Was ist Servervirtualisierung?

In unserer modernen Gesellschaft, in der Milliarden Menschen über das Internet miteinander in Verbindung stehen, sind Server ein integraler Bestandteil der Netzinfrastruktur. Sie stellen die Daten und Programme bereit, auf die unzählige Nutzer weltweit täglich zugreifen können. Viele Applikationen können jedoch nicht mit anderen gemeinsam auf einem Server ausgeführt werden. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn unterschiedliche Betriebssysteme oder Entwicklungsumgebungen benötigt werden. Mit der Servervirtualisierung ist es möglich, verschiedene virtuelle Serverlösungen auf einer einzigen physikalischen Hardware zu realisieren. Wie genau das funktioniert, zeigt der folgende Artikel:

Was versteht man unter Servervirtualisierung?

Unter Servervirtualisierung versteht man die Unterteilung eines physischen Servers in mehrere virtuelle Serverumgebungen (VServer). Es handelt sich dabei in der Regel um eine Software-Lösung, die über drei verschiedene Methoden erreicht werden kann.

• Virtuelle Maschinen
• Paravirtuelle Maschinen
• Virtualisierung des Betriebssystems

Virtuelle Maschinen

Bei dieser Methode werden verschiedene virtuelle Nachahmungen der Hardware auf einem Gerät gehostet. Jede virtuelle Maschine (VM) ist dabei unabhängig voneinander und hat ein eigenes Betriebssystem. Dennoch nutzen alle die Ressourcen des physischen Servers gemeinsam.

Die Koordination der verschiedenen VMs und der CPU wird durch einen Hypervisor sichergestellt. Dieses Programm überwacht die Ressourcen der Hardware und harmonisiert deren Verteilung auf die virtuellen Maschinen. Durch den Hypervisor erhält jeder VServer die Ressourcen, die er für seine aktuellen Prozesse benötigt, ohne die CPU zu überlasten.

Paravirtuelle Maschinen

Diese Methode ist der vorgenannten sehr ähnlich. Auch hier kommen virtuelle Maschinen und ein Hypervisor zum Einsatz. Allerdings kommunizieren bei dieser Lösung die einzelnen VServer miteinander und kennen die jeweiligen Anforderungen, die sie an das System stellen.

Im Ergebnis wird der Hypervisor entlastet, wodurch er weniger Rechnerleistung verbraucht. Die eingesparten Kapazitäten stehen wiederum den Anwendungen der virtuellen Server zur Verfügung.

Virtualisierung des Betriebssystems

Die dritte Methode zur Servervirtualisierung ist die Virtualisierung des Betriebssystems. Diese Methode unterscheidet sich grundsätzlich von den beiden vorgenannten. Die VServer verwenden dasselbe Betriebssystem, denn dieses übernimmt die Funktion des Hypervisors.

Zwar laufen die einzelnen Server unabhängig voneinander und auftretende Sicherheitslücken betreffen die jeweils andere nicht. Doch sollte das Betriebssystem selbst mit Schadsoftware wie Viren oder Trojaner befallen sein, kann dies direkte Auswirkungen auf alle angeschlossenen virtuellen Maschinen haben. Im schlimmsten Fall kann der Virusbefall eines Betriebssystems den Ausfall mehrerer bzw. aller Server bedeuten.

Grafik: Schematische Darstellungen der Servervirtualisierung

Vor- und Nachteile der Servervirtualisierung

Die Servervirtualisierung wird heute von vielen Webhostern genutzt. Es gibt auch durchaus gute Gründe, die für diese Lösung sprechen. Allerdings gibt es auch einige Nachteile zu bedenken. Es gilt also abzuwägen, welche Serverlösung für welches Projekt am besten geeignet ist.

Vorteile der Virtualisierung

Grundsätzlich bietet eine Servervirtualisierung erhebliche Vorteile.

• Es können verschiedene VServer getrennt voneinander auf einer Hardware gehostet werden. Das spart sowohl Platz als auch Energie. Letztlich reduziert diese Lösung aber auch die Kosten für größere Hoster, da die Gerätekapazitäten, insbesondere das Speichervolumen, vollständig genutzt werden können.

• Darüber hinaus stellt eine Servervirtualisierung durch virtuelle Maschinen die Verfügbarkeit der Applikationen sicher. Laufen diese auf verschiedenen Servern gleichzeitig, kann bei Ausfall einer VM, die andere übernehmen. Eine komplette Downtime von Webprojekte ist somit umgangen werden.

• Dadurch, dass die virtuellen Server in separaten Umgebungen untergebracht sind, ist auch das Troubleshooting kein Problem. Tritt auf einem VServer ein Problem auf, ist nicht direkt das ganze System betroffen.

