Virtualisierung im Cloud Computing: Alles, was Sie wissen müssen

Wenn wir von Cloud Computing sprechen, meinen wir im Wesentlichen die Virtualisierungstechnologie, die wir nutzen können. Es bietet eine vielfältigere Nutzung der Serverressourcen und anderer Elemente wie Speicher, Arbeitsspeicher, Rechenleistung und anderer Komponenten. Die Virtualisierung hat die Funktionsweise von Cloud Computing verändert und es zu einem dynamischen virtuellen Raum gemacht, in dem Entwickler die Ressourcen einzelner Hardware und Computer gemeinsam nutzen können. Es ist, als würde man auf einer virtuellen Ebene arbeiten und unabhängige Betriebssysteme bereitstellen, die sich vom übergeordneten Computer oder Server unterscheiden.

Diese Technologie hat es Softwareentwicklern und Hardware-Experten ermöglicht, im virtuellen Raum zu arbeiten, anstatt an einem physischen Standort auf einer einzelnen Maschine. Benutzer arbeiten auf einer Cloud-Plattform und vernetzen sich mit ähnlichen Benutzern, die an einem einzelnen Projekt arbeiten oder Ressourcen einer einzelnen Workstation gemeinsam nutzen. Dieser Blog bietet die Möglichkeit, sich eingehend mit dem wachsenden Bereich der Virtualisierungstechnologie zu befassen und komplexe Konzepte verständlich zu machen.

Was ist Virtualisierung im Cloud Computing?

Wenn wir im Cloud Computing von Virtualisierung sprechen, meinen wir eine Technologie, bei der Benutzer das Betriebssystem von der Hardware trennen können. Auf diese Weise können sie mehr als ein Betriebssystem (Linux, Windows) mit der Hardware einer einzigen Maschine ausführen.

Virtualisierung bedeutet einfach, dass über der Hardware eine zusätzliche Abstraktionsschicht vorhanden ist. Es segmentiert die Komponenten eines einzelnen Computers in viele kleinere virtuelle Segmente. Benutzer können dann den Arbeitsspeicher, Speicher, Geräte und Prozessoren des Computers nutzen. Bei der Virtualisierung wird die Hardware mit einer virtuellen Plattform überlagert und Software und Betriebssysteme über diese virtuelle Plattform verteilt.

Terminologien im Zusammenhang mit Virtualisierung:

• Hypervisor: Es handelt sich um ein Betriebssystem, das auf tatsächlicher physischer Hardware über eine virtuelle Plattform läuft. Es ist Teil des Betriebssystems der Hardware, die auf einer virtuellen Cloud-Plattform läuft. Es kann Dom0 oder Domain 0 genannt werden.
• Virtuelle Maschine: Sie ist wie ein virtueller Computer, der unter einem Betriebssystem namens Hypervisor läuft.
• Container: Sie sind Teil desselben Betriebssystems wie das des Hypervisors. Dabei handelt es sich um Prozesse, die nach Prozesskennungen ausgeführt werden.
• Virtualisierungssoftware: Es handelt sich um ein Betriebssystem mit Software, das zur Virtualisierung jedes Computersystems eingesetzt wird.
• Virtuelles Netzwerk: Es handelt sich um das logisch getrennte Netzwerk innerhalb des Servers, das auf andere Server erweitert werden kann.

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Vorteile der Virtualisierung im Cloud Computing

Virtualisierung ist eine Technologie, die bei der Entwicklung von Softwareprojekten von großem Nutzen sein kann. IT-Manager und Softwareprofis lieben die Flexibilität, Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit, die es bietet. Selbst ein Plattform-Geschäftsmodell kann die unendliche Leistungsfähigkeit der Cloud-Computing- und Virtualisierungstechnologie nutzen. Ein Blick auf alle Vorteile, die die Virtualisierung bietet, reicht aus, um ihren Erfolg in der Zukunft des Cloud Computing hervorzuheben.

Reduzierte IT-Kosten

Durch die Virtualisierungstechnologie werden die IT-Kosten erheblich reduziert. In einer nicht virtuellen Umgebung werden physische Computer und Ressourcen möglicherweise nicht optimal genutzt. Dies könnte zu einer schlechten Verwaltung der Computersysteme und einer ineffizienten Nutzung der verfügbaren Hardware- und Softwareressourcen führen.

