Container vs. virtuelle Maschinen (VM): Alles, was Sie wissen müssen

Für Unternehmen, die ihre Softwarebereitstellungen plattformübergreifend standardisieren, Gemeinkosten senken und die Skalierbarkeit verbessern möchten, sind (Server-)Virtualisierung und Containerisierung die beiden derzeit am häufigsten genutzten Ansätze. Sowohl Virtualisierungs- als auch Containerisierungstechnologien basieren auf dem Einsatz in sich geschlossener virtueller Pakete und können IT-Administratoren dabei helfen, agiler zu werden und schneller auf sich ändernde geschäftliche Anforderungen zu reagieren. Allerdings können die beiden Konzepte etwas verwirrend sein. Lesen Sie weiter, um ein besseres Verständnis dafür zu erhalten, wie diese Technologien funktionieren und welche für verschiedene Anwendungsfälle am besten geeignet ist.

Was sind Container?

Container lassen sich als Pakete beschreiben, die alles enthalten, was zur Ausführung einer einzelnen Anwendung oder eines Microservices erforderlich ist. Dazu gehören auch die Abhängigkeiten und Laufzeitbibliotheken. Container ermöglichen es, die Anwendung schnell und zuverlässig von jedem Ort aus auszuführen – vom Desktop-Computer über physische und virtuelle Server bis hin zur Cloud.

Der Container ist vom Host-Betriebssystem (OS) abstrahiert. Jeder Container teilt sich den Betriebssystemkern mit anderen Containern, anstatt ein eigenes vollständiges Betriebssystem zu enthalten. Der Zugriff auf die zugrunde liegenden Betriebssystemressourcen ist eingeschränkt. Daher kann eine containerisierte Anwendung auf verschiedenen Infrastrukturtypen wie der Cloud, einer virtuellen Maschine, Bare-Metal-Systemen usw. ausgeführt werden, ohne dass die Anwendung für jede IT-Umgebung neu angepasst werden muss.

Da Container in der Regel den Betriebssystemkern der Maschine gemeinsam nutzen und nicht den Mehraufwand eines vollständigen Betriebssystems in jedem einzelnen Container mit sich bringen, gelten sie oft als „schlanker“ als virtuelle Maschinen (VMs).

Wie funktioniert die Containerisierung?

Containerisierung lässt sich als eine Form der Betriebssystemvirtualisierung definieren, bei der Anwendungen in isolierten Benutzerräumen (Containern) ausgeführt werden, die sich alle denselben Betriebssystemkern teilen. Dabei handelt es sich um die Kapselung einer Anwendung und der zu ihrer Ausführung erforderlichen Umgebung, sodass sie effizient und konsistent auf verschiedenen Computerplattformen ausgeführt werden kann.

Die Containerisierung entwickelt sich zunehmend zum bevorzugten Ansatz für die Softwareentwicklung und DevOps-Pipelines. Die Erstellung und Bereitstellung von Anwendungen erfolgt durch die Containerisierung schneller und sicherer.

Wenn Code mit herkömmlichen Methoden in einer bestimmten IT-Umgebung entwickelt und auf eine andere IT-Plattform übertragen wird, kann dies häufig zu Fehlern führen. Die Containerisierung beseitigt dieses Problem jedoch wirksam, indem sie den gesamten Anwendungscode zusammen mit den zugehörigen Bibliotheken, Abhängigkeiten und Konfigurationsdateien, die für die Ausführung erforderlich sind, kapseln.

Vor- und Nachteile der Containerisierung: Wie jede Technologie hat auch die Containerisierung ihre Vor- und Nachteile, die Sie berücksichtigen müssen.

Vorteile der Containerisierung

• Einer der größten Vorteile der Containerisierung besteht darin, dass sie Ihnen eine schnelle und ressourcenschonende Infrastruktur für die Ausführung Ihrer Anwendungen bietet. Die relativ ressourcenschonenden Container sind flexibler, und Sie können sie schneller erstellen und verschieben als virtuelle Maschinen.
• Die Containerisierung unterstützt die richtlinienbasierte Optimierung. Mithilfe einer Automatisierungsebene können Sie Anwendungen identifizieren, automatisch migrieren und auf der am besten geeigneten Plattform ausführen.
• Die Containerisierung trägt dazu bei, Ihre Kosten für Softwareentwicklung und Betrieb zu senken.
• Die Containerisierung bietet zudem eine höhere Skalierbarkeit. Im Vergleich zu virtuellen Maschinen (VMs) können auf einem physischen Server weitaus mehr Container erstellt und ausgeführt werden, da nicht in jedem Container ein vollständiges Betriebssystem enthalten sein muss. Darüber hinaus lassen sich monolithische Anwendungen mithilfe von Containern in kleinere Mikrodienste aufteilen. Die einzelnen Funktionen können dann skaliert und verteilt werden.

