Was ist VM Sprawl?

Virtuelle Maschinen sind einfach zu erstellen und zu implementieren, was leicht zu einer übermäßigen Anzahl von VMs führen kann, die mit der Zeit und durch Nichtgebrauch ihren Nutzen verlieren. VM Sprawl verschwendet oft sowohl Arbeitskraft als auch Ressourcen.

Virtuelle Maschinen funktionieren als digitalisierte Versionen eines physischen Computers. In den meisten Aspekten kann eine VM dieselben Computerfunktionen wie ein physischer Computer ausführen. Dazu gehört das Ausführen von Betriebssystemen (OSs) und verschiedenen Programmen, die Pflege Datenspeicher und die Verbindung zu Computernetzwerken. Eine virtuelle Maschine stützt sich bei der Erledigung dieser Aufgaben auf virtuelle Komponenten, im Gegensatz zu „tatsächlichen“ Ressourcen wie physischen Servern.

VM-Dienste werden entweder als „verwaltet“ oder als „Self-Service“ betrachtet, je nachdem, wie aktiv der Benutzer in die Verwaltung der VM-Erstellung und -Nutzung einbezogen werden möchte. Die Nachahmung von VMs ist so meisterhaft, dass VMs sogar synchronisiert werden können, sodass sie mit derselben chronologischen Präzision wie Echtzeit-Anwendungen arbeiten.

Virtuelle Maschinen wurden erstmals in der äußerst fruchtbaren Computerzeit zwischen Ende der 1960er und Anfang der 1970er Jahre eingeführt. VMs wurden als Ergebnis von Virtualisierungsexperimenten entwickelt, die hauptsächlich von International Business Machines (IBM) durchgeführt wurden.

Mithilfe der Virtualisierungstechnologie kann virtuelle Software die Funktionalität physischer Hardware – wie Server, Speicher und Netzwerke – erfolgreich nachahmen. Die virtuellen Darstellungen können auf einem einzigen physischen Computer ausgeführt werden, was das Dienstprogramm, das ein Unternehmen von einem einzigen Computersystem ziehen kann, erheblich vervielfacht.

Das Hauptziel von IBM in dieser Zeit war es, Wege zu finden, die Leistung seiner historisch prägenden Mainframe-Computer zu verbessern. Zu diesen Bemühungen gehörte auch die Entwicklung von Time-Sharing-Lösungen. IBM zeigte erstmals, dass Virtualisierung funktionieren kann, indem es 1967 sein Forschungssystem CP-40 vorstellte. Zu seinen Funktionen gehörten benutzerfreundliche Befehle, Dateisystembefehle, die Abbildung von Datensätzen auf einheitlich große Blöcke und Dateien, die einfach durch Schreiben in diese Dateien erstellt werden konnten.

Weitere Verbesserungen wurden in den folgenden fünf Jahren vorgenommen, die schließlich 1972 in der bahnbrechenden Einführung dessen gipfelten, was heute als die weltweit erste virtuelle Maschine gilt. Die VM/370 markierte den Beginn der IBM System/370-Mainframe und war die erste, die die Nutzung von virtuellem Speicher unterstützte. Das Zeitalter der virtuellen Maschinen, die die volle Funktionalität eines Computers innerhalb einer virtuellen Umgebung bieten konnten, hatte begonnen.

Da sie nicht denselben Investitionsaufwand erfordern, führt die Arbeit mit VMs oft zu erheblichen finanziellen Einsparungen. Durch die Verwendung von VMs entfällt oft die Anschaffung teurer physischer Server und anderer Equipment, was die Preisgestaltung für VMs niedrig hält. Darüber hinaus können VMs Workloads kompetent verwalten – insbesondere, wenn sie traditionellen, Altlast- und monolithischen Workload-Typen folgen.

