Virtuelle Maschinen und Container

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Wed, 06 Oct 2021 14:38:22 +0000

Virtuelle Maschinen und Container

Linux-Container und virtuelle Maschinen (VM) sind paketierte Computing-Umgebungen, die verschiedene IT-Komponenten vereinen und vom Rest des Systems isolieren. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in Bezug auf ihre Skalierbarkeit und Portierbarkeit.

Was ist der Unterschied zwischen einer virtuelle Maschine und einem Container?

Virtuelle Maschinen

Eine virtuelle Maschine (VM) emuliert durch Software ein Computersystem. Dadurch ist es möglich, viele dieser „virtuellen Maschinen“ getrennt voneinander auf einer einzigen Hardware zu betreiben, dem Host-Server. Dabei teilen sich die Softwares der VM – also Betriebssysteme wie Linux oder Windows und entsprechende Anwendungen – die Hardware-Ressourcen wie Festplatten, Arbeitsspeicher und CPU des Host-Servers. Jede VM hat dabei ein eigenes, vollständiges Betriebssystem, das auf einer emulierten Hardware läuft. Diese wird durch eine Software simuliert, die man Hypervisor nennt. Sie sitzt zwischen dem Betriebssystem des Host-Servers und der virtuellen Maschine.

Vorteile von VM´s

Dank der zahlreichen, ihnen zur Verfügung stehenden Ressourcen können VM´s ganze Server, Betriebssysteme, Desktops, Datenbanken und Netzwerke abstrahieren, aufteilen, duplizieren und emulieren.

Nachteile von VM´s

Jede einzelne VM muß getrennt voneinander administriert werden, da diese ja komplett getrennt sind. Dadurch ist der Verwaltungs- und Zeitaufwand beispielsweise bei Updates durch ein vielfaches höher.
Ausserdem sind VM´s eine enorme Belastung an Systemressourcen. Jede VM führt nicht nur eine vollständige Kopie eines Betriebssystems aus, sondern auch eine virtuelle Simulation der gesamten Hardware, die dieses Betriebssystem zur Ausführung benötigt. Dies summiert sich schnell zu einer Menge an Arbeitsspeicher und CPU-Zyklen, die blockiert werden.
VM´s haben eine geringere Performance (sind langsamer) als reale Maschinen, da sie indirekt über den Hypervisor auf die Hardware zugreifen.

Container

In einen Container werden nur die App und alle zum Ausführen erforderlichen Dateien paketiert. Häufig werden darin auch einzelne Funktionen paketiert, die bestimmte Aufgaben (sogenannte Microservices) ausführen. Container können aufgrund ihrer geringen Größe und ihres gemeinsam genutzten Betriebssystems (OS) sehr einfach in verschiedenen Umgebungen hin- und hergeschoben werden.

Wie VM´s sind auch Container ein Weg zur Virtualisierung. Doch sie virtualisieren dabei nicht ein ganzes Computersystem, sondern nur das Betriebssystem. In der Regel enthält ein Container nur eine Anwendung mit allen Binärdateien, Bibliotheken und Konfigurationsdateien, welche diese braucht. Dabei teilt sich jeder Container den Kernel des Host-Betriebssystems und normalerweise auch dessen Binärdateien und Bibliotheken. Diese von allen Containern verwendeten Komponenten sind schreibgeschützt. Durch diese gemeinsame Nutzung ist es nicht notwendig, dass der Code des Betriebssystems mehrmals kopiert werden muss.

Daher sind Container außergewöhnlich klein – sie sind nur wenige Megabyte groß und benötigen daher auch nur Sekunden zum Starten. VM´s dagegen brauchen oft Minuten, bis sie am laufen sind. Durch die geringe Größe von Containern kann man eine sehr große Zahl gleichzeitig auf einem Host-Server ausführen.

Container spielen heute eine große Rolle bei der agilen Softwareentwicklung, da man mit ihnen unzählige Versionen einer Anwendung mit all ihren Abhängigkeiten gleichzeitig testen kann. Zudem machen sie es möglich, sehr große und komplexe Softwarearchitekturen in Softwarekomponenten, sogenannte Microservices, zu zerlegen. Dabei läuft jeder Anwendungsprozess als Microservice in einem eigenen Container und kommuniziert über eine Schnittstelle mit anderen Prozessen. Dadurch ist es möglich, jederzeit einzelne Microservices unabhängig von den anderen zu ändern oder neu zu deployen, ohne die Stabilität der gesamten Softwarearchitektur zu gefährden. Firmen können so schnell große Architekturen aufbauen, skalieren und im laufenden Betrieb entwickeln. Beispiel von Unternehmen, die auf Microservices setzen, sind Google, Amazon und Netflix.

Die am häufigsten verwendete Plattform zur Container-Virtualisierung ist Docker. Ihr Name wird oft auch als Synonym für die Technologie benutzt. Auch die Cloud Container Engine der Open Telekom Cloud basiert auf Docker.

