Was bringt eine Virtualisierung?

Virtualisierung, also die Möglichkeit, unterschiedliche Betriebssysteme auf einem einzigen physikalischen Computer laufen zu lassen, ist zwar bei Programmierern und Softwareunternehmen ein ganz heißes Thema, aber für den Anwender eigentlich weniger. Was bringt sie also, die Virtualisierung für den Benutzer eines Computers?

In einem ersten Artikel hatte ich beschrieben, wie eine Virtualisierung funktioniert. Ganz laienhaft anhand eines Beispiels aus dem Büro, in dem ein Abteilungsleiter versucht, ein Dokument in einem Büro zu öffnen, dessen Bewohner – der Sachbearbeiter – keine Vorgaben dazu hat, wie er mit dem Dokument umgehen soll.

Nun ist Virtualisierung tatsächlich für ein Unternehmen weitaus bedeutsamer als für den Endanwender, denn im Anwendungsfall sollte er davon gar nichts merken. Für Unternehmen besteht der Vorteil in erster Linie darin, mehrere Versionen eines Betriebssystems parallel auf der vorhandenen Hardware zu installieren. Oft existieren wichtige Programme, die nur auf einer bestimmten Version eines Betriebssystems lauffähig sind. Um nicht für jedes System einen eigenen Rechner (oder mehrere) zu beschaffen und anzuschließen, die dann auch einzeln gewartet und eingestellt werden, installiert man das System mitsamt einer »HAL« (Hardware Abstraction Layer) auf einem Rechner.

Und jetzt folgt ein kurzer technischer Ausflug:

Die HAL gaukelt dem Gastsystem eine eigene Hardware vor und schiebt ihm die Einstellungen des Wirtssystems unter. Damit lassen sich – entsprechende Hardware-Kapazitäten vorausgesetzt – auch mehrere Gastsysteme mit einer einzigen HAL auf einem einzigen Rechner unterbringen, die parallel zu den installierten Programmen laufen.

Zusätzlich zu der installierten HAL sind die Virtualisierungsprogramme aber auch in der Lage, Daten zwischen Gastsystemen und dem Wirtssystem auszutauschen. Der Benutzer öffnet beispielsweise ein Dokument, das nur mit dem Programm A geöffnet werden kann. Programm A wiederum läuft nur auf dem Betriebssystem OS B. OS B ist aber eigentlich nur eine virtuelle Umgebung auf einem Rechner, der mit dem Betriebssystem OS C arbeitet. Die Befehle und Aktionen des Benutzers im Dokument werden zunächst über das Programm A an OS B weitergeleitet. OS B nun kommuniziert über die HAL mit dem Wirtssystem OS C, das die Befehle an die angeschlossenen Geräte über seine Schnittstellen weiter leitet. Daneben ermöglicht die HAL auch den Austausch von Informationen zwischen dem Programm A und den direkt auf OS C installierten Programmen wie beispielsweise Programm D.

So. Das war die Technik. Und nun wieder zum Thema.

Aus der Grafik ist nun ersichtlich, dass das Gastbetriebssystem eigentlich nur ein Koffer ist, der wie jedes Dokument behandelt werden kann.

• Vorteil 1. Das Gastsystem kann gelöscht werden, ohne dass der Rechner die Funktion einstellt. Alle Programme außerhalb des OS B sind nicht beeinträchtigt, wenn OS B nicht mehr vorhanden ist.
• Vorteil 2. Das Gastsystem kann archiviert und gesichert werden, beispielsweise auf einem angeschlossenen Laufwerk. Sollte das Gastsystem defekt sein, kann es aus dem Archiv zurück gespielt werden.
• Vorteil 3. Es lassen sich vom Gastsystem mehrere Zustände (so genannte »Schnappschüsse«) erstellen, so dass ein einziges Gastsystem in mehreren Versionen vorliegt, auf die bei Bedarf zugegriffen werden kann. Allerdings sind die Schnappschüsse nicht gleichzeitig nutzbar, da es sich ja immer noch um ein einziges System handelt.
• Vorteil 4. Mit der HAL werden die eingestellten Parameter des Wirtssystems übernommen. In unserem Beispiel muss OS B nicht neu konfiguriert werden, da die Netzwerkeinstellungen, Drucker, Tastatur und Bildschirm, angeschlossene USB-Speichermedien und -Kameras automatisch an das Gastsystem übermittelt werden und von diesem genutzt. Damit entfällt die zeitaufwändige Konfiguration für die Gastsysteme.

Natürlich hat die Virtualisierung nicht nur Vorteile. Virtualisierung ist ressourcenhungrig. Aufzucht und Pflege jedes Gastsystem frisst Ressourcen auf dem Wirtssystem. Neben den eigentlichen Anforderungen an Festplattenplatz benötigt es vor allem Prozessorleistung und Arbeitsspeicherplatz. Darüber hinaus knappst sich auch die HAL ihren Teil ab. Mittlerweile sind die Rechner jedoch sehr leistungsfähig, so dass für die normalen Büroanwendungen eigentlich keine Leistungseinbußen festzustellen sind. Beim Rendern von Filmen oder aufwändigen Grafikbearbeitungen oder insbesondere Spielen stoßen die Rechner dann aber doch an ihre Grenzen. Dann drehen die Lüfter auf und die Prozesse werden merklich langsamer, noch dazu wenn die Programme des Gastsystems auch Bedarf anmelden.

Da ist dann ein gut ausgestatteter Rechner schon Pflicht, soll das Arbeiten noch mit Freude von der Hand gehen …