Virtualisierung im Cloud Computing: Alles, was Sie wissen müssen

Wenn wir von Cloud Computing sprechen, meinen wir im Wesentlichen die Virtualisierungstechnologie, die wir verwenden können. Es bietet eine vielfältigere Nutzung der Serverressourcen und anderer Elemente wie Speicher, Arbeitsspeicher, Verarbeitungsleistung 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 Hardwarefachleuten ermöglicht, im virtuellen Raum zu arbeiten, anstatt an einem physischen Ort auf einer einzelnen Maschine zu arbeiten. Benutzer arbeiten auf einer Cloud-Plattform und vernetzen sich mit ähnlichen Benutzern, die an einem einzelnen Projekt arbeiten oder Ressourcen einer einzelnen Workstation teilen. Dieser Blog bietet einen Einblick in das wachsende Feld der Virtualisierungstechnologie und macht komplexe Konzepte verständlich.

Was ist Virtualisierung im Cloud Computing?

Wenn wir beim 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 es eine zusätzliche Abstraktionsschicht über der Hardware gibt. Es segmentiert die Komponenten eines einzelnen Computers in viele kleinere virtuelle Segmente. Benutzer können dann den Arbeitsspeicher, die Speicherung, die Geräte und die Prozessoren des Computers verwenden. Bei der Virtualisierung wird die Hardware mit einer virtuellen Plattform überlagert und Software und Betriebssysteme über diese virtuelle Plattform verteilt.

Mit Virtualisierung korrelierte Terminologien:

• Hypervisor: Es ist ein Betriebssystem, das auf tatsächlicher physischer Hardware über eine virtuelle Plattform funktioniert. Es ist Teil des Betriebssystems der Hardware, die in einer virtuellen Cloud-Plattform ausgeführt wird. Sie kann als Dom0 oder Domain 0 bezeichnet werden.
• Virtuelle Maschine: Es ist wie ein virtueller Computer, der unter einem Betriebssystem namens Hypervisor arbeitet.
• Container: Sie sind Teil desselben Betriebssystems wie das des Hypervisors. Dies sind die Prozesse, die zu Prozesskennungen ausgeführt werden.
• Virtualisierungssoftware: Es handelt sich um ein Betriebssystem mit Software, das zur Virtualisierung von Computersystemen eingesetzt wird.
• Virtuelles Netzwerk: Es ist 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 unendlich nützlich sein kann. IT-Manager und Softwareexperten lieben die Flexibilität, Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit, die es bietet. Sogar ein Plattform-Geschäftsmodell kann die unendliche Leistungsfähigkeit von 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 zu unterstreichen.

Reduzierte IT-Kosten

Die IT-Kosten werden aufgrund der Virtualisierungstechnologie erheblich reduziert. In einer nicht virtuellen Umgebung werden physische Computer und Ressourcen möglicherweise nicht optimal genutzt. Dies könnte zu einer schlechten Verwaltung von Computersystemen und einer ineffizienten Nutzung verfügbarer Hardware- und Softwareressourcen führen.

Aber wenn Unternehmen einen virtuellen Server und Cloud-Computing-Technologie verwenden, verwandelt die Virtualisierung einen einzelnen Server in mehrere Server, von denen jeder sein unabhängiges Betriebssystem hat. Virtuelle Maschinen können mehrere Anwendungen ausführen und dennoch die Ressourcen eines einzelnen Servers nutzen. Die Virtualisierung bietet den entscheidenden Vorteil, dass nur ein einziger physischer Server verwendet wird, was sie sehr kostengünstig macht.

Reduzierte Ausfallzeiten und effizientes Katastrophenmanagement

Ein physischer Server kann abstürzen, und es dauert einige Zeit, den Fehler zu beheben. Dies kann Tage dauern, Ressourcen verschwenden und das Projekt 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 ist 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 von Effizienz und Produktivität

Da der Wartungsaufwand in einer virtualisierten Umgebung reduziert wird, spart dies Zeit und erhöht die Produktivität. Es besteht weniger Bedarf, eine physische Server- und Hardwareinfrastruktur zu unterhalten. Alle VMs befinden sich in der virtuellen Umgebung, und Sie können Updates für diese virtuellen Server 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, ist die Steuerung unabhängig. Tests können auch durchgeführt werden, ohne die Produktion zu beeinträchtigen. Das Aktualisieren von Software kann durch Klonen einer virtuellen Maschine und unabhängiges Aktualisieren auf der Maschine erfolgen.

