Cloud Computing Grundlagen

Maschinen. Sind Updates notwendig, so kann man die virtuelle Maschine einfach überspielen, oder wird sie nicht mehr benötigt, löscht man sie. Ein weiterer Vorteil von Virtualisierung ist, dass Virtualisierung eine Sandbox bietet. Da es sich im Gastbetriebssystem um ein tatsächlich eigenständiges Betriebssystem handelt, haben Modifikationen in diesem System keine Auswirkungen auf das native Betriebssystem. Das native Betriebssystem kann leichtgewichtig sein und nur zum Starten von virtuellen Maschinen dienen. Dadurch kann man unterschiedliche Konfigurationen und Ausprägungen einfach erzeugen. Manche Virtualisierungslösungen erlauben es sogar, das virtualisierte Betriebssystem im Betrieb auf einen anderen Server zu verschieben. So beispielsweise, wenn ein Server stärker ausgelastet ist und andere Server kaum Auslastung haben. Dadurch kann man stets die ideale Auslastung und Performance erreichen. Auch der Ausfall eines Servers stellt keine große Herausforderung mehr dar. Der Endanwender bekommt von einem Serverausfall nichts mit, da das virtualisierte Betriebssystem auf ein anderes System verschoben wird. Klar ist jedoch auch, dass Virtualisierung nicht für sämtliche Anwendungsfälle geeignet ist. Besonders bei grafischen Anwendungen bestehen derzeit noch einige Mängel.
    Virtualisierung bringt allerdings unter Umständen erhebliche Performanceprobleme mit sich. Jede zusätzlich eingezogene Schicht bedeutet potenzielle Performanceeinbußen. Um dem entgegenzuwirken, verfügen moderne Chipsätze über unterstützende Befehlssätze für die Virtualisierung.
    In der Virtualisierung unterscheidet man zwischen zwei Hauptansätzen, zum einem die Hardwarevirtualisierung und zum anderen die Softwarevirtualisierung. Hardwarevirtualisierung abstrahiert Teile eines physischen Systems, z. B. durch Partitionierung, Prozessorvirtualisierung oder Speichervirtualisierung.
    Für Cloud Computing ist der Bereich der Softwarevirtualisierung immer wichtiger geworden. Hierbei unterscheidet man zwischen der Systemvirtualisierung und der Anwendungsvirtualisierung. Die Systemvirtualisierung ermöglicht es, ein gänzlich unabhängiges Betriebssystem zu erzeugen. Diese Technik bietet nicht nur in der Cloud viele Vorteile. Auch Anwender oder Softwareentwickler können davon profitieren. Will man neue Software ausprobieren, kann man dies in einer virtuellen Instanz machen. Genügt die Software nicht den Anforderungen, ist sie durch Löschen der virtuellen Instanz gänzlich verschwunden. In der Softwareentwicklung hat das den Vorteil, dass man Systemumgebungen zum Testen simulieren kann, die sonst nur schwer erreichbar wären. Betriebssystemvirtualisierungen kann man unter anderem mit der VirtualBox von Sun, Microsofts Virtual PC (der seit Windows 7 „Windows Virtual PC“ heißt), Parallells Workstation, VMware Workstation oder dem Open-Source-Projekt „Xen“ erreichen.
    Eine weitere, allerdings für die Cloud nicht so wichtige Technologie ist die Anwendungsvirtualisierung durch die einzelne Anwendungen in einem Betriebssystem ausgeführt werden können, ohne dass sie tatsächlich installiert werden (auch als Terminal Services bezeichnet).
    1.2.1Virtualisierungstechniken
    Virtualisierung ist, wie eingangs beschrieben, eine wichtige Technologie für Cloud Computing. Ohne Virtualisierung gäbe es wohl auch keine Cloud. Im Grunde genommen muss jedoch mit Cloud Computing kein Konsument der Technologie mehr tatsächlich arbeiten. Vielmehr ist Virtualisierung etwas, das dem System als Ganzes dient. In diesem Unterkapitel wird überblicksmäßig beschrieben, welche Virtualisierungstechnologien es gibt.
    XEN
    In der Open-Source-Welt erfreut sich vor allem XEN einer sehr hohen Beliebtheit. Doch nicht nur Open-Source-Begeisterte greifen oft auf XEN zurück, viele Unternehmen setzen diesen Hypervisor ein. Namhafte Unternehmen wie Amazon verwenden XEN für ihre Umgebungen. XEN unterstützt eine Vielzahl von Prozessorarchitekturen, die im folgenden Listing aufgeführt werden:
x86
x86-64
Itanium
Power PC
ARM
    Ebenso wie eine große Anzahl an Betriebssystemen, die als „Gastbetriebssystem“ verwendet werden:
Linux
NetBSD
FreeBSD
Solaris
Windows
    XEN besteht aus drei Hauptkomponenten, dem XEN Hypervisor, der 0-Domäne und den Gästedomänen. Letztere werden auch als DomainU bezeichnet.
    Der Hypervisor ist direkt auf der Hardware angesiedelt und stellt die Anfragen der einzelnen Betriebssysteme, die auf dem Hypervisor laufen, an die Hardware durch.