Gastbetriebssystem (Gast-OS)

Was ist ein Gastbetriebssystem?

Ein Gastbetriebssystem ist das Betriebssystem, das entweder auf einer virtuellen Maschine (VM) oder einer partitionierten Festplatte installiert ist. Es unterscheidet sich in der Regel vom Host-Betriebssystem. Einfach ausgedrückt, läuft ein Host-Betriebssystem auf der Hardware, während ein Gastbetriebssystem auf einer VM läuft.

Das auf einem Computer installierte Betriebssystem, das ihn mit den verschiedenen Hardware- und Softwareelementen kommunizieren lässt, ist das Host-Betriebssystem. Als das ursprünglich installierte Betriebssystem ist das Host-Betriebssystem das primäre Betriebssystem des Systems.

Im Gegensatz dazu ist das Gastbetriebssystem das sekundäre Betriebssystem eines Computers, da es zu der oder den VMs gehört, die mit Virtualisierungstechnologie und Hypervisor-Tools auf diesem Computer eingerichtet wurden. Ein Typ-1-Hypervisor oder Bare-Metal-Hypervisor kann VMs erstellen, auf denen Gastbetriebssysteme ausgeführt werden können. Das Gastbetriebssystemen wird in einer VM-Umgebung über einen Hypervisor bereitgestellt. Das Gastbetriebssystem wird innerhalb der VM ausgeführt und bietet ein weiteres Betriebssystem zur Ausführung von Anwendungen in der virtuellen Umgebung, insbesondere von Anwendungen, die mit dem Host-Betriebssystem nicht kompatibel sind.

Das Gastbetriebssystem kann auch zur Hardwareabstraktion verwendet werden. Es sorgt für eine effiziente Ressourcenverwaltung in der virtuellen Umgebung und enthält alle erforderlichen Treiber für die Kommunikation mit der virtuellen Hardware.

Wie unterscheidet sich ein Gastbetriebssystem von einem Host-Betriebssystem?

Ein Gastbetriebssystem auf einer VM kann sich vom Host-Betriebssystem unterscheiden. Wenn der Gast jedoch auf einer partitionierten Festplatte bereitgestellt wird, muss das Gastbetriebssystem mit dem Host-Betriebssystem identisch sein. Wenn auf dem Host Windows läuft, muss jedes Gastbetriebssystem auf einer partitionierten Festplatte auch Windows ausführen.

Ein Gastbetriebssystem wird auf einer VM installiert und interagiert mit ihr, während das Host-Betriebssystem auf dem Computer (Host) installiert ist und dort läuft. Da das Host-Betriebssystem auf dem Host-Rechner läuft und das Gastbetriebssystem innerhalb dieses Rechners arbeitet, kann es das Speichern von Dateien und andere Vorgänge in der VM einschränken.

Das Host-Betriebssystem interagiert auch mit der zugrunde liegenden Hardware. Auf einem Computer können ein oder mehrere Gastbetriebssysteme laufen, während der Host normalerweise auf ein Betriebssystem beschränkt ist.

Ein physischer Server kann mehrere VMs haben, wobei jede VM ihr eigenes Gastbetriebssystem ausführt. Ein Gastbetriebssystem kann Windows sein, während ein anderes beispielsweise Ubuntu oder Linux ist. Das Gastbetriebssystem und das Host-Betriebssystem sind voneinander getrennt und arbeiten unabhängig voneinander. Sie können gleichzeitig ausgeführt werden, obwohl das Host-Betriebssystem zuerst gestartet werden muss.

Ein weiterer Unterschied zwischen einem Host-Betriebssystem und einem Gastbetriebssystem besteht darin, dass das Host-Betriebssystem für die Verwaltung aller Systemressourcen, einschließlich Memory und CPU, zuständig ist. Das Host-Betriebssystem muss auch mit all diesen Ressourcen und den VMs kompatibel sein. Das Gastbetriebssystem verwaltet nur die Ressourcen in seiner eigenen VM. Außerdem kann es nur die virtuellen Ressourcen kontrollieren, die die VM bereitstellt, während das Host-Betriebssystem die vollständige Kontrolle über das physische System, seine Hardware und seine VMs hat. Schließlich muss das Gastbetriebssystem nur mit der Software- und Hardware-Abstraktionsschicht der VM kompatibel sein, die das Host-Betriebssystem bereitstellt, um wie erwartet zu funktionieren.