Wenn Unternehmen jedoch einen virtuellen Server und Cloud-Computing-Technologie verwenden, verwandelt die Virtualisierung einen einzelnen Server in mehrere Server, von denen jeder über ein unabhängiges Betriebssystem verfügt. Virtuelle Maschinen können mehrere Anwendungen ausführen und dennoch die Ressourcen eines einzelnen Servers nutzen. Der entscheidende Vorteil der Virtualisierung besteht darin, dass nur ein einziger physischer Server verwendet wird, was sie sehr kostengünstig macht.

Reduzierte Ausfallzeiten und effizientes Katastrophenmanagement

Ein physischer Server kann abstürzen und die Behebung des Fehlers dauert einige Zeit. Es kann Tage dauern, dies zu tun, und es könnte zu einer Verschwendung von Ressourcen führen und das Projekt könnte ins Stocken geraten. Wenn Sie jedoch auf einer virtuellen Plattform arbeiten, kann die virtuelle Maschine (VM) sehr einfach repliziert und auf einer anderen Maschine bereitgestellt werden, selbst wenn sie in irgendeiner Weise betroffen ist. Die Wiederherstellung erfolgt schnell und die Einrichtung eines virtuellen Servers dauert nur wenige Minuten. Es reduziert Ausfallzeiten und die Kontinuität des Projekts bleibt erhalten. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber einem physischen Server, dessen Inbetriebnahme Stunden oder Tage dauern kann.

Steigerung der Effizienz und Produktivität

Da der Wartungsaufwand in einer virtualisierten Umgebung reduziert wird, spart dies Zeit und steigert die Produktivität. Es besteht weniger Bedarf für die Wartung einer physischen Server- und Hardware-Infrastruktur. Alle VMs befinden sich in der virtuellen Umgebung, und Sie können Updates auf diesen virtuellen Servern aktualisieren oder installieren, anstatt jeden Server zu aktualisieren. Weniger Zeit bedeutet eine effizientere Nutzung der verfügbaren Arbeitskräfte und Ressourcen.

Unabhängige Kontrolle

Da die Umgebung virtuell ist und die gesamten Systeme in virtuelle Maschinen segmentiert sind, erfolgt die Steuerung unabhängig. Tests können auch ohne Beeinträchtigung der Produktion durchgeführt werden. Die Aktualisierung der Software kann durch das Klonen einer virtuellen Maschine und die unabhängige Durchführung der Aktualisierung auf der Maschine erfolgen.

Umweltfreundlich

Die Aufrechterhaltung einer virtualisierten Umgebung ist umweltfreundlicher als die einer physischen Infrastruktur. Es gibt weniger Server und weniger Maschinen. Das bedeutet, dass Strom und Kosten gespart werden. Datacenter reduziert den CO2-Fußabdruck, da in einer virtualisierten Umgebung keine physischen Computer beteiligt sind.

Reibungslose Übertragung von Daten und Maschinen

Ein entscheidender Vorteil einer virtualisierten Umgebung besteht darin, dass es keine physischen Server und Festplatten gibt. Dies bedeutet, dass Daten schneller übertragen werden können, ohne dass nach physischen Festplatten gesucht werden muss. Es besteht keine Notwendigkeit, physische Server zu verschieben, und der Speicher befindet sich auch in virtualisierten Servern. Es spart Energie, Platz, Lagerung und Kosten für die Infrastruktur.

Sicherheit

Eine VM (Virtual Machine) ist unabhängig vom gesamten Serversystem. Selbst wenn es also zu einem böswilligen Angriff kommt, betrifft dieser nur die VM und kann nicht in die Infrastruktur eindringen. Cloud Computing verfügt über entwickelte Protokolle und Verschlüsselungstechnologie. Auch Backups werden im virtuellen Raum erstellt, sodass keine Gefahr besteht, dass Daten verloren gehen.

Schutz vor Fehlern

In einer virtualisierten Umgebung ist jede VM ihr Container. Für seinen Betrieb ist es nicht auf die Infrastruktur angewiesen. Wenn eine bestimmte VM getestet wird oder von einem Malware-Angriff betroffen ist, wird sie die anderen VMs nicht infiltrieren. Die anderen VMs sind geschützt, da sie nicht voneinander abhängig sind.

Merkmale der Virtualisierung im Cloud Computing

Cloud Computing hat seine ganz eigenen Eigenschaften, die es ganz besonders machen. Wenn wir also Virtualisierung und Cloud Computing meinen, beziehen wir uns auf bestimmte Merkmale, die sie zu etwas Besonderem machen.

