. Weiterhin ist es mit der VMware Architektur nur möglich bestimmte Prozessorarten zu verwenden. Durch das Verfahren der Nativen Virtualisierung werden nicht alle Prozessorbefehle simuliert, dadurch ist man auf einen engen Kreis von Prozessoren eingeschränkt. Im Fall von VMware bedeutet dies konkret, dass nur Prozessoren mit Intel – kompatiblen Befehlssätzen verwendet werden können.

Ein anderer Nachteil ist, dass eine Virtuelle Maschine von VMware kann nur jene Ressourcen anbieten kann, die vom zugrunde liegenden Betriebssystem bzw. VM-Kernel unterstützt werden. Zum Beispiel ist die USB-Unterstützung in Windows NT und in älteren Linux Kernel nicht standardmäßig implementiert und somit auch nicht über Virtuelle Maschinen von VMware nutzbar.

Die Hardwareunterstützung ist bei VMware immer eine Frage der Treiberaktualität. Dies ist besonders bei spezieller Hardware problematisch, da es evtl. nur ältere oder manchmal auch gar keine Treiber gibt. Weiterhin ist die, von 3D Programmen und 3D Spielen, gern genutzte Hardwarebeschleunigung durch die Grafikkarte nicht durch VMware nutzbar, da als virtuelle Grafikkarte eine reine 2D Grafikkarte mit SVGA Unterstützung angeboten wird. Dies machte VMware gerade für Spiele-Entwickler als Testumgebung uninteressant.

© Thomas Kresalek