Um ihre Aktivitäten zu koordinieren, arbeiten VMs eng mit Hypervisoren zusammen. Während VMs Dateien sind, die Aspekte der physischen Datenverarbeitung duplizieren, sind Hypervisoren die Software, die ihre Funktionalität ausführt und verwaltet. Hypervisoren ermöglichen die gleichzeitige Ausführung verschiedener Betriebssysteme auf verschiedenen virtuellen Maschinen. VMs arbeiten auch effektiv mit Rechenzentren zusammen und unterstützen sie, indem sie cloudbasierte Dienste über virtualisierte Server übertragen, die physische Hardware nutzen.

Virtual Machine Sprawl läuft – wie viele unglückliche Situationen – aus dem Ruder, nachdem man mit den besten Absichten begonnen hatte. Die IT-Abteilung eines Unternehmens hat die Aufgabe, eine virtuelle Maschine für einen ganz bestimmten Anwendungsfall zu entwickeln, der in der Regel zeitkritisch ist und eine gewisse Dringlichkeit mit sich bringt. Diese VM wird gebaut und in Betrieb genommen. Alles ist gut.

Doch die Zeit vergeht. Die geschäftliche Situation, die die Einrichtung der VM erforderlich machte, mag noch immer bestehen, aber die Dringlichkeit, die diese VM einst umgab, hat sich definitiv abgekühlt. Ungeachtet der Gründe für ihre Nichtnutzung werden ungenutzte VMs, sobald sie anfangen, Staub anzusetzen, zu Relikten (und sind dann so überflüssig wie ein Werkzeug, das für ein einzelnes Haushaltsprojekt angeschafft und nie wieder verwendet wird). Letztendlich werden solche VMs schnell zu nichts anderem als unnötigem Ballast.

Im Folgenden sind weitere Gründe aufgeführt, warum VM Sprawl auftritt:

• Einfacher Erstellungsprozess: Entwickler können VMs schnell und einfach erstellen, mit einem optimierten Prozess für die VM-Bereitstellung, der oft durch Automatisierung erreicht werden kann. Dies kann zu einem Muster führen, bei dem die erste Lösung für jedes Geschäftsproblem darin besteht, eine neue VM zu erstellen.

• Unnötige Verbreitung: Da es so einfach ist, VMs zu erstellen, besteht die Tendenz, deutlich mehr VMs für temporäre Nutzung zu produzieren, als langfristig nötig wäre. Und wenn sich die Geschäftsbedingungen weiterentwickeln, können sich Unternehmen veranlasst fühlen, als Reaktion auf diese Veränderungen eine höhere Anzahl von virtuellen Maschinen zu entwickeln.

• Für die zukünftige Verwendung gespeicherte VMs: Eine VM, die nicht genutzt wird, repräsentiert dennoch eine bestimmte Menge an Arbeit, die gezielt ausgeführt wurde, und die VM behält immer noch ein bestimmtes Dienstprogramm, wenn sie in späteren Projekten wieder verwendet wird. Deshalb zögern viele Unternehmen, ihren Bestand an VM-Ressourcen zu reduzieren.

• Die erwartete Leistung bleibt aus: Es gibt Zeiten, in denen VMs zunehmend unter Verzögerungen leiden können. Manchmal muss die Leistung einer VM einfach angepasst werden. Die Fehlersuche bei solchen VMs kann sich jedoch aufgrund der vielen Variablen, die die VM-Leistung beeinflussen, als schwierig erweisen.

• VMs abseits des Radars: Ein weiterer Hauptgrund für VM Sprawl ist, dass Unternehmen den Überblick über all ihre VM-Ressourcen verlieren. Diese Unternehmen vergessen schlicht und einfach, dass die VMs existieren, die sie früher benutzt haben und noch immer aufbewahren. Bei einem ausgeprägten VM Sprawl kann es sogar passieren, dass Unternehmen unnötigerweise dieselbe VM immer wieder neu erstellen.

Manche mögen sich fragen, was an VM Sprawl so schlimm sein soll. Sicher, einige VMs bleiben ungenutzt, aber ist das ein Grund zur Panik? Es stellt sich heraus, dass es in der Tat genügend Gründe gibt, warum VM Sprawl Anlass zur Sorge gibt:

• Ineffizienz: Wenn ein Unternehmen darauf achtet, eine effiziente und gut kontrollierte Computerumgebung zu betreiben, sollte es regelmäßig seinen eigenen Speicher überwachen und VMs aussortieren, die ihr Dienstprogramm überdauert haben.