Verteilung der Ressourcen

Wenn wir von einer Cloud-Computing-Plattform sprechen, meinen wir, dass die Ressourcen verteilt und nicht auf einer einzigen Maschine konzentriert sind. Jeder Computer kann in einen Host-Computer umgewandelt werden und hat dann die Möglichkeit, Benutzer zu steuern. Die Anzahl der Benutzer kann begrenzt werden und es hat die Kontrolle über das gesamte System.

Isolation

In einer virtualisierten Umgebung ist jede virtuelle Maschine eigenständig. Es kann von anderen virtuellen Maschinen isoliert werden und ist vor allem für Gäste von Vorteil, die diese isolierten virtuellen Maschinen nutzen können. Es schont die Umwelt und Gäste haben auch keinen Zugriff auf sensible Informationen und können dennoch mit anderen verbunden werden.

Verfügbarkeit

Ein großartiges Merkmal einer virtualisierten Umgebung besteht darin, dass Benutzer auf Funktionen zugreifen können, die ihnen auf einer physischen Maschine nicht zur Verfügung stehen. Es verbessert die Betriebszeit und erhöht die Verfügbarkeit. Darüber hinaus werden Ausfallzeiten reduziert und die Effizienz, Produktivität und Sicherheit erhöht.

Anhäufung

Aggregation verwendet Cluster-Management-Software, um ähnliche homogene Computer zu einem Ressourcenzentrum zusammenzuführen.

Authentizität und Sicherheit

In einer virtualisierten Serverumgebung wie im Cloud Computing bieten Systeme und Server eine kontinuierliche Leistung. Dienste werden nicht unterbrochen, wie es in einer physischen Serverumgebung häufig der Fall ist. Die Systemverfügbarkeit bleibt erhalten und es gibt einen automatischen Lastausgleich.

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Vorteile der Virtualisierung

Virtualisierung bietet einige entscheidende Vorteile wie:

• Benutzer können über den virtuellen Speicher auf Daten zugreifen und müssen sich nicht um den physischen Speicher kümmern.
• Benutzer können an ihren Projekten arbeiten und Tests durchführen, mit der Gewissheit, dass die Maschinen durch hochentwickelte Sicherheitsfunktionen geschützt sind.
• Die Kosten für die Wartung virtueller Server sind geringer und die Datenreplikation wird ebenfalls reduziert.
• Ressourcen werden schnell und einfach bereitgestellt.

Nachteile der Virtualisierung

Allerdings hat die Virtualisierung auch Nachteile. Wie zum Beispiel:

• Die tatsächliche Implementierung der Virtualisierungstechnologie ist recht kostspielig.
• Virtualisierung bringt auch Skalierbarkeitsprobleme mit sich.
• Es gibt Probleme hinsichtlich der Verfügbarkeit und Benutzer müssen sich auf die Verfügbarkeit von Drittanbietern verlassen.
• Wenn Benutzer keine ordnungsgemäßen Verfahrensprotokolle einhalten, können Benutzer auch auf sensible Daten zugreifen.

Arten von Virtualisierungen

Virtualisierung ist das zentrale Konzept, das in der Cloud-Computing-Technologie funktioniert. Virtualisierung kann sehr unterschiedlicher Art sein. Wenn wir von Virtualisierung sprechen, meinen wir nicht nur eine einzelne Art der Virtualisierung, sondern viele, abhängig von Betriebssystem, Speicherkapazität usw.

1. Hardware-Virtualisierung

Bei dieser Art der Virtualisierung wird ein Hypervisor zur Verwaltung der verfügbaren Ressourcen eingesetzt. Ein Hypervisor verwaltet und verwaltet die physischen Ressourcen auf raffinierte Weise.

Arten der Hardware-Virtualisierung:

• Vollständige Virtualisierung: Bei dieser Art der Hardware-Virtualisierung stimuliert die virtuelle Maschine die vorhandene Hardware vollständig. Es sind keine Änderungen erforderlich.
• Emulationsvirtualisierung: Die virtuelle Maschine ahmt die Hardware exakt nach, ist jedoch völlig unabhängig. Eine Änderung der Betriebssysteme ist nicht erforderlich.
• Paravirtualisierung : Bei dieser Art der Virtualisierung verfügen die virtuellen Maschinen über eine Schnittstelle, die der Host-Hardware ähnelt. Die Leistung der virtuellen Maschine wird maximiert, wenn das Gastbetriebssystem angepasst wird.

Vorteile der Hardware-Virtualisierung:

• Es ist sehr effizient bei der Nutzung der Ressourcen.
• Die Betriebszeit wird deutlich erhöht.
• Es ist sehr kostengünstig und wirtschaftlich.
• Hardware- und Software-Redundanz.