• Außerdem können Testumgebungen für neue oder aktualisierte Applikationen schneller bereitgestellt werden. Statt einen kompletten physischen Server dafür zu nutzen, genügt es, die Software auf einem VServer desselben Geräts zu testen, bevor sie live gehen kann.

Nachteile der Virtualisierung

Bei all den Vorteilen, die eine Servervirtualisierung bringt, gibt es auch Nachteile.

• Dadurch, dass die VServer auf einer gemeinsamen Hardware installiert sind, bedeutet ein Ausfall dieser Hardware auch gleichzeitig den Ausfall mehrerer Server. Eine verlässliche Backup-Lösung ist also unumgänglich.

• Darüber hinaus muss bedacht werden, dass der Hypervisor selbst Rechnerleistungen verbraucht, die den Servern nicht zur Verfügung stehen. Gerade für komplexere Webprojekte ist etwas leistungsstärkere Hardware nötig als bei der Nutzung separater physischer Maschinen.

• Zuletzt gilt es zu bedenken, dass die Methode der Virtualisierung des Betriebssystems anfälliger für Hacker-Angriffe ist. Sollte eine Attacke über einen VServer auf das Betriebssystem durchdringen, sind auch alle anderen VMs nicht mehr sicher. Datendiebe könnten dann sehr leicht die Daten von verschiedenen Servern abgreifen.

Servervirtualisierung in der Praxis

Gerade für Webhoster, die Kunden Webspacepakete oder virtuelle Server zur Verfügung stellen, ist die Servervirtualisierung ein wichtiges Instrument, um einen ressourcenschonenden und kostengünstigen Geschäftsbetrieb zu ermöglichen. Würden sämtliche Webpakete auf separaten physischen Servern gehostet werden, wären die Preise für Webhosting um ein Vielfaches höher.

Virtuelle Server werden mit verschiedenen Virtualisierungstechniken angeboten wie unter anderem:

OpenVZ VServer
Virtuozzo VServer
KVM VServer
Xen VServer
VMWare VServer
Proxmox VServer
Hyper-V VServer
 

Mehr Informationen zu den Unterschieden der einzelnen Virtualisierungs-Lösungen in der detaillierten Gegenüberstellung:

Xen oder KVM
KVM oder VMware
VMware oder Xen
Virtuozzo oder KVM
Xen oder Virtuozzo
VMware oder Virtuozzo
 

Auch für Unternehmen, die verschiedene Webprojekte unterhalten, ist die Servervirtualisierung eine Option, Kosten in erheblichem Maß zu sparen. Alternativ zum VServer könnte aber auch ein Cloudserver genutzt werden.

Im privaten Bereich spielt die Servervirtualisierung vor allem bei Heimnetzwerken eine Rolle. Durch die Nutzung einer virtuellen Maschine kann der Server des Heimnetzwerks direkt über den Desktop-PC gehostet werden. Das spart die Anschaffung und den Platz, der für zusätzliche Geräte nötig wäre. Beide Systeme (Desktop und Server) können parallel zueinander auf einer Hardware laufen und würden sich nicht stören. Darüber hinaus sind unterschiedliche Betriebssysteme möglich, zumal ein Linux-Server tendenziell etwas sicherer vor Hacker-Angriffen ist.

Auch E-Mail-Server können durch einen VServer von Webprojekten separiert werden. Mit einer Software wie beispielsweise Roundcube lässt sich der E-Mail-Server leicht einrichten. Diese Lösung verbessert die Übersicht über das Speichervolumen der Web- und E-Mail-Server und erleichtert die Verwaltung.

Unser Artikel stützt sich auf eigene Erfahrungen und Recherche sowie Informationen aus externen Quellen.

Quellenangaben & weiterführende Links zum Thema:
https://www.computerweekly.com/de/definition/Server-Virtualisierung (Artikel zum Thema Servervirtualisierung)
https://www.pcwelt.de/ratgeber/Zeit-fuer-eine-Bilanz-Die-10-groessten-Vorteile-von-Server-Virtualisierung-6197202.html (Artikel zum Thema Servervirtualisierung)
https://www.linux-kvm.org/page/Main_Page (Offizielles Wiki der KVM-Community)
https://www.redhat.com/de/topics/virtualization/what-is-KVM (Informationen vom Eigentümer des KVM-Entwicklers)
https://xenproject.org/ (Offizielle Webseite des Xen-Projekts)
https://www.linux-magazin.de/ausgaben/2017/12/xen/ (Artikel zu Xen im Linux Magazin)
https://www.vmware.com/de.html (Unternehmenswebseite von VMware)
https://vmware-forum.de/ (Größtes deutsches VMware Forum)
https://www.virtuozzo.com/ (Offizielle Virtuozzo Webseite)
http://download.parallels.com/doc/pvc/PVC_DataSheet_Ltr_EN.pdf (Informationen zu Parallels Virtuozzo Containers)

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