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Die Maschine in der Maschine

Das Who's Who der Virtualisierungstechniken

8. April 2010, 14:24 Uhr | Joachim Kroll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Betriebssystemneutrale oder Vollvirtualisierung

Die Königsdisziplin der Virtualisierung. Sie wird auch »Bare Metal«-Virtualisierung genannt, weil der Hypervisor auf der »nackten« Hardware läuft. Die Gast-Betriebssysteme müssen nicht verändert werden und bekommen überhaupt nichts davon mit, dass sie nicht direkt auf der Hardware sondern in einer virtuellen Maschine laufen.

Bare-Metal-Virtualisierung bietet eine sichere gegenseitige Abschirmung der virtuellen Maschinen bei voller Kontrolle der Ressourcenverteilung durch den Hypervisor. Keine der virtuellen Maschinen kann die gesamte Rechenzeit verbrauchen und dadurch die anderen virtuellen Maschinen an der Ausführung hindern.

Die gute Performance resultiert daraus, dass fast alle Befehle direkt auf der Hardware ausgeführt werden. Verluste entstehen nur durch den Kontextwechsel beim Hin- und Herschalten zwischen den virtuellen Maschinen. Die x86-Architektur weist allerdings 17 kritische Befehle auf, die nicht virtualisierbar sind. Diese Befehle fängt der Hypervisor ab und emuliert sie. So sind z.B. direkte Zugriffe auf den Interrupt Controller und die MMU für die Betriebssysteme der virtuellen Maschinen tabu. Die Ausführung solch abgefangener Befehle dauert erheblich länger und beeinflusst den Determinismus, d.h. Echtzeit-Anwendungen funktionieren evtl. nicht mehr.

Ein weiterer Nachteil für hardwarenah programmierende Software-Entwickler: Entwicklungswerkzeuge und Debugger können nicht mit den Interna des Hypervisors umgehen. Debugging mit handelsüblichen Hardware-Debuggern funktioniert nicht.

Beispiele: VMware ESX-Server, LynuxWorks Secure Hypervisor, Virtuallogix VLX