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id: V1
titel: Virtualisierung – viele Server auf einer Maschine
block: server
woche: 9
worum: Ein Hypervisor teilt einen physischen Rechner in viele virtuelle auf. Das spart Hardware, aber nur, wenn man die Ressourcen plant, statt sie zu verteilen, bis nichts mehr geht.
rahmenplan: [B1, A8, A3]
lernfeld: LF9
merksatz: Typ 1 für Server, Typ 2 für den Schreibtisch. Ressourcen planen, Überbuchung bewusst entscheiden.
karten:
  - frage: Was unterscheidet einen Hypervisor vom Typ 1 von einem vom Typ 2?
    antwort: Typ 1 läuft direkt auf der Hardware, ohne Betriebssystem darunter – etwa Proxmox VE, Hyper-V oder VMware ESXi. Typ 2 läuft als Programm auf einem normalen Betriebssystem – etwa VirtualBox. Server virtualisiert man mit Typ 1.
  - frage: Was bedeutet Überbuchung bei der Virtualisierung?
    antwort: Den virtuellen Maschinen zusammen mehr Prozessorkerne oder Arbeitsspeicher zuzuweisen, als physisch vorhanden ist. Bei Prozessoren ist das üblich, weil selten alle gleichzeitig rechnen; beim Arbeitsspeicher ist es riskant, weil der Host dann auslagern muss.
  - frage: Nenne drei Vorteile der Servervirtualisierung.
    antwort: Bessere Auslastung der Hardware, schnelle Bereitstellung neuer Server aus Vorlagen und die Möglichkeit, virtuelle Maschinen im laufenden Betrieb auf einen anderen Host zu verschieben. Ebenfalls richtig – Snapshots vor Änderungen und einfachere Testumgebungen.
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## Das Wesentliche

- **Der Hypervisor** verteilt Prozessor, Arbeitsspeicher, Speicher und Netz eines
  physischen Rechners (des **Hosts**) auf mehrere **virtuelle Maschinen** (VMs, auch
  **Gäste**). Jede VM glaubt, einen eigenen Rechner zu haben.
- **Typ 1** („bare metal") läuft direkt auf der Hardware: Proxmox VE, Microsoft Hyper-V,
  VMware ESXi. Das ist die Wahl für Server.
- **Typ 2** läuft als Programm auf Windows, Linux oder macOS: VirtualBox, VMware
  Workstation. Gut für Tests am Arbeitsplatz, nicht für den Betrieb.
- **Ressourcen planen.** Eine VM bekommt so viel, wie sie braucht – nicht so viel, wie da
  ist. Zu viele virtuelle Prozessoren machen eine VM sogar langsamer, weil der Hypervisor
  sie gleichzeitig bereitstellen muss.
- **Überbuchung:** Bei Prozessorkernen ist ein Verhältnis von mehreren virtuellen zu einem
  physischen Kern üblich. Arbeitsspeicher überbucht man höchstens bewusst und knapp.
- **Ein Host ist ein einzelner Ausfallpunkt.** Fällt er aus, fallen alle VMs darauf aus.
  Abhilfe schafft ein Verbund aus mehreren Hosts mit gemeinsamem oder repliziertem Speicher,
  der VMs auf einen anderen Host umzieht.
- **Container** (etwa Docker) sind leichter als VMs: Sie teilen sich den Kern des
  Host-Betriebssystems. Schneller und sparsamer, aber weniger stark voneinander getrennt.

## Übersicht

| | Physischer Server | Virtuelle Maschine | Container |
|---|---|---|---|
| Eigenes Betriebssystem | ja | ja | nein, teilt den Kern des Hosts |
| Bereitstellung | Tage bis Wochen | Minuten | Sekunden |
| Trennung voneinander | vollständig | stark | schwächer |
| Typischer Einsatz | Host selbst, Spezialhardware | Server aller Art | einzelne Anwendungen und Dienste |

## Prüfungsfrage

**Frage:** Ein Betrieb betreibt fünf ältere physische Server mit geringer Auslastung und
möchte sie virtualisieren. Nennen Sie zwei Vorteile und zwei Risiken und je eine Maßnahme
gegen die Risiken.

**Antwort:** Vorteile: (1) Weniger Hardware, Strom, Kühlung und Platz, weil ein oder zwei Hosts
die Last der fünf Server tragen. (2) Neue Server lassen sich schnell aus Vorlagen bereitstellen,
und vor Änderungen sind Snapshots möglich. Risiken: (1) Der Host wird zum einzelnen
Ausfallpunkt – Maßnahme: zwei Hosts im Verbund mit gemeinsamem oder repliziertem Speicher,
damit VMs bei einem Ausfall auf dem anderen Host weiterlaufen. (2) Die VMs teilen sich die
Ressourcen; eine VM unter Last bremst die anderen – Maßnahme: Ressourcen vorab anhand der
gemessenen Auslastung planen, Arbeitsspeicher nicht überbuchen und die Auslastung des Hosts
überwachen.