Servervirtualisierung ist ein Prozess, bei dem aus einem einzelnen physischen Server mehrere virtuelle Server erstellt werden. Dabei wird die Hardware-Infrastruktur in mehrere isolierte Umgebungen aufgeteilt, die jeweils wie eigenständige Systeme funktionieren. Diese virtuellen Instanzen, auch als virtuelle Maschinen (VMs) bezeichnet, verfügen über dedizierte Ressourcen wie Arbeitsspeicher, Rechenleistung und Speicherplatz. Sie können unabhängig voneinander betrieben und mit unterschiedlichen Betriebssystemen, Anwendungen und Konfigurationen ausgestattet werden, als wären es separate physische Computer. Die Virtualisierung ermöglicht es, mehrere dieser virtuellen Umgebungen parallel auf derselben Hardware-Plattform auszuführen, wodurch die Ressourcenauslastung optimiert und die Kosten gesenkt werden können.

Wie funktioniert Servervirtualisierung?

Die Grundlage der Servervirtualisierung bildet eine spezielle Software, der sogenannte Hypervisor oder Virtual Machine Monitor (VMM). Dieser übernimmt die zentrale Verwaltung und dynamische Aufteilung der physischen Ressourcen auf die virtuellen Maschinen. Der Hypervisor fungiert als Vermittlungsschicht zwischen der Hardware und den Gastsystemen (VMs) und stellt jedem Gast eine virtuelle Hardwareumgebung zur Verfügung.Es gibt zwei grundlegende Arten von Hypervisoren:

1. Bare-Metal-Hypervisor (Typ 1): Dieser Hypervisor-Typ läuft direkt auf der Hardware und hat vollen Zugriff auf die Systemressourcen. Er steuert die Virtualisierung und verteilt die Ressourcen an die VMs. Beispiele sind VMware ESXi, Microsoft Hyper-V und Citrix XenServer.
2. Hosted Hypervisor (Typ 2): Dieser Typ wird auf einem Hostbetriebssystem wie Windows, Linux oder macOS installiert. Der Hypervisor läuft dann als Anwendung auf dem Host-Betriebssystem und verwaltet die VMs von dort aus. Beispiele sind VMware Workstation, VirtualBox und Parallels Desktop.

Aus Sicht der VM-Betriebssysteme erscheint die vom Hypervisor bereitgestellte virtuelle Hardwareumgebung wie ein eigenständiger physischer Computer mit CPU, RAM, Netzwerkadapter und anderen Komponenten. Die VMs sind vollständig voneinander isoliert und haben keine Kenntnis darüber, dass sie auf derselben Hardware laufen.

Vorteile der Servervirtualisierung

Die Servervirtualisierung bietet zahlreiche Vorteile für Unternehmen und IT-Organisationen im Vergleich zur Verwendung dedizierter physischer Server:1. Bessere Ressourcennutzung: Durch die Konsolidierung mehrerer VMs auf einem leistungsstarken Host lassen sich die vorhandenen Hardware-Ressourcen effizienter ausnutzen. Die Auslastung von CPU, RAM und Speicher kann optimiert werden, wodurch weniger ungenutztes Potenzial verschwendet wird.2. Kosteneinsparungen: Da weniger physische Hardware benötigt wird, fallen geringere Investitionskosten für den Erwerb neuer Server an. Auch die laufenden Betriebskosten für Stromverbrauch, Kühlung und Raummiete sinken. Insgesamt lassen sich durch Virtualisierung erhebliche Kosteneinsparungen erzielen.3. Erhöhte Flexibilität und Skalierbarkeit: Virtuelle Maschinen können bei Bedarf schnell und unkompliziert hinzugefügt, entfernt, verschoben oder mit zusätzlichen Ressourcen ausgestattet werden. Dies ermöglicht eine hohe Anpassungsfähigkeit an veränderte Anforderungen oder Lastspitzen. Die IT-Infrastruktur lässt sich so viel flexibler und skalierbarer gestalten.4. Vereinfachte Verwaltung und Wartung: Durch die Zentralisierung der IT-Ressourcen auf weniger physischen Systemen lässt sich die gesamte Infrastruktur effizienter verwalten und warten. Software-Updates, Sicherheitspatches und Backups müssen nur noch für die Host-Systeme durchgeführt werden.5. Verbesserte Geschäftskontinuität und Disaster Recovery: VMs können mitsamt ihrem Betriebszustand und Daten sehr einfach gesichert, repliziert und im Notfall schnell auf neuer Hardware wiederhergestellt werden. Dies erhöht die Ausfallsicherheit und Resilienz der IT-Systeme.6. Testsysteme und Entwicklungsumgebungen: Virtuelle Maschinen eignen sich hervorragend als isolierte Umgebungen für Tests, Entwicklung und Schulungen, ohne die Produktionsysteme zu beeinträchtigen.

Nachteile und Herausforderungen

Neben den zahlreichen Vorteilen gibt es auch einige Nachteile und Herausforderungen bei der Servervirtualisierung:

• Potenzielle Leistungseinbußen: Der zusätzliche Overhead durch die Virtualisierungsschicht des Hypervisors kann die Leistung und Effizienz der virtualisierten Workloads beeinträchtigen, insbesondere bei ressourcenintensiven Anwendungen.
• Lizenzierung: Die Lizenzierung von Software auf virtuellen Maschinen kann komplex und kostspielig sein, da viele Hersteller spezielle Virtualisierungslizenzen verlangen.
• Sicherheitsrisiken: Durch die Konsolidierung mehrerer VMs auf einem Host erhöht sich die potenzielle Angriffsfläche. Eine Sicherheitsverletzung auf Host-Ebene könnte alle VMs gefährden. Eine sorgfältige Sicherheitsarchitektur und strikte Zugriffskontrollen sind erforderlich.
• Schulungsaufwand: Administratoren und IT-Personal müssen in den Virtualisierungstechnologien und deren Verwaltung geschult werden, was zusätzliche Kosten verursacht.
• Leistungsmangement: Die Überwachung und Feinabstimmung der Ressourcenzuteilung für die VMs erfordert fortgeschrittene Management-Tools und Fachwissen.
• Abhängigkeit vom Hypervisor-Anbieter: Unternehmen sind an die Virtualisierungsplattform eines bestimmten Anbieters gebunden, was zu einer gewissen Herstellerbindung führen kann.

Insgesamt überwiegen bei den meisten Unternehmen und Organisationen jedoch die Vorteile der Servervirtualisierung. Die Technologie ist ein wichtiger Baustein für moderne Cloud- und Rechenzentrumsumgebungen und hat sich als Standard in der IT-Branche etabliert.