Nachteile der Containerisierung

• Einer der größten Nachteile der Containerisierungstechnologie besteht darin, dass ihre Einrichtung in einem Unternehmen einen erheblichen Aufwand erfordert, damit sie effizient funktioniert.
• Da es sich um eine relativ neue Technologie handelt, sind die erforderliche Anwendungsunterstützung und die Abhängigkeiten noch immer unzureichend.
• Es ist schwierig, qualifizierte Container-Entwickler zu finden.
• Container nutzen den Kernel des Host-Betriebssystems gemeinsam. Sollte der Kernel jedoch anfällig werden, wären auch alle damit verbundenen Container anfällig.
• Die Container-Technologie kann hinsichtlich der Kosten für die Anwendungsentwicklung teurer sein.

Welche Probleme lassen sich mit Containern lösen?

Laut einer [Prognose von Gartner Inc.](https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-06-25-gartner-prognostiziert-starkes-Umsatzwachstum-für-globale-Unternehmen#:~: text=Derweltweite Umsatz im Bereich Container-Management wird,neue Prognose von Gartner, Inc.) wird für den weltweiten Umsatz im Bereich Container-Management ein starkes Wachstum von 465,8 Millionen US-Dollar im Jahr 2020 auf beachtliche 944 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 prognostiziert.Gartner prognostiziert zudem, dass bis zum Jahr 2022 voraussichtlich mehr als 75 % der Unternehmen weltweit containerisierte Anwendungen in der Produktion einsetzen werden.

Die Containerisierungstechnologie bietet eine enorme Portabilität über verschiedene Computerplattformen und Umgebungen hinweg. Sie ermöglicht es den Entwicklern, eine Anwendung einmal zu schreiben und sie dann an jedem beliebigen Ort auszuführen.

Als zentrale Komponente der Private Cloud entwickeln sich Container für viele Unternehmen rasch zu einem entscheidenden Faktor. Die Private Cloud hat sich für Unternehmen zum bevorzugten Ansatz entwickelt, um die erforderliche Flexibilität und Kontrolle zu gewährleisten und gleichzeitig die effiziente Nutzung mehrerer Cloud-Dienste zu ermöglichen.

Was sind virtuelle Maschinen?

Eine virtuelle Maschine (VM) lässt sich als virtuelle Umgebung beschreiben, in der jede VM einen vollständigen virtuellen Computer mit eigenem Gastbetriebssystem, virtuellem Speicher, CPU, Speicherplatz und Netzwerkschnittstelle darstellt. VMs fungieren als softwaredefinierte virtuelle Computer, die auf physischen Servern ausgeführt werden.

Eine virtuelle Maschine (VM), die üblicherweise als „Gast“ bezeichnet wird, wird innerhalb einer physischen Rechenumgebung erstellt, die als „Host“ bezeichnet wird. Mehrere VMs können sich die Ressourcen eines einzelnen Hosts – wie Arbeitsspeicher, Netzwerkbandbreite und CPU-Zyklen – teilen und gleichzeitig ausgeführt werden. Jede VM verfügt jedoch über ein eigenes Betriebssystem und arbeitet unabhängig von anderen VMs, die sich möglicherweise auf demselben Host befinden.

Wie funktioniert Virtualisierung?

Als Grundlage des Cloud-Computing ermöglicht die Servervirtualisierung eine effizientere Nutzung der physischen Computerhardware. Sie können die volle Kapazität eines physischen Rechners ausschöpfen, indem Sie mehrere virtuelle Maschinen auf einem einzigen Server ausführen.

