Virtualisierung

Teil 6: Der Rechner im Rechner

Der nächste logische Schritt besteht darin, die Virtualisierung auf Hardwareebene durchzuführen. Sowohl Intel als auch AMD haben dies erkannt und entsprechende Technologien entwickelt: Intel Virtualization Technology (Codename Vanderpool) und AMD I/O Virtualization Technology (Pacifica).

Intel hat die Nase derzeit vorne, da das Unternehmen bereits Ende des letzten Jahres Prozessoren mit Virtualization-Technology-Unterstützung (Pentium-4-Modelle 672 und 662) auf den Markt gebracht hat. Kerngedanke der hardwarebasierten Virtualisierung ist es, die vorhandenen Ressourcen so aufzuteilen, dass sich mehrere Gast-Betriebssysteme völlig unabhängig vom Host-OS nutzen lassen. Unabhängig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die CPU sowohl dem Host- als auch dem Gast-Betriebssystem vorgaukelt, exklusiv über die Hardware zu verfügen.

Der Rechner im Rechner

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Para-Virtualisierungs-Software klinkt sich zwischen Hardware- und Betriebssystemschicht ein und hat so direkten Zugriff auf alle Ressourcen des Hosts.

Um Probleme mit dem im vorigen Abschnitt vorgestellten Ring-Modell von vornherein auszuschließen, hat Intel einen neuen Ring eingeführt und unterhalb der Ebene 0 platziert.

Der Rechner im Rechner

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Intel verkauft bereits seit Ende 2005 Pentium-4-Prozessoren, die mit einer speziellen Technologie zur hardwarebasierten Virtualisierung ausgestattet sind.

In diesem läuft der Virtual Machine Monitor (VMM), der vollständigen Zugriff auf Prozessor und andere Hardware hat. Zudem ist der VMM dafür zuständig, Gast-Betriebssystemen vorzugaukeln, dass sie im Host-Modus laufen und so direkten Zugriff auf alle Ressourcen haben. Realisiert wird diese Scharade durch zwei neue CPU-Erweiterungen:

VMX-Root-Operation und VMX-Non-Root-Operation. Die VMM läuft im privilegierten Root-Modus. Gast-Betriebssysteme müssen sich mit dem Non-Root-Modus begnügen, wobei das Gast-OS aber zu keinem Zeitpunkt erkennt, dass es im eingeschränkten Modus betrieben wird. Über die detaillierte Funktionsweise informiert Intel in einem PDF-Dokument (ftp://download.intel.com/technology/computing/vptech/C97063-002.pdf).

AMD setzt bei seinen 64-Bit-CPUs auf eine ähnliche Strategie. Da aber der Memory Controller - im Gegensatz zu Intel-CPUs - im Prozessor integriert ist, und so ein Großteil der Virtualisierung per Hardware erledigtwerden kann, dürfte die Performance höher sein.

Der Rechner im Rechner

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Die Zukunft ist virtuell Nachdem Intel und AMD ausgewählte Prozessoren mit speziellen Virtualisierungsfunktionen ausstatten und mit Xen 3.0 und Parallels Workstation 2.1 bereits zwei Produkte diese Features unterstützen, ist der zukünftige Weg vorgezeichnet.

Spätestens dann, wenn in einem Großteil aller Desktop-Rechner eine CPU mit Virtualisierungs- Features steckt und dann auch die beiden Platzhirsche Virtual PC und VMware Workstation die speziellen Funktionen vollständig unterstützen, dürfte die Virtualisierung auch im Home-Bereich eine große Rolle spielen.

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