Paravirtualisierung und XEN

Inkompatibel aber leistungsstark

30.04.2007 | Autor / Redakteur: Anil Desai, Bernard Golden / Ulrich Roderer

Die Technik der Paravirtualisierung erfordert Anpassungen im Betriebssystemkern. Dieser Ansatz bringt Leistungsvorteile, setzt aber Zugang zum Betriebsystem voraus. XEN, ein Open-Source-Hypervisor verfolgt diesen Ansatz.

Paravirtualisierung (PV) ist ein sehr performanter Ansatz im Vergleich zu dem Ansatz des Mitbewerber des ESX-Servers von VMware, so dass die Leistung in der Regel sehr hoch ist. Die Paravirtualisierungs-Lösung erfordert allerdings Änderungen in Bereichen des Betriebssystemkernels, dennoch können viele andere Komponenten ohne Veränderung funktionieren. Insbesondere nutzt PV die systemspezifischen Gerätetreiber des Host-Betriebssystems, so dass die Lösung mehr Flexibilität in Bezug auf Hardwareunterstützung bietet.

Der offensichtlichste Nachteil von PV besteht darin, dass ein spezialisierter Kernel für das Gast-OS benötigt wird, wenn die Lösung auf einer nicht-virtualisierungsfähigen Hardware-Plattform läuft. Die Einrichtung und Konfiguration dieses speziellen Kernel kann eine richtige Herausforderung sein, besonders für unerfahrene Systemadministratoren.

Hilfe bei Xen-Bezeichnungen

Paravirtualisierung, Hypervisor und HVM sind technische Bezeichnungen, die beschreiben, wie Xen läuft. Im Gegensatz zum Ansatz von VMware, wo die Virtualisierungssoftware jedem Gastbetriebssystemen eine idealisierte Hardware-Abbildung anbietet, installiert Xen keine idealisierte Hardware-Abbildung oberhalb der realen Hardware. Stattdessen vermittelt ein sogenannter Hypervisor als kleiner Softwarelayer zwischen Hardware und Betriebssystem. Er regelt den Hardware-Zugriff der Gastbetriebssysteme, in dem er alle Anforderungen von den verschiedenen Gastbetriebssystemen koordiniert.

In der Vergangenheit konnten Gastbetriebssysteme, die entwickelt wurden, um direkt auf der Maschine zu laufen, nicht mit dem dazwischen liegenden Xen Hypervisor zusammenarbeiten; sie mussten modifiziert werden, um Hardware-Aufrufe auf die Hypervisor-Funktionsaufrufe umzuleiten. Dieser Ansatz der Virtualisierung wurde als Paravirtualisierung bezeichnet, obwohl einige Leute meinen, dass diese Bezeichnung zu ungenau ist.

Eine neue Generation von Chips wurde von Intel und AMD entwickelt, die die Fähigkeit haben, Hardwareaufrufe an einen privilegierten Software-Hypervisor zu übergeben. Intel nennt diese chipbasierte Technik VT und AMD SVT. Diese Technik ermöglicht es unveränderten Gastbetriebssystemen, Aufrufe an die Hardware zu stellen, die dann an den Hypervisor umgeleitet werden. So kann der Xen-Hypervisor mehrere Gastbetriebssysteme koordinieren. In der Xen-Sprache wird dieses hardwareaktivierte Virtualisierung HVM genannt.

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