Bei der Servervirtualisierung wird eine virtuelle Instanz eines Computersystems innerhalb einer Ebene ausgeführt, die als Hypervisor bezeichnet wird und von der tatsächlichen Hardware abstrahiert ist. Der Hypervisor weist jeder virtuellen Maschine (VM) Hardware-Ressourcen wie CPUs, Arbeitsspeicher und Speicherplatz zu. Die Servervirtualisierung ermöglicht es, mehr als ein Betriebssystem gleichzeitig auf einem einzigen Computersystem auszuführen.

Für den weltweiten Markt für Virtualisierungssoftware wird in den nächsten zwei Jahren eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von fast 30 % prognostiziert.

Es gibt vier Arten der Virtualisierung:

• Servervirtualisierung – Da sie vonüber 90 % der Unternehmen in Europa und Nordamerikagenutzt wird, ist die Servervirtualisierung die gängigste Form der Virtualisierung. Bei der Servervirtualisierung wird ein physischer Server, wie oben beschrieben, in mehrere voneinander isolierte virtuelle Serverinstanzen unterteilt.
• Netzwerkvirtualisierung – Die Netzwerkvirtualisierung ermöglicht die Erstellung abstrakter Versionen physischer Netzwerkressourcen, darunter Firewalls, Router und Switches, innerhalb separater Schichten des virtuellen Netzwerks.
• Speichervirtualisierung – Bei der Speichervirtualisierung werden mehrere physische Speicherressourcen abstrahiert, zusammengefasst und verwaltet, sodass sie wie ein einziger, zentraler Speicherpool erscheinen. Die Speicherressourcen können von verschiedenen Anbietern stammen und sich in unterschiedlichen Netzwerken befinden.
• Desktop-Virtualisierung – Erstellt eine virtuelle Version des Arbeitsplatzrechners einschließlich seines Betriebssystems, auf die per Fernzugriff zugegriffen werden kann.

Vor- und Nachteile der Virtualisierung

Lassen Sie uns einige der wichtigsten Vor- und Nachteile der Virtualisierung erörtern.

Vorteile der Virtualisierung

• Einer der wichtigsten Vorteile der Virtualisierungstechnologie besteht darin, dass sie eine effiziente Auslastung der Hardware ermöglicht. Sie können mehrere virtuelle Instanzen auf derselben Hardware erstellen und so die Hardwarekosten senken.
• Eine weitere Stärke der Virtualisierung ist die Erhöhung der Betriebszeit und Verfügbarkeit. Dank Funktionen wie Fehlertoleranz, Speichermigration, Live-Migration, verteilter Ressourcenplanung und Hochverfügbarkeit ermöglichen virtuelle Maschinen der IT-Abteilung eine schnelle Wiederherstellung nach unvorhergesehenen Ausfällen.
• Virtualisierung trägt zur Senkung der IT-Betriebskosten bei, da für die Erreichung desselben Maßes an Skalierbarkeit, Verfügbarkeit und Leistung eine geringere Anzahl an Hardware-Servern und den damit verbundenen Ressourcen erforderlich ist. Dies bedeutet einen geringeren Zeitaufwand für die Verwaltung und Wartung der Hardware-Ressourcen.
• Sicherung, Duplizierung und Wiederherstellung sind durch Virtualisierung relativ einfacher und schneller. Dank Echtzeit-Datensicherung und -Spiegelung ist der Datenverlust vernachlässigbar gering, und eine schnelle Wiederherstellung aus dem zuletzt gespeicherten Zustand, der auf einer separaten virtuellen Instanz gespiegelt wurde, ist möglich.

Nachteile der Virtualisierung

• Da die anfänglichen Einrichtungskosten für Speicher und Server höher als üblich sind, stellt die hohe Anfangsinvestition einen der größten Nachteile der Virtualisierung dar.
• Um eine virtualisierte Umgebung einzurichten und zu verwalten, müssen Sie Ihr IT-Personal schulen oder Experten einstellen, die sich mit Virtualisierungstechnologien bestens auskennen.
• Tests sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass Ihre Systeme in einer virtualisierten Umgebung einwandfrei funktionieren.

Welche Probleme lassen sich mit virtuellen Maschinen lösen?

Unternehmen benötigen heutzutage oft zahlreiche Server an verschiedenen physischen Standorten, die jeweils mit maximaler Auslastung betrieben werden, um die Effizienz und die Kapitalrendite zu steigern. Daher ist es mittlerweile gängige Praxis, Virtualisierung einzusetzen, um die Auslastung der Rechenressourcen zu erhöhen. Der Kerngedanke hinter der Virtualisierung war es, die Effizienz von IT-Systemen zu steigern.