2. Betriebssystemvirtualisierung

Dabei verfügt die Host-Maschine über das Betriebssystem der virtuellen Maschine. Diese Art der Virtualisierung wird normalerweise durchgeführt, um die Anwendungen zu testen und zu sehen, wie sie im Betriebssystem funktionieren.

Arten der Betriebssystemvirtualisierung:

• Linux-Betriebssystemvirtualisierung: Hier wird die Software namens VMware Workstation-Software heruntergeladen, die dann zur Installation des Linux-Betriebssystems verwendet wird.
• Optimierung des Windows-Betriebssystems: Um dieses Betriebssystem zu optimieren, müssen Sie zunächst die VMware-Workstation-Software herunterladen und dann das Windows-Betriebssystem installieren.

Arten von Festplatten in der Betriebssystemvirtualisierung:

• Private Festplatte: Diese Art der Virtualisierung wird von einem Unternehmen oder einer Einzelperson verwendet. Die auf der Festplatte gespeicherten Informationen hängen von ihrer Kapazität ab.
• Geteilte Festplatte: Hierbei teilen sich mehrere Unternehmen oder viele Einzelpersonen gleichzeitig die Festplatte. Änderungen, die an den Festplattendaten vorgenommen werden, haben keine Auswirkungen auf andere Benutzer.

Vorteile der Betriebssystemvirtualisierung:

• Die Daten werden im virtuellen Speicher verwendet, sodass keine Wartung erforderlich ist.
• Die Daten werden auf einem virtuellen Server gespeichert und es ist keine Verbindung mit dem Server erforderlich. Es ist wirtschaftlich und zeitsparend.
• Es verwendet virtuelle Maschinen und ist daher energieeffizient.
• Es schützt Daten vor unbefugtem Zugriff.
• Softwarefunktionen werden schnell bereitgestellt und Daten werden auch schnell an Clients übertragen.

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3. Servervirtualisierung

Servervirtualisierung findet beim Cloud Computing statt, wenn ein Server in viele virtuelle Server aufgeteilt wird. Diese virtuellen Server werden private virtuelle Server genannt. Es maskiert die Serverressourcen. Darüber hinaus werden die Kosten minimiert und die Ressourcenauslastung erhöht.

Arten der Servervirtualisierung:

• Hypervisor: Ein Hypervisor ist wie eine Schicht, die das Betriebssystem von der Hardware trennt. Hypervisor verarbeitet Abfragen, Hardwareanforderungen und Dispatches.
• Vollständige Virtualisierung: Bei dieser Virtualisierung wird die Hardware emuliert. Die Maschinenbedienung dient dazu, die Eingabe-Ausgabe-Funktion auszuführen und den Systemstatus zu ändern.
• Paravirtualisierung: Bei der Paravirtualisierung benötigt der Hypervisor nicht viel Rechenleistung, um das Betriebssystem zu verwalten.
• Betriebssystemvirtualisierung: Bei dieser Art der Virtualisierung wird das Betriebssystem in mehrere unabhängige Arbeitsbereiche mit ihren virtuellen Umgebungen aufgeteilt.

Vorteile der Servervirtualisierung:

• Wenn ein einzelner Server in mehrere virtuelle Server aufgeteilt wird, wird es sehr wirtschaftlich.
• Benutzer erhalten Zugriff auf Funktionen und diese werden so schnell wie möglich bereitgestellt.
• Benutzer können ihre sensiblen Daten speichern und daher ist diese Art der Virtualisierung sehr sicher.
• Jeder Server kann neu gestartet werden, ohne andere Server zu starten.

4. Speichervirtualisierung

Hier werden Speicher von mehreren physischen Servern in einem einzigen Speicher zusammengefasst.

Arten der Speichervirtualisierung:

• Blockbasierte Speichervirtualisierung: Hierbei wird logischer Speicher aus physischem Speicher extrahiert. Es ermöglicht der Virtualisierungsverwaltungssoftware, mehr über die Gerätekapazität zu erfahren.
• Dateibasierte Speichervirtualisierung: Sie wird für netzwerkbasierte Speichersysteme verwendet und für einen bestimmten Zweck verwendet.

Vorteile der Speichervirtualisierung:

• Die Daten werden sicher und vor dem Zugriff des Hosts geschützt gespeichert.
• Daten können leicht abgerufen werden.
• Der Betrieb wird durch die Speicherextraktion effizienter.

