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Eine virtuelle Maschine (VM) ist eine virtuelle Umgebung, die wie ein Computer innerhalb eines Computers funktioniert. Sie läuft auf einer isolierten Partition ihres Host-Computers mit eigener CPU-Leistung, Arbeitsspeicher, Betriebssystem (wie Windows, Linux, macOS) und anderen Ressourcen. Endbenutzer können Anwendungen auf VMs ausführen und sie ganz normal wie auf ihren Workstations nutzen.
Virtuelle Maschinen werden durch Virtualisierungstechnologie ermöglicht. Virtualisierung verwendet Software, um virtuelle Hardware zu simulieren, die es mehreren VMs ermöglicht, auf einer einzigen Maschine zu laufen. Die physische Maschine wird als Host bezeichnet, während die auf ihr ausgeführten VMs als Gäste bezeichnet werden.
Dieser Prozess wird von Software verwaltet, die als Hypervisor bekannt ist. Der Hypervisor übernimmt die Verwaltung und Bereitstellung von Ressourcen – wie Arbeitsspeicher und Speicher – vom Host bis zu den Gästen. Er plant auch Operationen in VMs, damit es zu keinen Konflikten bei der Ressourcennutzung kommt. VMs funktionieren nur mit einem Hypervisor, der die Host-Ressourcen virtualisiert und verteilt. Für die Virtualisierung gibt es zwei Arten von Hypervisors.
Hypervisors vom Typ 1 (auch als Bare-Metal-Hypervisor bekannt) werden nativ auf der zugrunde liegenden physischen Hardware installiert. VMs interagieren direkt mit Hosts, um Hardware-Ressourcen zwischengelagerte Softwareschichten zuzuweisen. Host-Maschinen, auf denen Hypervisors vom Typ 1 ausgeführt werden, werden nur zur Virtualisierung verwendet. Sie sind oft in serverbasierten Umgebungen wie Rechenzentren von Unternehmen zu finden. Einige Beispiele für Hypervisors vom Typ 1 sind Citrix Hypervisor und Microsoft Hyper-V. Für Gastaktivitäten wie die Erstellung neuer Instanzen virtueller Maschinen oder die Verwaltung von Berechtigungen wird ein separates Management-Tool benötigt.
Hypervisors vom Typ 2 (auch als gehostete Hypervisors bezeichnet) laufen auf dem Betriebssystem des Host-Computers. Gehostete Hypervisors übergeben VM-Anfragen an das Host-Betriebssystem, das dann jedem Gast die entsprechenden physischen Ressourcen bereitstellt. Hypervisors vom Typ 2 sind langsamer als ihre Pendants vom Typ 1, da jede VM-Aktion zuerst das Host-Betriebssystem durchlaufen muss. Im Gegensatz zu Bare-Metal-Hypervisors sind die Gastbetriebssysteme nicht an physische Hardware gebunden. Benutzer können VMs ausführen und ihre Computersysteme wie gewohnt verwenden. Dies macht Hypervisors vom Typ 2 für Privatanwender oder kleine Unternehmen geeignet, die keine dedizierten Server zur Virtualisierung haben.
Virtuelle Maschinen ermöglichen es Organisationen, die Vorteile der Infrastruktur virtueller Desktops (VDI) zu nutzen. VDI-Bereitstellungen ermöglichen Benutzern Remote-Zugriff auf Desktop-Umgebungen wie Windows oder Open-Source-Betriebssysteme wie Linux. Sie dienen als digitales Büro, dass jederzeit und überall einfachen Zugriff auf Unternehmenstools gewährt, wodurch die Produktivität bei hybriden Arbeitsmodellen steigt.
Virtuelle Maschinen bieten Organisationen zahlreiche weitere Vorteile, darunter Kosteneinsparungen, Sicherheit und Skalierbarkeit.
VM-Umgebungen sind vom Host-Betriebssystem isoliert, was die Sicherheit erhöht, da Bedrohungen wie Malware sich nicht auf die zugrunde liegende Hardware auswirken. Dies macht VMs ideal zum Testen neuer Anwendungen oder Softwareänderungen, bevor sie in die Produktion gehen. Eine kompromittierte VM kann leicht auf ältere Versionen zurückgesetzt werden. Sie lässt sich auch schnell löschen und erneut erstellen, um die Disaster Recovery zu beschleunigen.
Virtualisierung und Cloud Computing gehen Hand in Hand. Organisationen können Cloud-native VMs bereitstellen und auf lokale Server migrieren (und vice versa), um die Vorteile von Hybrid Clouds zu nutzen. Cloud-Services können auch in Echtzeit optimiert werden, um unterschiedliche Nutzungsstufen zu erfüllen. Dies verbessert die Skalierbarkeit nicht nur für Endbenutzer, sondern auch intern. Entwickler können beispielsweise virtuelle Ad-hoc-Umgebungen in der Cloud erstellen, um ihre Implementierungen zu testen.
Unternehmen verwenden Virtualisierung, um mehrere VMs auf einem Server zu hosten. Angenommen, in einem Unternehmen sollen mehrere Anwendungen bereitgestellt werden. Anstatt in zusätzliche Server zu investieren, kann das Unternehmen VMs auf einem Server für jede Anwendung bereitstellen – das gleiche Ergebnis zu einem Bruchteil der Kosten. Dies verbessert die Kosteneffizienz, da Kapazität der physischen Hardware voll ausgenutzt wird.
Das Hinzufügen einer VM ist so einfach wie das Kopieren vorhandener VMs auf dem physischen Rechner. Unternehmen können besser auf Lastschwankungen reagieren, was für eine stabilere Performance sorgt. Dies ist schneller und effizienter im Vergleich zur Installation verschiedener Betriebssysteme auf physischen Servern.
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