Virtualisierung trägt dazu bei, die Skalierbarkeit, Flexibilität und Agilität der IT zu steigern und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken. Darüber hinaus sind die Verfügbarkeit von Ressourcen, eine höhere Leistung, automatisierte Abläufe und die Mobilität von Workloads einige der Gründe, warum sich die Virtualisierung in der IT-Branche durchgesetzt hat.

Der Bericht [„State of Virtualization Technology 2020“](https://www.spiceworks.com/marketing/reports/state-of-virtualization/#:~:text=Mit Blick auf die Zukunft, die Einführung von,rechnen damit, Desktop-Virtualisierung zu nutzen.) prognostiziert, dass die Akzeptanz von Virtualisierungstechnologien in Unternehmen bis 2021 voraussichtlich deutlich zunehmen wird. Während 75 % der Unternehmen voraussichtlich Anwendungsvirtualisierung einführen werden, wird erwartet, dass fast 69 % mit der Nutzung von Desktop-Virtualisierung beginnen werden.

Container vs. virtuelle Maschinen: Was ist der Unterschied?

In diesem Abschnitt werden wir die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale zwischen den beiden Technologien erörtern. Das folgende Diagramm zeigt, dass virtuelle Maschinen jeweils über ein eigenes „Gast“-Betriebssystem verfügen und auf der Hypervisor-Ebene liegen. Jede virtuelle Maschine verfügt über eigene Binärdateien und Bibliotheksdateien. Container hingegen können Binärdateien und Bibliotheken gemeinsam nutzen und enthalten kein Betriebssystem. Anstelle des Hypervisors kommt eine Container-Engine zum Einsatz.

Hier ist eine Vergleichstabelle:

Wann sollte man Container einsetzen?

Container könnten die richtige Wahl sein, wenn Sie Ihre kurzfristigen Anwendungsanforderungen abdecken möchten. Da Container portabel sind und sich schnell einrichten und starten lassen, können sie dazu beitragen, Ihre Anwendungen elastisch an die Nachfrage anzupassen. Beispiele hierfür sind ereignisgesteuertes Video-Streaming, die Bereitstellung von Webdiensten, Versicherungsansprüche oder die Abwicklung von Online-Bestellungen.Sie sollten sich für die Containerisierung entscheiden, wenn es Ihnen vorrangig darum geht, die Anzahl der Anwendungen zu maximieren, die Sie auf einer minimalen Anzahl von Servern ausführen. Container haben jedoch die Einschränkung, dass sie nicht von dedizierten Speicherressourcen, Rechenkapazitäten und Betriebssystemen unterstützt werden. Container eignen sich gut für die Bündelung von Microservices und die Entwicklung cloud-nativer Anwendungen.

Wann sollten Sie virtuelle Maschinen einsetzen?

VMs sind die beste Wahl für Unternehmen, die mehrere Anwendungen ausführen müssen, für die der umfassende Funktionsumfang und Support eines dedizierten Betriebssystems erforderlich sind. VMs eignen sich am besten für Anwendungen, die Sie über einen längeren Zeitraum nutzen und in einer virtualisierten Umgebung ausführen möchten, die vielseitiger und sicherer ist.

Virtualisierung eignet sich besser für die Unterbringung traditioneller, veralteter, monolithischer Workloads, die Bereitstellung von Infrastrukturressourcen, den Betrieb eines Betriebssystems innerhalb eines anderen sowie die Isolierung risikobehafteter Entwicklungszyklen.

Überwachung Ihrer virtuellen Umgebung

Wenn es um die Überwachung und Verwaltung Ihrer virtuellen Server geht, sollten Sie darauf achten, dass Ihr Endpunktmanagement-Tool einen umfassenden Überblick über Ihre virtuelle Umgebung bietet, damit Sie Probleme schnell erkennen und beheben können.

Kaseya VSA erkennt die beiden gängigsten Virtualisierungsinfrastrukturen, VMware und Microsoft Hyper-V, und nimmt Hosts und VMs in seine Netzwerktopologiekarte auf.

VSA-Topologiekarte mit Darstellung der MS Hyper-V-VMs und des QV-Fensters

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