Umweltfreundlich

Die Aufrechterhaltung einer virtualisierten Umgebung ist umweltfreundlicher als eine physische Infrastruktur. Es gibt weniger Server und weniger Maschinen. Das heißt, es spart Strom und Kosten. Datacenter reduziert die CO2-Bilanz, 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 verschoben werden, ohne dass nach physischen Festplatten gesucht werden muss. Es besteht keine Notwendigkeit, physische Server zu verschieben, und Arbeitsspeicher 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, wirkt sich dieser nur auf die VM aus und kann nicht in die Infrastruktur eindringen. Cloud Computing wird mit entwickelten Protokollen und Verschlüsselungstechnologien geliefert. Backups werden ebenfalls in einem virtuellen Raum erstellt, sodass keine Gefahr eines Datenlecks besteht.

Schutz vor Ausfall

In einer virtualisierten Umgebung ist jede VM ihr Container. Es ist für seinen Betrieb nicht auf die Infrastruktur angewiesen. Wenn eine bestimmte VM getestet wird oder einen Malware-Angriff hat, infiltriert sie die anderen VMs nicht. 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 sehr unverwechselbar machen. Wenn wir also Virtualisierung und Cloud Computing meinen, beziehen wir uns auf eine bestimmte Reihe von Eigenschaften, die es zu etwas Besonderem machen.

Verteilung von Ressourcen

Wenn wir uns auf eine Cloud-Computing-Plattform beziehen, meinen wir, dass die Ressourcen verteilt und nicht auf einer einzigen Maschine konzentriert sind. Jeder Computer kann zu einem Host-Computer gemacht werden und hat dann die Macht, Benutzer zu kontrollieren. Die Anzahl der Benutzer kann eingeschränkt werden, und es hat die Kontrolle über das gesamte System.

Isolation

In einer virtualisierten Umgebung ist jede virtuelle Maschine in sich abgeschlossen. Sie kann von anderen virtuellen Maschinen isoliert werden und ist am vorteilhaftesten für Gäste, die diese isolierten virtuellen Maschinen verwenden können. Es schützt die Umwelt und Gäste haben auch keinen Zugriff auf sensible Informationen und können trotzdem mit anderen verbunden werden.

Verfügbarkeit

Ein großartiges Merkmal einer virtualisierten Umgebung besteht darin, dass Benutzer auf Funktionen zugreifen können, die sie auf einer physischen Maschine nicht erhalten. Es verbessert die Betriebszeit und erhöht die Verfügbarkeit. Es reduziert auch Ausfallzeiten und erhöht die Effizienz, Produktivität und Sicherheit.

Anhäufung

Die Aggregation verwendet Cluster-Verwaltungssoftware, um ähnliche homogene Computer zu verbinden, sodass sie ein Ressourcenzentrum bilden.

Authentizität und Sicherheit

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

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Vorteile der Virtualisierung

Virtualisierung bietet einige deutliche Vorteile wie:

• Benutzer können auf Daten aus dem virtuellen Speicher zugreifen und müssen sich keine Gedanken über den physischen Speicher machen.
• Anwender können an ihren Projekten arbeiten und Tests durchführen mit dem Wissen, dass die Maschinen durch hochentwickelte Sicherheitsfunktionen gesichert sind.
• Die Kosten für die Wartung virtueller Server sind geringer und es reduziert auch die Datenreplikation.
• Ressourcen werden schnell und einfach bereitgestellt.

Nachteile der Virtualisierung

Allerdings hat die Virtualisierung auch ihre Nachteile. Wie zum Beispiel:

• Die eigentliche Implementierung der Virtualisierungstechnologie ist ziemlich teuer.
• Virtualisierung bringt auch Skalierbarkeitsprobleme mit sich.
• Es gibt Probleme mit der Verfügbarkeit und Benutzer müssen sich auf die Verfügbarkeit von Drittanbietern verlassen.
• Wenn Benutzer keine ordnungsgemäßen Verfahrensprotokolle führen, 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 unterschiedlich sein. Wenn wir von Virtualisierung sprechen, meinen wir nicht nur eine Art von Virtualisierung, sondern viele, je nach Betriebssystem, Speicherkapazität usw.

1. Hardwarevirtualisierung

Bei dieser Art der Virtualisierung wird ein Hypervisor verwendet, um die verfügbaren Ressourcen zu verwalten. Ein Hypervisor verwaltet und handhabt die physischen Ressourcen auf ausgeklügelte Weise.

Arten der Hardware-Virtualisierung:

• Vollständige Virtualisierung: Bei dieser Art der Hardwarevirtualisierung stimuliert die virtuelle Maschine die vorhandene Hardware vollständig. Es sind keine Modifikationen erforderlich.
• Emulationsvirtualisierung: Die virtuelle Maschine ahmt die Hardware genau nach, ist aber völlig unabhängig. Es ist nicht notwendig, die Betriebssysteme zu ändern.
• Para-Virtualisierung : Bei dieser Art der Virtualisierung haben die virtuellen Maschinen 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 in der Nutzung der Ressourcen.
• Die Betriebszeit wird erheblich erhöht.
• Es ist sehr kostengünstig und wirtschaftlich.
• Hard- und Softwareredundanz.

