Virtualisierung ermöglicht es, mehrere Betriebssysteme oder Dienste gleichzeitig auf derselben Hardware zu betreiben.
Sie trennt Hardware und Software logisch voneinander und sorgt für Flexibilität, Ausfallsicherheit und bessere Ressourcennutzung.

• mehrere Systeme auf einer Hardware
• bessere Auslastung (CPU, RAM)
• hohe Flexibilität
• schnelle Wiederherstellung (Snapshots)
• leichter Umzug (Migration)
• Isolation von Anwendungen
• Kostenersparnis (weniger Server)

Beispiele aus der Praxis:

• Proxmox-Cluster
• VMware ESXi
• Hyper-V
• Virtuelle Testumgebungen
• Docker-Container

Ein Hypervisor ist eine Software, die virtuelle Maschinen betreibt.

läuft direkt auf der Hardware:

• Proxmox VE

  • VMware ESXi
    * Microsoft Hyper-V (Server)
    * XCP-ng
    

  Vorteile:

• hohe Performance

  • stabil und sicher
    * ideal für Server
    

  ASCII:

Hardware
  ↓
Hypervisor (Typ 1)
  ↓
VMs

läuft auf einem bestehenden Betriebssystem:

• VirtualBox

  • VMware Workstation
    * Parallels
    

  Vorteile:

• gut für Tests & Schulung

  • einfacher zu bedienen
    

  ASCII:

Hardware → OS → Hypervisor → VM

Eine VM ist ein vollständiges Betriebssystem innerhalb eines Hypervisors.

Enthält:

• virtuelle CPU(s)
• RAM
• virtuelle Festplatte (z. B. qcow2, vmdk, vhdx)
• virtuelle Netzwerkkarte
• BIOS/UEFI
• eigene Treiber

Beispiele:

• Windows Server 2022
• Debian / Ubuntu Linux
• Firewall-VM (OPNsense)
• Datenbankserver

Vorteile:

• komplett isoliert
  * beliebig duplizierbar
  * portabel
  

—

Snapshots speichern den Zustand einer VM zu einem Zeitpunkt.

Beinhalten:

• RAM (optional)
• Festplattenzustand
• Konfiguration

Nutzen:

• schnelle Rückkehr bei Fehlern
• ideal für Updates
• Test-Umgebungen

Wichtiger Hinweis:

• Snapshots sind kein Backup
  * Snapshots können Speicher fressen, wenn sie lange existieren

ASCII:

Snapshot A → Snapshot B → Snapshot C

Moderne Hypervisoren erlauben:

VM läuft weiter, während sie auf einen anderen Host verschoben wird.

Wenn ein Hypervisor ausfällt, übernimmt ein anderer.

Voraussetzung:

• Shared Storage
  * Cluster
  * funktionierendes Netzwerk
  

—

Virtuelle Maschinen können verschiedene Datenträger nutzen:

• lokale SSD/NVMe

  • ZFS-Pools
    * Ceph (Cluster Storage)
    * NFS/SMB Storage
    * iSCSI-SAN
    * LVM-Thin
    

  In Unternehmensumgebungen:

• Storage redundant

  • Snapshots & Backups automatisiert
    

  —

Viele verwechseln Container mit VMs.

• vollständiges Betriebssystem

  • hohe Isolation
    * Ressourcen sind „schwer“
    * ideal für Server, AD, Datenbanken
    

  Container
• teilen den Kernel mit dem Host

  • leichtgewichtig
    * sehr schnell
    * ideal für Microservices & Webapps
    

  Beispiele:

• Docker

  • Podman
    * Kubernetes
    

  ASCII:

VM:    Host → Hypervisor → vollständiges OS → App  
Container: Host → Kernel → Container → App

• starten in Sekunden

  • minimaler Ressourcenverbrauch
    * perfekt für DevOps und Microservices
    * ideal für Traefik, Nextcloud, Vaultwarden, Mailserver etc.

  Nachteile
• keine vollständige Isolation

  • Kernel wird geteilt
    * nicht ideal für klassische Windows-Dienste
    

  —

Bei vielen Containern wird ein Orchestrierer benötigt.

Kubernetes bietet:

• automatische Skalierung
  * Load Balancing
  * Self-Healing
  * Rolling Updates
  * Secret Management
  

Docker Swarm:

• einfachere Alternative
  * weniger komplex
  

—

Typische Einsatzszenarien:

• Proxmox-Cluster im Unternehmen

  • Windows AD Domain Controller in VMs
    * Web- & Datenbank-Server
    * Firewall-VM wie OPNsense
    * Entwicklungsumgebungen
    * Testumgebungen
    * Home-Lab (z. B. bei dir: Proxmox + Docker)

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• Aktualisierte Hypervisor-Software

  • Netzwerktrennung (VLANs)
    * VM-Firewalls
    * Container nicht als root laufen lassen
    * Backups regelmäßig testen
    * Snapshots sparsam verwenden
    * Unnötige virtuelle Hardware entfernen
    

  —

• Virtualisierung trennt Hardware von Software

  • Typ 1 Hypervisor = direkt auf Hardware (Proxmox, ESXi)
    * Typ 2 Hypervisor = auf Betriebssystem (VirtualBox)
    * VMs = vollständige Systeme
    * Container = leichtgewichtige Prozesse
    * Snapshots sind NICHT Backups
    * Orchestrierung (Kubernetes) für viele Container
    * Virtualisierung ist Grundlage moderner IT