Virtualisering (datavetenskap)
Inom datavetenskap hänvisar virtualisering till replikering av ett maskin- eller programvaruobjekt med ett liknande objekt av samma typ med hjälp av ett abstraktionslager. Detta kan användas för att skapa virtuella (dvs. icke-fysiska) enheter eller tjänster som emulerad hårdvara , operativsystem , datalagring eller nätverksresurser . Detta gör att exempelvis datorresurser (särskilt i serverområdet ) kan kombineras transparent eller delas upp, eller att ett operativsystem körs inom ett annat. Detta tillåter bl.a. flera operativsystem körs på en fysisk server eller "värd".
För termens språkliga ursprung se virtualitet .
Användningsområden och ytterligare detaljer
Det huvudsakliga målet är en abstraktion skikt (se även hårdvaruabstraktionsskikt ) mellan användaren (såsom en operativsystem ), och resurs (såsom hårdvara i datorn , på ett operativsystem har vanligtvis exklusiv kontroll) tillhandahålla. Detta innebär att andra fysiska förhållanden kan simuleras än vad som faktiskt finns: Ett operativsystem kan därmed tro att en dator används ensam, varigenom den faktiskt körs inom ett annat operativsystem som en normal applikation genom abstraktionsskiktet av emulerad hårdvara . Detta gör det också möjligt att kombinera flera olika hårdvaruresurser till en enhetlig miljö - till exempel sammanslagning av flera olika nätverkskort för att bilda en virtuell, enhetlig adapter.
Eftersom virtualisering kan leda till avsevärda maskinvarubesparingar är det en viktig grön IT -åtgärd. Vid korrekt användning har virtualisering en klart positiv effekt på miljön.
Hyresvärd och gäst
För att skilja verkliga och virtuella miljöer kallas dessa - i likhet med den så kallade klient -server -modellen - gäst och värd eller värd ( engelsk värd ). Värd (i allmänhet värdsystemet eller i synnerhet t.ex. värdoperativsystemet ) är alltid den nivå (eller lager) som är närmast de verkliga enheterna (eller den så kallade hårdvaran ), och miljön som körs på värden är gäst (eller gästsystemet ).
Programvaruvirtualisering
Denna typ av virtualisering kan användas för flera ändamål, t.ex. B. för att simulera ett operativsystem eller bara en applikation.
Skapande av virtuella operativmiljöer
Operativsystemvirtualisering med en OS -behållare
Med virtualisering på operativsystemnivå görs en komplett körtidsmiljö tillgänglig för andra datorprogram nästan i en sluten behållare (under BSD: Jail , under Solaris: Zone ). Inget annat operativsystem startas; Därför är det omöjligt att köra olika operativsystem (eller till och med olika versioner av samma operativsystem) samtidigt som gästoperativsystem - den största nackdelen med detta koncept. Drivrutiner kan inte heller laddas i containrar. Eftersom det inte finns någon hypervisor är fördelen med detta koncept att det använder resurser särskilt effektivt (särskilt med avseende på processorbelastningen och huvud- och masslagringskraven), varför man talar om "lätt" virtualisering. Med operativsystemvirtualisering är det alltid bara en värdkärna som körs, varigenom UML har en viss speciell roll, eftersom det körs en speciell användarlägeskärna under kontroll av värdkärnan.
Systemvirtualisering med hjälp av en hypervisor
Applikationsvirtualisering
Med Windows 10 Update 1903 erbjuder Microsoft Windows Professional -användare en sandlåda för att testa program utan att det påverkar huvudoperativsystemet. För att göra detta måste dock virtualisering vara på, vilket är inaktiverat som standard.
Hårdvaruvirtualisering
Antingen hela systemet (partitionering med LPAR , domäner) eller bara enskilda komponenter, t.ex. B. CPU, kan virtualiseras.
Systemvirtualisering på hårdvarunivå
Separationen av ett datasystem i oberoende operativsysteminstanser kallas för serverpartitionering .
- Partitionering
- Partitionering avser uppdelningen av en unik, vanligtvis stor resurs (t.ex. hårddiskutrymme eller en nätverksanslutning) i ett antal mindre och mer hanterbara kopior av samma typ. Detta kallas ofta för zonindelning , t.ex. B. i lagringsnätverk.
- Domänisering
- Domäner är z. B. tillämpas i form av virtuella värdar för en FTP -server .
- Processor virtualisering
- Med systemet eller använder systemet virtualisering, den virtuella maskinen monitorn ( VMM för kort ) tar emot kommandon från gäst-system ( virtuella maskiner ) som skall exekveras på den nativa hårdvara. Innan processorvirtualisering introducerades måste vissa (möjligen säkerhetskritiska) kommandon som ett gästsystem skickade till hårdvaran via VMM modifieras.
- Tack vare processorvirtualiseringen från AMD och Intel kan kommandon nu skickas direkt till processorn utan att ändra VMM, som oberoende tar hand om gränsdragningen mellan gästsystem och VMM -processer. Genom att eliminera ändringarna i VMM kan en högre datorkraft för det övergripande systemet uppnås.
När det gäller virtuella maskiner baserade på emulerad hårdvara måste dock den virtuella maskinskärmen fortfarande ändra kommandona innan de körs på den inbyggda maskinvaran.
Lagringsvirtualisering
Abstraktion av den fysiska lagringsformen för en datalagring kallas lagringsvirtualisering .
Nätverksvirtualisering
Med virtuella lokala nätverk är enheter i ett fjärranätverk uppdelade i grupper, mellan vilka anslutningar generellt förhindras, men kan aktiveras specifikt.
Ett virtuellt privat nätverk bildar ett nätverk som är skyddat från utsidan via utländska eller opålitliga nätverk.
Programvara för samtidig drift av flera virtuella operativsystem på en dator kan tillhandahålla ett virtuellt nätverk som de kommunicerar över. Flera nätverk kan också simuleras, som kan användas för att skapa ett virtuellt privat nätverk , till exempel för teständamål .
Mycket stora företag virtualiserar också sina VLAN på olika platser med hjälp av virtuella extensibla LAN . VLAN -ramar är inkapslade över UDP och överförs över Internet (se RFC7348).
Se även
webb-länkar
Individuella bevis
- ↑ Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN): En ram för överlagring av virtualiserade lager 2 -nätverk över lager 3 -nätverk ( engelska ) datatracker.ietf.org. Hämtad 27 juni 2021.
