Virtualisierung: Hypervisor, VMs und Logistik-IT

Was ist Virtualisierung?

Virtualisierung bezeichnet in der Informationstechnik die Trennung von Software und physischer Hardware durch eine Softwareschicht. Diese Schicht, der Hypervisor, teilt Prozessor, Arbeitsspeicher, Speicherplatz und Netzwerk eines physischen Servers in mehrere voneinander getrennte virtuelle Maschinen (VMs) auf. Jede virtuelle Maschine verhält sich wie ein eigener Rechner mit eigenem Betriebssystem und eigenen Anwendungen.

Virtualisierung ist die technische Grundlage vieler Cloud-Dienste, aber nicht dasselbe wie Cloud Computing. Ein Unternehmen kann Server auch im eigenen Serverraum virtualisieren. Cloud Computing beschreibt dagegen das Bereitstellungsmodell, bei dem Rechenleistung oder Software über das Internet bezogen wird.

Wie funktioniert Virtualisierung mit Hypervisor und virtuellen Maschinen?

Der Hypervisor verwaltet die Hardware und weist jeder virtuellen Maschine einen Teil der Ressourcen zu. Man unterscheidet zwei Bauarten:

• Typ-1-Hypervisor (Bare Metal): läuft direkt auf der Hardware und wird für Server im Rechenzentrum eingesetzt.
• Typ-2-Hypervisor (Hosted): läuft als Programm auf einem vorhandenen Betriebssystem und wird etwa für Test- und Arbeitsplatzumgebungen genutzt.

Werden mehrere physische Server zu einem Cluster zusammengeschlossen, lassen sich virtuelle Maschinen im laufenden Betrieb von einem Host auf einen anderen verschieben. Fällt ein Host aus, können die virtuellen Maschinen auf den verbleibenden Hosts neu gestartet werden. Snapshots halten den Zustand einer virtuellen Maschine zu einem bestimmten Zeitpunkt fest, etwa vor einem Software-Update.

Welche Arten der Virtualisierung gibt es?

• Servervirtualisierung: mehrere Server laufen als virtuelle Maschinen auf gemeinsamer Hardware.
• Desktop-Virtualisierung: Arbeitsplätze oder Anwendungen laufen zentral auf Servern und werden über das Netzwerk bereitgestellt, etwa als Virtual Desktop Infrastructure (VDI) oder über Terminalserver.
• Speichervirtualisierung: physische Datenträger werden zu einem logischen Speicherpool zusammengefasst.
• Netzwerkvirtualisierung: Netzwerke werden logisch getrennt und per Software gesteuert, zum Beispiel über virtuelle Netzwerke (VLAN) oder Software-defined Networking (SDN).
• Containervirtualisierung: Anwendungen laufen in isolierten Containern auf einem gemeinsamen Betriebssystemkern.

Was ist der Unterschied zwischen Virtualisierung und Containern?

Eine virtuelle Maschine bildet einen vollständigen Rechner nach und enthält ein eigenes Betriebssystem. Ein Container enthält dagegen nur die Anwendung mit ihren Abhängigkeiten und nutzt den Betriebssystemkern des Hosts mit. Container starten deshalb schneller und benötigen weniger Ressourcen, sind aber weniger stark voneinander isoliert. Beide Ansätze lassen sich kombinieren: Container können auch innerhalb virtueller Maschinen laufen.

Wo wird Virtualisierung in Speditionen und Lagern eingesetzt?

Speditionen und Logistikdienstleister können ihre Kernsysteme auf virtualisierten Servern betreiben. Beispiele:

• Das Transport-Management-System (TMS) oder die Speditionssoftware läuft auf einer virtuellen Maschine im eigenen Rechenzentrum oder bei einem Hosting-Anbieter.
• Das Warehouse-Management-System für die Lagerverwaltung und die Datenbank laufen auf getrennten virtuellen Maschinen.
• Disponenten in mehreren Niederlassungen arbeiten über Terminalserver oder virtuelle Desktops mit derselben zentralen Installation.
• Für Kommunikationsdienste wie EDI, API-Schnittstellen oder Middleware werden eigene virtuelle Maschinen eingerichtet, damit Updates einzelner Dienste die übrigen Systeme nicht beeinträchtigen.
• Testsysteme werden als Kopie der Produktivumgebung angelegt, um neue Programmversionen oder Schnittstellen vor dem Einsatz zu prüfen.

Bezieht ein Unternehmen seine Software als Mietlösung, etwa als Software as a Service oder im Application Service Providing (ASP), betreibt der Anbieter die virtualisierte Infrastruktur. Die Spedition muss sich dann nicht selbst um Hypervisor und Hardware kümmern, ist aber von Verfügbarkeit und Vertragsbedingungen des Anbieters abhängig.

Welche Vorteile und Nachteile hat Virtualisierung?

Vorteile:

• bessere Auslastung der Hardware, weil mehrere Systeme einen Server teilen
• schnelle Bereitstellung neuer Server aus Vorlagen
• höhere Verfügbarkeit durch Cluster, Live-Migration und Redundanz
• einfachere Sicherung und Wiederherstellung ganzer Systeme
• klare Trennung von Anwendungen, etwa zwischen Test- und Produktivsystem

Nachteile:

• zusätzliche Komplexität, die Fachwissen in der IT erfordert
• Abhängigkeit vom Host: Ohne Redundanz betrifft ein Hardwareausfall alle virtuellen Maschinen darauf
• Lizenzkosten für Virtualisierungssoftware und teilweise geänderte Lizenzbedingungen der Anwendungen
• Leistungseinbußen bei Überbelegung, wenn sich zu viele virtuelle Maschinen dieselben Ressourcen teilen

Häufige Fragen

Ist Virtualisierung dasselbe wie Cloud?

Nein. Virtualisierung ist eine Technik, mit der Hardware in mehrere virtuelle Maschinen aufgeteilt wird. Cloud Computing ist ein Bereitstellungsmodell, bei dem Rechenleistung oder Software über das Internet bezogen wird. Virtualisierung ist eine technische Grundlage vieler Cloud-Dienste.

Kann ein TMS auf einer virtuellen Maschine laufen?

Das ist möglich. Vor der Umstellung sollte geklärt werden, ob der Hersteller die eingesetzte Virtualisierungsplattform unterstützt und welche Lizenzbedingungen gelten.

Ersetzt ein Snapshot eine Datensicherung?

Nein. Ein Snapshot liegt auf demselben Speichersystem wie die virtuelle Maschine und ist für kurzfristige Rücksprünge gedacht, etwa vor einem Update. Eine Datensicherung sollte zusätzlich auf einem getrennten System oder Medium liegen.