Virtuelle Maschinen verwenden Virtualisierungstechnologien, um virtuelle Hardware zu erstellen – oder eine virtuelle Version eines Computers auf einer physischen Maschine. Die physische Maschine, auf der die VMs ausgeführt werden, wird als Host und die auf dem Host ausgeführten VMs als Gäste bezeichnet. 

Jede Gast-VM wird auf einer isolierten Partition auf dem Host ausgeführt, die vollständig von anderen Gästen getrennt ist. Sie können mehrere VMs auf einem einzigen Hostcomputer hosten – oft auf einem Server –, der auf einer Softwareschicht ausgeführt wird, die als Hypervisor bezeichnet wird.

Der Hypervisor abstrahiert die physischen Ressourcen des Hostcomputers, z. B. Rechen-, Arbeitsspeicher- oder Speicherressourcen, in einen Pool, der bei Bedarf bereitgestellt und dynamisch auf Gast-VMs zugewiesen werden kann. Das steigert die Flexibilität und die Gesamteffizienz.

Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von virtuellen Maschinen: Prozess-VMs und System-VMs. 

• Prozess-VM : Eine Prozess-VM, auch als Anwendungs-VM oder verwaltete Laufzeitumgebung (Managed Runtime Environment, MRE) bezeichnet, erstellt eine virtuelle Umgebung eines Betriebssystems, während eine Anwendung oder ein einzelner Prozess ausgeführt wird, und löscht sie, sobald Sie sie beenden. Prozess-VMs ermöglichen das Erstellen einer plattformunabhängigen Umgebung, in der eine Anwendung oder ein Prozess auf beliebigen Plattformen gleich ausgeführt werden kann.
• System-VM : Eine System-VM (manchmal als Hardware-VM bezeichnet) simuliert ein vollständiges Betriebssystem, sodass mehrere Betriebssystemumgebungen auf derselben Maschine ausgeführt werden können. Dies ist in der Regel die Art von VM, auf die sich die Leute beziehen, wenn sie von „virtuellen Maschinen“ sprechen. System-VMs können ihr eigenes Betriebssystem und eigene Anwendungen ausführen. Ein Hypervisor überwacht und verteilt die Ressourcen der physischen Hostmaschine auf die System-VMs. 

Vielleicht haben Sie in letzter Zeit auch schon einmal von virtuellen Maschinen in der Cloud oder von einer Cloud-VM gehört. Virtuelle Cloud-Maschinen sind VMs, die auf virtuellen Servern in der Cloud ausgeführt werden. Bei vielen Cloud-Dienstanbietern können Sie virtuelle Cloud-Maschinen in deren Infrastruktur erstellen und ausführen, sodass Sie ihre leistungsstarken Server als Hostmaschinen und andere softwaredefinierte Dienste wie Arbeitsspeicher und Netzwerkspeicher nutzen können. 

In der folgenden Videofolge von VM End to End erfahren Sie mehr darüber, was eine virtuelle Maschine im Cloud-Computing ist und was Ihr Unternehmen mit einer Cloud-VM tun kann. 

Beim Ausführen von VMs sind jedoch einige Aspekte zu beachten. Eine der größten Herausforderungen virtueller Maschinen besteht darin, dass die Ausführung mehrerer Betriebssysteme und einer Hypervisor-Ebene Leistungskosten verursachen kann, wenn der Hostcomputer nicht robust genug ist. Darüber hinaus ist virtuelle Hardware möglicherweise nicht so effizient wie die physische Hardware einer physischen Maschine. 

Viele dieser Bedenken können jedoch überwunden werden, wenn Sie VMs verwenden, die von einem Cloud-Dienstanbieter angeboten werden. Cloud-VMs bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen VMs, da sie Organisationen Zugriff auf die Rechenleistung der Computer eines ganzen Rechenzentrums anstelle einer einzelnen Maschine bieten. 

Die Größe der virtuellen Google Cloud-Maschinen kann beispielsweise um mehr CPU und Arbeitsspeicher erweitert werden. Außerdem werden die Maschinentypen für spezifische Kundenanforderungen wie rechenintensive Arbeitslasten, Konfigurationen mit großem Arbeitsspeicher oder anspruchsvolle Arbeitslasten wie maschinelles Lernen oder Hochleistungs-Computing optimiert. 

Google Cloud bietet sogar abgeschirmte virtuelle Maschinen für zusätzliche Sicherheit und prüfbare Integrität Ihrer VM-Instanzen. Von Google Cloud abgeschirmte virtuelle Maschinen nutzen erweiterte Plattformsicherheitsfunktionen und -kontrollen, die Unternehmensarbeitslasten vor Bedrohungen wie Remote-Angriffen, Rechteausweitung und böswilligen Insidern schützen. 

VMs sind die Grundbausteine virtualisierter Rechenressourcen und spielen eine wichtige Rolle beim Erstellen von Anwendungen, Tools und Umgebungen – sowohl in der Cloud als auch lokal. 

Im Folgenden finden Sie einige der häufigsten Einsatzmöglichkeiten von virtuellen Maschinen in Unternehmen:

• Server konsolidieren: Mehrere physische Maschinen können als VM neu konfiguriert und zusammen mit anderen VMs auf einem Host ausgeführt werden. So können Unternehmen ihre Ressourcen bündeln.
• Entwicklungs- und Testumgebungen erstellen: VMs können als isolierte Umgebungen für Tests und Entwicklung dienen, die volle Funktionalität bieten, aber keine Auswirkungen auf die umgebende Infrastruktur haben.
• DevOps-Unterstützung: VMs können einfach aktiviert oder deaktiviert, migriert und angepasst werden, was maximale Flexibilität bei der Entwicklung bietet. 
• Ermöglichung der Arbeitslastmigration: Die Flexibilität und Übertragbarkeit von VMs sind entscheidend, um Migrationsinitiativen schneller umzusetzen.
• Notfallwiederherstellung und Geschäftskontinuität verbessern: Die Replikation von Systemen in Cloud-Umgebungen mithilfe von VMs kann eine zusätzliche Sicherheitsebene und Verlässlichkeit bieten. Cloud-Umgebungen können außerdem kontinuierlich aktualisiert werden.
• Erstellen Sie eine Hybridumgebung: VMs bieten die Grundlage zum Erstellen einer Cloud-Umgebung zusammen mit einer lokalen Umgebung. So erhalten Sie mehr Flexibilität, ohne die vorhandenen Systeme aufgeben zu müssen.

Compute Engine ist das flexible Angebot für virtuelle Maschinen von Google Cloud, mit dem Sie virtuelle Maschinen in vordefinierten oder benutzerdefinierten Maschinengrößen in der Infrastruktur von Google erstellen und ausführen können. Die Compute Engine bietet alle Tools, die Sie benötigen, um Ihre digitale Transformation zu beschleunigen und Ihre vorhandenen Anwendungen in die Cloud zu übertragen. 

Mit Compute Engine können Sie Ihre Systeme validieren, ausführen und migrieren, ohne Ihre Anwendungen neu schreiben oder Images oder Verwaltungsprozesse ändern zu müssen. 

Brauchen Sie Hilfe bei der Auswahl der passenden VM für Ihre Arbeitslast? Sehen Sie sich unsere Empfehlungen im VM-Auswahltool an.