Host virtuelle Maschine (Host-VM)

Was ist eine Host virtuelle Maschine (Host-VM)?

Eine Host-VM ist die Serverkomponente einer virtuellen Maschine, die die zugrunde liegende Hardware darstellt, die Rechenressourcen zur Unterstützung einer bestimmten Gast-VM bereitstellt. Zusammen bilden die Host-VM und die Gast-VM einen VM-Server.

Virtualisierungstechnologien wie XenServer von Citrix Systems, Microsoft Hyper-V und VMware vSphere installieren eine Abstraktionsschicht zwischen den virtuellen Host- und Gastmaschinen.

Die Host-VM erklärt

Eine Host-VM ist eine wichtige Technik zur Virtualisierung. Sie ermöglicht es Benutzern, eine Gast-VM mit einem Benutzerbetriebssystem (OS), Anwendungen und Rechenressourcen zu erstellen. Einfach ausgedrückt ist der Host-Computer der Computer, der die Gast-VM erstellt.

Die Host-VM fordert ihre Rechenleistung vom Host-Server an. Ihre Daten werden in einer Virtualisierungsumgebung gespeichert, die in die Virtualisierungsmanager-Anwendung integriert ist.

Jeder Host-Maschine werden statische oder dynamisch skalierbare Infrastrukturressourcen zugewiesen. Außerdem werden ihr Sicherheits- und statistische Informationen über ihre Leistung und ihren Durchsatz zugewiesen. Der Virtualisierungsserver führt diese Zuweisungen durch, um den Betrieb aller Host-Maschinen zu verwalten.

Mehrere Host-VMs können auf einem einzigen physischen Server gehostet werden. Darüber hinaus kann jede Host-VM auf diesem einzelnen Server ausgeführt und betrieben werden, ohne dass der Betrieb der anderen Host-VMs auf diesem Server beeinträchtigt wird. Da die Umgebung vom Rest des Systems isoliert ist, beeinträchtigt außerdem nichts, was innerhalb der VM ausgeführt wird, andere Prozesse, die auf der Host-Hardware ausgeführt werden.

Vorteile einer virtuellen Host-Maschine

Die Verwendung virtueller Server auf einer Host-VM anstelle von physischer Hardware bietet viele Vorteile, darunter die folgenden:

• Gemeinsame Nutzung von Ressourcen: Ein VM-Host ermöglicht den Betrieb mehrerer virtueller Gastmaschinen auf einem einzigen physischen Computer, wobei die Rechenressourcen wie CPU, Memory und Festplattenspeicher gemeinsam genutzt werden.
• Kosteneinsparungen: Die effiziente Ressourcennutzung und Konsolidierung von Servern kann zu Kosteneinsparungen führen. Durch die Reduzierung der Anzahl physischer Server werden die anfänglichen Hardwarekosten sowie die laufenden Wartungs- und Energiekosten gesenkt. Außerdem wird der Bedarf an physischem Platz im Rechenzentrum minimiert, was die Betriebskosten weiter senkt.
• High Availability: Host-VMs bieten Funktionen wie Live-Migration und Fault Tolerance, um die Verfügbarkeit von Gast-VMs zu verbessern. Live-Migration ermöglicht die nahtlose Übertragung laufender Gast-VMs zwischen Hosts ohne Unterbrechung und gewährleistet so einen kontinuierlichen Betrieb. Fault-Tolerance-Mechanismen sorgen für Redundanz und automatisches Failover bei Host-Ausfällen.
• Einfache Bereitstellung und Verwaltung: Host-VMs ermöglichen die schnelle Erstellung, Bereitstellung und das Klonen von Gast-VMs und erleichtern so die bedarfsgerechte Skalierung nach oben oder unten. Darüber hinaus bieten Host-VMs häufig Tools und Dienstprogramme zur Verwaltung und Überwachung der Virtualisierungsumgebung.
• Isolierung und Sicherheit: Jede Gast-VM arbeitet autonom in ihrer isolierten virtuellen Umgebung, wodurch eine erhöhte Sicherheit gewährleistet wird. Daher sind alle Arten von Malware-Angriffen, die auf eine Gast-VM abzielen, begrenzt und können sich nicht auf andere ausbreiten. Darüber hinaus verfügen Host-VMs in der Regel über Sicherheitsfunktionen wie virtuelle Firewalls und Intrusion-Detection-Systeme für zusätzlichen Schutz.
• Schnelles Disaster Recovery: Eine Host-VM bietet ein schnelles DR durch Funktionen wie VM-Snapshots, automatisierte Koordination von Standort-Failover und -Failback, häufige unterbrechungsfreie Tests von Wiederherstellungsplänen, Klonen und richtlinienbasierten anwendungsunabhängigen Schutz. Diese Funktionen vereinfachen die Replikation, schützen virtuelle Maschinen und verkürzen die Wiederherstellungszeiten.
• Tests und Entwicklung: Host-VMs werden gelegentlich zum Testen neuer Software, zum Durchführen von Updates und zum Entwickeln von Anwendungen in einer sicheren und isolierten Umgebung verwendet.