Gründe für die Implementierung der Speichervirtualisierung:

• Implementieren und verwalten Sie Probleme im Zusammenhang mit der Speicherung.
• Es gibt weniger Ausfallzeiten.
• Der Speicher wird besser genutzt.

Risiken der Speichervirtualisierung:

• Fehler: Datenverlust und Ausfallzeiten können auftreten. Der Datenschutz in einer virtuellen Maschine sollte oberste Priorität haben.
• Namensprobleme: Zu viele virtuelle Systeme haben zu einem Namensproblem geführt, bei dem es schwierig ist, wichtige und weniger wichtige virtuelle Maschinen zu identifizieren.

5. Desktop-Virtualisierung

Hier können Benutzer einen Desktop von einem angeschlossenen Gerät aus anzeigen. Es trennt den Desktop von seinem physischen Gerät, sodass Clients darauf zugreifen können.

Arten der Desktop-Virtualisierung:

• Virtuelle Desktop-Infrastruktur: Hier ahmt der virtuelle Desktop die herkömmliche Desktop-Umgebung nach. Virtuelle Sitzungen werden auf virtuellen Maschinen in einem Cloud-Rechenzentrum ausgeführt.
• Remotedesktopdienste: Dies geschieht, wenn nur wenige Anwendungen virtualisiert sind.
• Desktop as a Service (DaaS): Bei dieser Art können die Dienstleister die Virtualisierung des Desktops als Service anbieten.

Vorteile der Desktop-Virtualisierung:

• Erhöhte Sicherheit: Sicherheitssysteme überwachen jede virtuelle Maschine. Virtuelle Maschinen sind voneinander isoliert. Jede Änderung oder Veränderung dieser virtuellen Maschinen könnte ein Hinweis auf das Vorhandensein schädlicher Software sein.
• Reduzierte Ausfallzeiten: Virtuelle Maschinen können verschoben werden, ohne dass die Benutzer es merken.
• Niedrige Kosten: Geringere Softwarelizenzen bedeuten geringere Kosten.

6. Netzwerkvirtualisierung

Hier können bei dieser Art der Virtualisierung viele virtuelle Netzwerke betrieben und gewartet werden. Jedes virtuelle Netzwerk kann mit seinem Datenplan und seinen Kontrollen ausgestattet sein. Es kann auf einem physischen Netzwerk existieren.

Tools zur Netzwerkvirtualisierung:

• Betriebssystem des physischen Switches: Wenn das Betriebssystem die Netzwerkvirtualisierung unterstützt.
• Hypervisor: Dabei handelt es sich um Software, die auf virtuellen Maschinen ausgeführt wird.

Arten der Netzwerkvirtualisierung:

• Softwaredefiniertes Netzwerk: Hardware wird virtualisiert und Netzwerkverkehr wird weitergeleitet.
• Netzwerkfunktionsvirtualisierung: Hier werden Hardware-Appliances wie Firewalls virtualisiert. Es wird sehr einfach, sie zu installieren, zu überwachen und zu verwalten.

Vorteile der Netzwerkvirtualisierung:

• Es reduziert die Zeit für die Netzwerkbereitstellung.
• Verbessert die Netzwerksicherheit.
• Bedrohung und Fehler werden isoliert.

Prozess der Virtualisierung in einer Cloud-Computing-Umgebung

Beim Cloud Computing erfolgt die Virtualisierung durch die Zuweisung eines Namens an den physischen Server. Zeiger werden dann an diesen physischen Server weitergeleitet. Dies erfolgt in der Regel auf Anfrage. Bei der Virtualisierung erfolgt die Ausführung von Programmen sehr einfach. Bei der Virtualisierung erfolgt die Segmentierung für Arbeitsspeicher, Speicher und Netzwerke. Virtualisierung erfolgt, wenn ein Host-Rechner und ein Gast-Rechner verwendet werden. Auf der Hostmaschine wird die virtuelle Maschine erstellt und die erstellte virtuelle Maschine wird als Gastmaschine verwendet.

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Virtualisierung ist heute gefragt und wer über Cloud-Computing-Kenntnisse verfügt, wird lukrative Jobs finden. Zukünftig werden immer mehr virtuelle Server zur Speicherung von Daten eingesetzt. Daher können IT-Experten, Softwaretester, Systemadministratoren, Softwareentwickler und Hardware-Netzwerkexperten mit einem starken Wachstum der Cloud-Computing- und Virtualisierungstechnologien rechnen.