Virtualisierung von Betriebssystemen
VMware Architektur
Aufbau der Virtuellen Maschinen
Virtuelle Maschinen bei Nativer Virtualisierung
Eine Virtuelle Maschine in der VMware Architektur stellt einen kompletten virtuellen Computer dar.
Physikalisch gesehen, besteht eine Virtuelle Maschine aus mehreren Dateien. Diese Dateien und ihre Bedeutung sind in der unten aufgeführten Tabelle zu ersehen.
| Dateiendung |
Bedeutung |
| .vmx |
Dies ist die wichtigeste Konfigurationsdatei, in der u.a. der Name, die angeschlossene Hardware und der Speicherort
der virtuellen Festplatten vermerkt sind. |
| nvram |
BIOS der virtuellen Maschine: Alle vorgenommenen Änderungen werden hier abgelegt. |
| vmware.log |
Die Protokolldateil der virtuellen Maschine: Hier sind alle Statusmeldungen der virtuellen Maschine zu finden. |
| .vmdk |
Die Festplattendatei der VMware Produkte. |
| .redo |
Redo-Log-Dateien, die die Änderungenan den Festplatten aufnehmen. Diese Dateien werden bei virtuellen Festplatten immer im gleichen Verzeichnis wie die Originalfestplattendatei abgelegt. Bei phyisischen Festplatten wird das Redo Log im selben Verzeichnis wie die Konfigurationsdatei abgelegt. |
| .vmsn |
Snapshot der virtuellen Maschine |
| .vmem |
Hauptspeicherinhalt der virtuellen Maschine zum Zeitpunkt des Snapshots |
| .vmss |
Diese Datei wird beim Einfrieren (Suspend) einer virtuellen Maschine erstellt. Diese Funktion ähnelt dem Standby-Modus bei Notebooks undenthält den Hauptspeicherinhalt zum Zeitpunkt des Einfrierens. Diese Datei wird im gleichen Verteichnis wie die Festplattendatei abgelegt. |
| .lck |
Wenn eine virtuelle Maschine gestartet wird, legt VMware Server eine .lck -Datei zur Festplattendatei an, um einen Zugriffsschutz zu gewährleisten. |
| Quelle: Dennis Zimmer. VMware Server und VMware Player |
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| Abb.4 Virtuelle Maschine (Standard) |
Wie anhand der physikalischen Dateien schon zu erkennen ist, beginnt die Virtualisierung bei der VMware Architektur nicht erst beim Betriebssystem oder den konkreten Anwendungen. Im Gegensatz zu anderen Virtualisierungstechniken wird bei VMware auch die Hardware mit virtualisiert.
Der Aufbau einer Virtuellen Maschine beginnt also mit der virtuellen Hardware, die einen eigenen kleinen Computer mit seiner kompletten Hardware nachbildet. Um auf die Hardwarefunktionen richtig zugreifen zu können, gibt es auch hier, wie in jedem physischen Computer, ein BIOS.
Die Hardwarekomponenten werden über die Virtualisierungsschicht den Virtuellen Maschinen zur Verfügung gestellt. Hier können dazu Komponenten wie Festplatten, Netzwerkkarten, Soundkarten hinzugefügt werden.
Manche Komponenten sind aber nicht änderbar. Zum Beispiel kann der Typ
der CPU oder die Grafikkarte nicht geändert werden. Es werden von VMware
virtuelle Standardkomponenten verwendet, um eine große Portabilität
zu ermöglichen. Am Beispiel der Grafikkarte kann man die daraus resultierenden
Nachteile erkennen. Auf Grund der Verwendung von Standardkomponenten sind spezielle
Funktionen oder Fähigkeiten nicht nutzbar. Beispielsweise ist die
leistungsfähige GPU zur Berechnung von 3D Grafiken nicht durch die Virtuelle
Maschine nutzbar. Hierdurch ist die virtuelle Computerumgebung nicht geeignet,
um 3D Bearbeitung zu betreiben oder 3D Spiele zu spielen. Gleiche Nachteile gibt
es auch für die CPU und andere spezielle Komponenten, sofern diese nicht vom
VMware Virtual Machine Monitor unterstützt werden.
Diese Nachteile können aber durch spezielle von VMware zur
Verfügung gestellte Treiber teilweise aufgehoben werden. Die Treiber werden
zusammen mit anderen nützlichen Programmen als VMware Tools angeboten und
werden auch regelmäßig aktualisiert.
Auf der virtuellen Hardware setzt nun das Betriebssystem auf, das auf der
virtuellen Festplattendatei gespeichert wird. Das Betriebssystem kann auf die
virtuelle Hardware zugreifen, als sei es die physikalische. In dieser Umgebung
können nun, wie bei normalen Betriebssystemen auch, Anwendungsprogramme
oder Serverdienste installiert werden.
Virtuelle Maschinen bei Paravirtualisierung
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| Abb.5 Virtuelle Maschine (Paravirtual.) |
Der bisher dargestellte Aufbau gilt für alle Virtuellen Maschinen, die die Native Virtualisierung benutzen.
Virtuelle Maschinen, die demnächst auch mit der Paravirtualisierung arbeiten können, werden vom Aufbau nur geringfügig abgeändert. Der einzige und grundlegende Unterschied ist das Fehlen der virtuellen Hardware. Der Grund, für die geänderte Technologiestrategie bei VMware, ist der hohe Ressourcenverbrauch der Hardwarevirtualisierung.
Virtuelle Maschinen, die Paravirtualisierung benutzen, nutzen die durch die Virtual Services bereitgestellte Hardware. Diese wird den einzelnen virtuellen Maschinen vom Hypervisor zugeteilt. Über die Management Schicht werden die Berechtigungen zur Hardwarenutzung der virtuellen Maschinen verwaltet.