Host-VMs und Gast-VMs im Vergleich

Die Host-VM und die Gast-VM sind die beiden Komponenten einer VM. Hier sind die Hauptunterschiede zwischen den beiden:

• Die Host-VM wird von einem entfernten Cloud-Server gehostet und betrieben. Ihre Funktionalitäten ähneln denen einer Gast-VM. Der Zugriff auf die Host-VM erfolgt jedoch anders als bei einer Gast-VM.
• Die Gast-VM ist eine unabhängige Instanz eines Betriebssystems und der zugehörigen Software und Informationen. Sie wird auch als Gastcomputer, Gastbetriebssystem oder Gast bezeichnet.
• Die Host-VM ist der physische Computer, der die Gast-VM mit Computerhardwareressourcen wie Rechenleistung, Memory, Disk und Input/Output (I/O) versorgt.
• Eine Gast-VM kann auf einem einzelnen physischen Computer vorhanden sein, ist jedoch in der Regel auf mehrere Hosts verteilt, um ein Load Balancing zu ermöglichen. So können ein oder mehrere virtuelle Gastcomputer auf einem physischen Host-Computer ausgeführt werden. Sie kann auch zwischen Host-Servern verschoben werden, um Nachfrageschwankungen auszugleichen oder Ressourcen effizienter zu nutzen.
• Ebenso kann eine Host-VM als Teil der Ressourcen eines einzelnen physischen Computers oder als kleinere Teile der Ressourcen mehrerer physischer Computer vorhanden sein.
• Ein VMM oder Hypervisor vermittelt zwischen der Host- und Gast-VM. Darüber hinaus isoliert er einzelne Gast-VMs voneinander und ermöglicht es einem Host, mehrere Gäste zu unterstützen, auf denen unterschiedliche Gastbetriebssysteme wie Windows oder Linux ausgeführt werden.

Architektur der Host-VM

Die Architektur einer Host-VM umfasst die folgenden Komponenten:

• Hardwareschicht: Die Hardwareschicht oder die Host-VM-Schicht enthält die physischen Netzwerkkarten (NICs), Memory, CPU und Ethernet-Verwaltungsport. Das Ziel von NICs ist die Unterstützung der Hardwarevirtualisierung auf der Grundlage einer Single Root I/O-Virtualisierung, einem Ansatz, bei dem virtuelle Funktionen vom Gastbetriebssystem verwaltet werden und die Host-VM die physischen NICs verwaltet.
• Betriebssystem und Hypervisor: Die Betriebssystem- und Hypervisor-Ebene fungiert als Vermittler und enthält das Betriebssystem und den Hypervisor. Der Hypervisor vermittelt zwischen den Host- und Gast-VMs, schafft eine Barriere und gewährleistet die Isolierung zwischen ihnen. Diese Isolierung ermöglicht es dem Host, mehrere Gäste mit unterschiedlichen Betriebssystemen gleichzeitig zu unterstützen.
• Gast-VM und Host-Dienstprogramme: Diese Ebene enthält die virtuellen Gastmaschinen zusammen mit den Host-Dienstprogrammen.

Einrichtung eines virtuellen Maschinenservers oder der Host-VM

Ähnlich wie bei physischen Maschinen benötigt jede VM RAM und CPU. Darüber hinaus benötigt der Host-Server auch ausreichend Storage. Die Einrichtung eines Virtual Machine Servers erfordert die folgenden Schritte.

1. Stellen Sie sicher, dass Sie über ausreichend RAM – so viel schnelles RAM wie möglich – und CPUs mit so vielen Kernen wie möglich verfügen. Außerdem sollte ausreichend Speicherplatz von mindestens acht GB bis 20 GB zur Verfügung stehen, da VMs eine große Menge an Computerressourcen benötigen.

2. Erwägen Sie Serial-Advanced-Technology-Attachment- oder Serial-Attached-Small-Computer-System-Interface-Laufwerke, um virtuelle Server-Images zu speichern.

3. Verwenden Sie Virtualisierungssoftware oder Hypervisoren wie Hyper-V, VMware oder Citrix XenServer, um den VM-Server einzurichten.

4. Wählen Sie die richtige Netzwerkverbindung, die für die VM, das aufzuführende Gastbetriebssystem und den Speicherort der VM-Dateien eingerichtet werden muss.