Vorteile von Containern

Weniger Kosten: Container benötigen weniger Systemressourcen als herkömmliche oder virtuelle Maschinen, da sie nur die erforderlichen Daten zur Ausführung der Applikation enthalten. Unternehmen können durch Container die Zahl ihrer Server und notwendiger Lizenzen stark reduzieren.
Portabilität: Einmal „containerisiert“, können Anwendungen auf jeder beliebigen Infrastruktur bereitgestellt und verschoben werden – auf virtuellen Maschinen, auf Bare Metal und auf verschiedenen Public Clouds mit unterschiedlichen Hypervisoren. DevOps-Teams wissen, dass Anwendungen in Containern unabhängig vom Einsatzort immer gleich ausgeführt werden.
Größere Effizienz: In Containern können Anwendungen schneller bereitgestellt, gepatcht oder skaliert werden als in VM´s. Container können daher zum Beispiel Entwicklungs-, Test- und Produktionszyklen stark beschleunigen.

Nachteile von Containern

Schwierige Persistenz von Daten: Das Design von Containern sieht vor, dass alle Daten verschwinden, wenn der Container heruntergefahren wird, es sei denn, Sie speichern sie zuerst an einem anderen Ort.
Nicht alle Anwendungen profitieren von Containern: Im Allgemeinen können nur Anwendungen, die für die Ausführung als Mikrodienste ausgelegt sind, das meiste aus Containern herausholen.
Sicherheit: Der gemeinsam genutzte Linux-Kernel bietet weit mehr Angriffsfläche für Attacken als ein Hypervisor in einer VM. Gelingt es einem Angreifer, von einem Container aus auf den Kernel zuzugreifen, sind in der Regel alle an ihn geknüpften Container betroffen. VMs isolieren daher Anwendungen in der Regel besser als Container.

Wissenswertes zu diesem Thema

VM´s können in VM´s ausgeführt werden (VM-Kaskade)
Container können in VM´s ausgeführt werden, nicht aber VM´s in Containern
Container und VM´s sind keine konkurrierenden, sondern aufeinander erweiternde Technologien

PiServer

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Tue, 28 Sep 2021 11:03:41 +0000

PiServer

PiServer vereinfacht das aufsetzen und verwalten mehrerer Einplatinenrechner. Mit dem Programm PiServer will die Raspberry Pi Foundation das Aufsetzen und Verwalten mehrerer Pis vereinfachen. Mit dem PiServer kann das Betriebssystem der Einplatinenrechner zentral verwaltet werden. Die Pis laden die notwendigen Programme von einem x86-Server, eine Speicherkarte im Pi ist dann nicht mehr nötig. Der auf Debian Stretch basierende Zentralserver für die Raspberry Pis übernimmt gleichzeitig die Account- und Datenverwaltung.

PiServer erkennt die Raspis im Netz über ihre MAC-Adresse, beim Pi 3 ist dies mit einer einmaligen Einstellung möglich, ältere Modelle des Einplatinenrechners müssen mit einer angepassten Firmware für die automatische Erkennung eingerichtet werden. Die Kommunikation mit den Pis im Netzwerk erfolgt hingegen über einen DHCP-Server, der über PiServer bereitgestellt wird. Das Programm ist unter anderem für den Einsatz mehrerer Pis in Schulen oder Universitäten gedacht. Der Lehrer kann damit die Konten aller Schüler zentral verwalten. Die Benutzer können sich danach an jedem Pi im Netzwerk anmelden, ihre persönlichen Daten werden im Anschluss über den Zentralserver bezogen. PiServer kann auch von Privatanwendern und für industrielle Anwendungen genutzt werden.

YaCy

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Mon, 27 Sep 2021 16:04:42 +0000

YaCy

YaCy („Yet another Cyberspace“) ist eine Suchmaschine die nach dem Peer-to-Peer-Prinzip (P2P) arbeitet. Dabei gibt es keinen zentralen Server, sondern alle Betreiber einer YaCy-Instanz sind gleichwertig. Durch die Installation von YaCy wird ein lokaler YaCy-Proxy bereitgestellt. Alle über diesen Proxy abgerufenen Webseiten, sowie durch mitgelieferte Plugins auch andere Daten, werden lokal indexiert und können durch den Nutzer mittels eines Webinterface durchsucht werden. Der Index wird (optional) redundant auf anderen Peers des globalen YaCy-Netzwerkes verteilt, so dass ein globaler Index entsteht. Eine globale Suche fragt den globalen Index ab, der aus den Peers besteht, die gerade online sind. Durch dieses dezentrale Prinzip ist YaCy resistent gegen Ausfälle.

Der eigene Index (und somit indirekt der globale) lässt sich durch das Losschicken eines eigenen Webcrawlers erweitern. Es können alternativ eigene YaCy-basierte Netzwerke zur Bildung eines gemeinsamen Index konfiguriert werden.

Das Projekt YaCy wurde von Michael Christen im Jahr 2003 gegründet

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