2. Betriebssystemvirtualisierung

Hier hat die Host-Maschine 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 zuerst die VMware-Workstation-Software herunterladen und dann das Windows-Betriebssystem installieren.

Festplattentypen in der Betriebssystemvirtualisierung:

• Private Disk: 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: Hier teilen sich mehrere Unternehmen oder viele Einzelpersonen gleichzeitig die Festplatte. Änderungen, die an den Datenträgerdaten vorgenommen werden, wirken sich nicht auf andere Benutzer aus.

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 als private virtuelle Server bezeichnet. Es maskiert die Serverressourcen. Zudem werden Kosten minimiert und die Ressourcenauslastung erhöht.

Arten der Servervirtualisierung:

• Hypervisor: Ein Hypervisor ist wie eine Schicht, die das Betriebssystem von der Hardware trennt. Der Hypervisor verarbeitet Abfragen, Hardwareanforderungen und Dispatches.
• Vollständige Virtualisierung: Hier bei dieser Virtualisierung wird die Hardware emuliert. Die Maschinenbedienung wird verwendet, um die Eingabe-Ausgabe-Funktion auszuführen und den Systemstatus zu ändern.
• Para-Virtualisierung: Hier benötigt der Hypervisor bei der Para-Virtualisierung 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 partitioniert.

Vorteile der Servervirtualisierung:

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

4. Speichervirtualisierung

Hier kommen Speicher von mehreren physischen Servern in einen einzigen Speicher.

Arten der Speichervirtualisierung:

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

Vorteile der Speichervirtualisierung:

• Die Daten werden sicher vor dem Zugriff des Hosts gespeichert.
• Daten werden einfach abgerufen.
• 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.
• Speicher wird besser genutzt.

Risiken der Speichervirtualisierung:

• Ausfall: Es kann zu Datenverlust und Ausfallzeiten kommen. 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 nicht so wichtige virtuelle Maschinen zu identifizieren.

5. Desktop-Virtualisierung

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

Arten der Desktop-Virtualisierung:

• Virtual Desktop Infrastructure: Hier ahmt der virtuelle Desktop die herkömmliche Desktop-Umgebung nach. Virtuelle Sitzungen werden auf virtuellen Maschinen in einem Cloud-Rechenzentrum ausgeführt.
• Remote Desktop Services: Dies geschieht, wenn nur wenige Anwendungen virtualisiert werden.
• 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. Jegliche Änderung oder Veränderung dieser virtuellen Maschinen könnte auf das Vorhandensein von bösartiger Software hindeuten.
• Reduzierte Ausfallzeiten: Virtuelle Maschinen können verschoben werden, ohne dass die Benutzer dies bemerken.
• Niedrige Kosten: Niedrigere Softwarelizenzen bedeuten niedrigere Kosten.

6. Netzwerkvirtualisierung

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

Tools für die Netzwerkvirtualisierung:

• Physical Switch Operating System: Wenn das Betriebssystem die Netzwerkvirtualisierung unterstützt.
• Hypervisor: Es handelt sich um Software, die auf virtuellen Maschinen ausgeführt wird.

Arten der Netzwerkvirtualisierung:

• Softwaredefiniertes Networking: Die Hardware wird virtualisiert und der Netzwerkverkehr wird geroutet.
• Network Function Virtualization: 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 Schuld sind isoliert.

Virtualisierungsprozess in einer Cloud-Computing-Umgebung

Beim Cloud Computing erfolgt die Virtualisierung, indem dem physischen Server ein Name zugewiesen wird. Zeiger werden dann zu diesem physikalischen Server geleitet. Dies geschieht normalerweise auf Anfrage. Bei der Virtualisierung erfolgt die Ausführung von Programmen sehr einfach. Bei der Virtualisierung erfolgt die Segmentierung für Speicher, Speicherung und Netzwerke. Virtualisierung findet statt, wenn ein Host-Rechner und ein Gast-Rechner verwendet werden. Die Hostmaschine ist eine, auf der die virtuelle Maschine erstellt wird, und die erstellte virtuelle Maschine wird als Gastmaschine verwendet.

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Virtualisierung ist heute gefragt, und diejenigen mit Cloud-Computing-Kenntnissen finden lukrative Jobs. In Zukunft werden immer mehr virtuelle Server zum Speichern von Daten verwendet. Daher können IT-Profis, Softwaretester, Systemadministratoren, Softwareentwickler und Experten für Hardware-Netzwerke davon ausgehen, dass Cloud-Computing- und Virtualisierungstechnologien mit hoher Geschwindigkeit wachsen werden.