Virtualisierung und Gastbetriebssystem

Die Virtualisierungstechnologie ermöglicht die gleichzeitige Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf einem Computer. Ein einzelner physischer Computer kann für mehrere VMs konfiguriert werden. Diese VMs sind isolierte Abschnitte von Hardware mit Storage-, Verarbeitungs-, Memory- und Netzwerkkapazität. Die Virtualisierung ermöglicht auch die gemeinsame Nutzung von Ressourcen durch das Host-Betriebssystem und das Gastbetriebssystem.

Ein Gastbetriebssystem bietet ein zusätzliches Betriebssystem für Anwendungen und ist erforderlich, bevor eine VM bereitgestellt werden kann. Entwickler können es zu Testzwecken verwenden, ohne dass es sich auf etwas außerhalb der VM auswirkt, beispielsweise auf Daten, die bereits in der Produktion verwendet werden. Ein Beispiel für ein Gastbetriebssystem ist Windows Server 2022 in einer vom VMware-ESXi-Hypervisor erstellten VM. Ein weiteres Beispiel ist Boot Camp, mit dem Mac-Benutzer ein Windows-Betriebssystem als Gastbetriebssystem auf einer eigenen Festplattenpartition auf ihrem Mac ausführen können.

Vorteile eines Gastbetriebssystems

Da ein Gastbetriebssystem unabhängig vom Host-Betriebssystem arbeitet, besteht einer seiner wesentlichen Vorteile darin, dass es Programme oder Anwendungen unterstützt, die mit dem Host-Betriebssystem nicht kompatibel sind oder dort nicht ausgeführt werden können. Ein Gastbetriebssystem zeichnet sich durch einen schlanken Aufbau aus, der dazu beiträgt, den Bedarf an Arbeitsspeicher und andere Systemanforderungen in einer Virtualisierungsumgebung zu verringern.

Ein Gastbetriebssystem ist auch nützlich, um Programme oder Anwendungen zu testen und auszuführen, wenn sie verschiedene Betriebssysteme auf demselben Rechner oder derselben Hardware erfordern. Zu den häufigsten Verwendungszwecken eines Gastbetriebssystems gehört die Ausführung mehrere Anwendungen auf derselben Hardware, insbesondere wenn diese Anwendungen unterschiedliche Betriebssysteme erfordern.

Installation eines Gastbetriebssystems

Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein Gastbetriebssystem auf einer VM zu installieren:

• Installationsdatenträger, wie zum Beispiel eine CD-ROM, DVD-ROM oder einen USB-Stick
• ISO-Datei (Optical Disc Image), das heißt eine Betriebssystemdatei, die auf einem externen Datenträger gespeichert ist
• PXE-Server (Preboot Execution Environment), der aus dem Netz heruntergeladen wird

Mit einem PXE-Server ist es möglich, eine virtuelle Maschine von einem Netzwerkgerät aus zu starten und ein Gastbetriebssystem aus der Ferne zu installieren, auch ohne das Installationsmedium des Betriebssystems. Sobald die VM eingeschaltet wird, erkennt sie den PXE-Server. Um das PXE-Booting zu ermöglichen, muss der Hersteller des Gastbetriebssystems unterstützen, das Gastbetriebssystem muss mit dem Hypervisor kompatibel sein, und es muss in der Liste der berechenbaren Gastbetriebssysteme des Hypervisors aufgeführt sein. Außerdem muss die VM über genügend freien Festplattenspeicher verfügen, um die Systemsoftware zu speichern und über einen Netzwerkadapter eine Verbindung zum Netzwerk herzustellen, in dem sich der PXE-Server befindet.

Die Installation eines Gastbetriebssystems über eine ISO-Image-Datei ist schneller und bequemer als die Installation über einen externen Datenträger.