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Virtueller Server

Was ist ein virtueller Server?

Ein Virtueller Server, auch als virtuelle Maschine (VM) bezeichnet, basiert auf Computerarchitekturen und stellt die Funktionalität eines physischen Computers bereit. Seine Implementierungen können spezialisierte Hardware, Software oder eine Kombination umfassen.

Welche Arten von virtuellen Servern gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von virtuellen Servern mit unterschiedlichen Funktionen:

  • Systemvirtuelle Server bieten einen Ersatz für eine reale Maschine. Sie bieten Funktionen, die für die Ausführung von ganzen Betriebssystemen benötigt werden. Ein Hypervisor verwendet die native Ausführung, um Hardware freizugeben und zu verwalten. Dies ermöglicht mehrere Umgebungen, die voneinander isoliert sind, sich jedoch auf derselben physischen Maschine befinden. Moderne Hypervisoren verwenden Hardware-unterstützte Virtualisierung, Virtualisierungs-spezifische Hardware, hauptsächlich von den Host-CPUs.
  • Prozessvirtuelle Server sind so konzipiert, dass sie Computerprogramme in einer plattformunabhängigen Umgebung ausführen. Einige virtuelle Server, z. B. QEMU, sind so konzipiert, dass sie auch verschiedene Architekturen emulieren und die Ausführung von Softwareanwendungen und Betriebssystemen ermöglichen, die für eine andere CPU oder Architektur geschrieben wurden.

Was sind die Funktion eines virtueller Servers?

Der Wunsch, mehrere Betriebssysteme zu betreiben, war das ursprüngliche Motiv für virtuelle Server, um eine zeitliche Aufteilung zwischen mehreren Single-Tasking-Betriebssystemen zu ermöglichen. In gewisser Hinsicht kann ein virtueller Server als eine Verallgemeinerung des Konzepts des virtuellen Speichers angesehen werden, der ihr historisch voranging. IBMs CP / CMS, die ersten Systeme, die vollständige Virtualisierung ermöglichen, implementierten Timesharing, indem sie jedem Benutzer ein Einzelbenutzer-Betriebssystem, das Conversational Monitor System (CMS), zur Verfügung stellen. Im Gegensatz zum virtuellen Speicher hat ein virtueller Server den Benutzer berechtigt, privilegierte Anweisungen in seinen Code zu schreiben. Dieser Ansatz hatte gewisse Vorteile, wie das Hinzufügen von Ein- / Ausgabegeräten, die vom Standardsystem nicht erlaubt sind.

Wenn die Technologie einen virtuellen Server für Zwecke der Virtualisierung entwickelt, können neue Systeme von Speicherüberbelegung angewendet werden, um die gemeinsame Nutzung von Speichern zwischen mehreren virtuellen Servern auf einem Computerbetriebssystem zu verwalten. Es kann möglich sein, Speicherseiten mit identischem Inhalt zwischen mehr als einem virtueller Server zu teilen, während alle auf derselben physischen Maschine ausgeführt werden. Was dazu führen kann, dass sie durch eine Technik namens Kernel SamePage Merging auf die gleiche physische Seite abgebildet werden. Dies ist besonders nützlich für schreibgeschützte Seiten. Beispielsweise solche, die Code-Segmente enthalten, was bei mehreren virtuellen Servern mit derselben oder ähnlicher Software, Softwarebibliotheken, Webservern, Middlewarekomponenten usw. der Fall ist. Die Gastbetriebssysteme benötigen keine Kompatibilität mit der Host-Hardware, so dass verschiedene Betriebssysteme auf demselben Computer (z. B. Windows, Linux oder frühere Versionen eines Betriebssystems) ausgeführt werden können, um zukünftige Software zu unterstützen.

Wie kommen virtuelle Server zur Verwendung?

Die Verwendung eines virtuellen Servers zur Unterstützung separater Gastbetriebssysteme ist in Bezug auf eingebettete Systeme beliebt. Eine typische Verwendung besteht darin, ein Echtzeitbetriebssystem gleichzeitig mit einem bevorzugten komplexen Betriebssystem wie Linux oder Windows auszuführen. Eine andere Verwendung wäre für neue und noch nicht erprobte Software, die sich noch in der Entwicklungsphase befindet, also läuft sie in einer Sandbox. Ein virtueller Server hat noch weitere Vorteile für die Betriebssystementwicklung und kann z B. einen verbesserten Debug-Zugriff und schnellere Neustarts enthalten.

Wie funktioniert die Verarbeitung bei virtueller Servern?

Eine Prozess-VM, die manchmal als virtuelle Anwendungsmaschine oder Managed Runtime Environment (MRE) bezeichnet wird, wird als normale Anwendung in einem Host-Betriebssystem ausgeführt und unterstützt einen einzelnen Prozess. Sein Zweck besteht darin, eine plattformunabhängige Programmierumgebung bereitzustellen. Welche die Details der zugrunde liegenden Hardware oder des Betriebssystems abstrahiert und es einem Programm ermöglicht, auf jeder Plattform auf dieselbe Weise ausgeführt zu werden.

Eine Prozess-VM bietet eine High-Level-Abstraktion – die einer High-Level-Programmiersprache (im Vergleich zur Low-Level-ISA-Abstraktion der System-VM). Prozess-VMs werden mit einem Interpreter implementiert. Durch die Just-in-Time-Compilierung kann eine mit kompilierten Programmiersprachen vergleichbare Leistung erzielt werden. Dieser Typ eines virtuellen Servers ist bei der Java-Programmiersprache, die unter Verwendung der Java Virtual Machine implementiert wird, populär geworden. Weitere Beispiele sind die virtuelle Parrot-Maschine und das .NET Framework, das auf einem virtuellen Server mit der Bezeichnung Common Language Runtime ausgeführt wird. Sie alle können als Abstraktionsschicht für jede Computersprache dienen.

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