• Typ 1: Bare-Metal-Hypervisoren: Werden direkt auf der physischen Hardware des Hosts ausgeführt. Sie werden häufig in Rechenzentren von Unternehmen eingesetzt, da sie sehr leistungsstark und effizient sind. Google Cloud verwendet beispielsweise einen KVM-basierten Hypervisor für seine Compute Engine-VMs.
• Typ 2: gehostete Hypervisoren: Laufen als Anwendung auf einem vorhandenen Betriebssystem und eignen sich daher für die Verwendung mit Desktop-Computern. Die häufigsten Anwendungsfälle sind hier Entwicklung und Testen.

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.  Diese Cloud-VMs werden üblicherweise nach ihrer Ressourcenoptimierung kategorisiert:

• VMs für allgemeine Zwecke eignen sich für eine Vielzahl von Aufgaben und Arbeitslasten.
• Computing-optimierte VMs sind für Hochleistungs-Computing (HPC) und rechenintensive Anwendungen konzipiert.
• Speicheroptimierte VMs eignen sich ideal für große Unternehmensdatenbanken und Arbeitslasten, die sehr viel Arbeitsspeicher benötigen.
• Spezielle VMs sind mit bestimmten High-End-Ressourcen wie GPUs für KI/ML und fortgeschrittenes wissenschaftliches Rechnen konfiguriert.
• Confidential VMs sind ein sicherer Typ, der Daten auch während der Verarbeitung im Arbeitsspeicher schützt.

VMs und Container werden zwar beide verwendet, um Anwendungen zu isolieren, aber auf grundlegend unterschiedliche Weise. Eine virtuelle Maschine virtualisiert den gesamten physischen Hardware-Stack, einschließlich des Betriebssystems. Dadurch ist jede VM eine in sich geschlossene, isolierte Umgebung. Das bedeutet aber auch, dass VMs tendenziell größer sind und mehr Ressourcen verbrauchen.

Container sind dagegen schlanker, da sie nur die Betriebssystemebene virtualisieren. Anstatt ein vollständiges Betriebssystem mit jeder Anwendung zu bündeln, nutzt ein Container den Kernel des Host-Betriebssystems mit. Dadurch verbrauchen Container weniger Ressourcen als VMs und starten schneller, bleiben aber isoliert. Deshalb sind Container für die Entwicklung neuer Anwendungen so attraktiv. Da viele der in den letzten 10 Jahren entwickelten Anwendungen für Container geschrieben wurden, sind viele Arbeitslasten, darunter E‑Commerce, Backoffice und KI, „container-nativ“.

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. Schließlich bieten die meisten Cloud-Anbieter virtuelle Maschinen an, deren CPU- und Arbeitsspeicherleistung fest vorgegeben ist, was zu einer ineffizienten Ressourcennutzung führt.

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. Außerdem bietet Google Compute Engine virtuelle Maschinen in benutzerdefinierten Größen an. Anstatt aus vordefinierten Maschinentypen mit möglicherweise überschüssiger Kapazität auszuwählen, können Sie das CPU-Arbeitsspeicher-Verhältnis speziell auf Ihre Arbeitslasten abstimmen und zahlen so nur für die Ressourcen, die Sie tatsächlich nutzen. Dieser gezielte Ansatz minimiert Verschwendung und kann Ihre Cloud-Ausgaben erheblich reduzieren, insbesondere bei der Migration von lokalen Umgebungen oder von anderen Cloud-Anbietern zu Google Cloud. Compute Engine bietet auch virtuelle Maschinentypen, die für spezifische Kundenanforderungen wie Unternehmensarbeitslasten, Konfigurationen mit großem Arbeitsspeicher oder anspruchsvolle Arbeitslasten wie Machine Learning oder Hochleistungs-Computing optimiert sind.

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. 

Bei bestimmten Anwendungen können Entwickler herkömmliche VMs komplett umgehen. Moderne Bereitstellungsmodelle wie Container-Orchestrierung (Google Kubernetes Engine – GKE) und serverloses Computing (Cloud Run) sind leistungsstarke Alternativen für bestimmte Anwendungsfälle. Teams können damit die Verwaltung von VM-Betriebssystemen umgehen, die Bereitstellung beschleunigen und oft auch Kosten sparen.

Wenn Sie bereit sind, virtuelle Maschinen zu verwenden, bietet Google Cloud diese über Compute Engine an. Compute Engine bietet flexible, selbstverwaltete VM-Instanzen, die in der Infrastruktur von Google gehostet werden. Hier eine allgemeine Übersicht, wie Sie eine VM in Compute Engine erstellen und eine Verbindung dazu herstellen:

Sie benötigen ein Google Cloud-Projekt mit aktivierter Abrechnung. Neue Nutzer können sich für einen kostenlosen Testzeitraum registrieren.

Diese API ist erforderlich, um VMs zu erstellen und zu verwalten. Sie können es in der Google Cloud Console oder mit der gcloud CLI aktivieren.

Sie können VM-Instanzen mit der Google Cloud Console oder der gcloud CLI erstellen.

• Über die Console: Rufen Sie in der Google Cloud Console „Compute Engine“ auf und klicken Sie auf „Instanz erstellen“. Anschließend können Sie den Namen, die Region, die Zone, den Maschinentyp (z. B. e2-medium), das Bootlaufwerk-Image (z. B. Debian, Ubuntu, Windows Server) und andere Einstellungen für Ihre VM konfigurieren.
• Mit der gcloud CLI: Nutzer der Befehlszeile können den Befehl „gcloud compute instances create“ verwenden.

SSH (Linux-VMs): Stellen Sie über SSH eine sichere Verbindung zu Ihren Linux-Instanzen her.

• Über die Google Cloud Console: Die einfachste Methode ist oft die Verwendung des Button „SSH“ neben Ihrer Instanz im Compute Engine-Abschnitt der Console. Dadurch wird eine browserbasierte Terminalsitzung geöffnet.

Mit der gcloud CLI: Der Befehl „gcloud compute ssh“ bietet eine einfache Möglichkeit, eine Verbindung von Ihrem lokalen Terminal aus herzustellen.

• SSH-Schlüsselverwaltung: Wenn Sie gcloud compute ssh zum ersten Mal mit einer VM verwenden, generiert gcloud standardmäßig ein SSH-Schlüsselpaar. Anschließend wird der öffentliche Schlüssel den Metadaten der VM oder den Projektmetadaten hinzugefügt. Der auf der VM ausgeführte Google Guest Agent konfiguriert sshd automatisch so, dass der Zugriff mit diesem Schlüssel möglich ist.

OS Login verwenden (empfohlen): Wenn Sie die Sicherheit erhöhen und die SSH-Schlüsselverwaltung vereinfachen möchten, insbesondere bei mehreren VMs oder Teams, sollten Sie OS Login aktivieren. OS Login bindet die SSH-Zugriffssteuerung in Google Cloud IAM ein. Wenn OS Login aktiviert ist, werden SSH-Schlüssel mit Ihrer Google-Identität verknüpft und der Zugriff wird über IAM-Berechtigungen verwaltet, anstatt Schlüssel an Instanzmetadaten zu verteilen.

Um OS Login zu aktivieren, setzen Sie den Metadatenschlüssel „enable-oslogin“ für Ihr Projekt oder einzelne Instanzen auf „TRUE“.

•  Anschließend können Sie wie gewohnt mit gcloud compute ssh eine Verbindung herstellen. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation unter OS Login einrichten.