• Sicherheitslücken: In einer perfekten Welt könnte man VMs erstellen und sie dann „herumliegen lassen“, ohne sich große Sorgen um Sicherheitsrisiken machen zu müssen. Aber wenn uns die jüngere Geschichte etwas gelehrt hat, dann, dass sensible Daten überall angegriffen werden können und kein Dienstanbieter vor Cyberangriffen immun ist.

• Verschwendung: Die beiden Säulen der Ressourcennutzung und der Ressourcenzuweisung können durch VM Sprawl zerstört werden. In einem durch VM Sprawl korrodierten System müssen immer mehr Ressourcen zugewiesen und verbraucht werden, wobei die Rendite für diese Investition nur abnimmt.

Es gibt einfache Managementtechniken, die dazu beitragen können, die Anzahl der von einem Unternehmen verwalteten VMs auf ein überschaubares Niveau zu begrenzen.

Intelligente Unternehmen überwachen und regulieren die Erstellung und Verwaltung ihrer VMs. Eine effektive VM-Governance-Richtlinie behandelt Themen wie Kapazitätsplanung (die die maximale Anzahl neuer VMs regelt), VM-Leistungsoptimierung und VM-Lebenszyklusmanagement.

Sobald eine VM zur Eliminierung identifiziert wurde, beginnt der Stilllegungsprozess. Die ausgehende VM wird außer Betrieb genommen. Anschließend werden die in dieser VM enthaltenen Daten gesichert. Schließlich werden die Hardware und Software der VM entfernt.

Unternehmen müssen Datenschutzmaßnahmen beachten, um diejenigen VMs zu sichern, die eine dauerhafte Speicherung verdienen. Dazu gehören Überwachungstools, die die Auslastung des Festplattenspeichers ermitteln, sowie Sicherheitsvorkehrungen, die eine ordnungsgemäße Zugriffskontrolle gewährleisten.

Selbst der sorgfältigste Computerbetrieb ist im neomodernen Zeitalter Notfallsituationen ausgesetzt. Das erfordert einen effektiven Notfallwiederherstellung Plan für VMs, der im schlimmsten Fall umgesetzt werden kann.

Sobald die Governance-Richtlinien eingeführt sind, müssen Unternehmen sicherstellen, dass alle relevanten Mitarbeiter in der vereinbarten IT-Infrastruktur und den Backup-Plänen geschult sind. Die Governance-Richtlinie sollte für alle IT-Teams und Administratoren klar formuliert werden.

Eine weitere Möglichkeit, VM Sprawl zu bekämpfen, ist der direkte Einsatz von Virtualisierungstools und -Technologien, die bei der Verwaltung der VM-Nutzung helfen und die Auswirkungen von VM Sprawl verringern sollen. Zu den Managementtools gehören:

• VMware (heute eine Tochtergesellschaft des Computerherstellers Dell Technologies) entwickelt Produkte, die die Nutzung von VMs steuern und die Auswirkungen von VM Sprawl verringern. Eines seiner charakteristischen Virtualisierungstools, VMware vSphere, adressiert alle Schlüsselverwaltung bezüglich des VM-Betriebs.

• Ein weiterer wichtiger Akteur in diesem Bereich ist Microsoft. Das Produkt Hyper-V on Windows vermischt die virtuelle und die reale Welt, indem es Benutzern ermöglicht, VMs auf einem physischen Host zu erstellen und zu betreiben.

• VirtualBox ist ein kostenloses Produkt, das mit Windows, Mac und Linux funktioniert und laut eigenen Angaben 100.000 registrierte Nutzer hat.

• Die Linux®-Plattform (entwickelt von RedHat®) unterstützt ebenfalls die Nutzung von VMs. VMs ermöglichen virtuelle Umgebungen, in denen Benutzer Linux-Distributionen ausprobieren können, ohne dass diese Distributionen auf physischen Computern installiert sein müssen. VMs ermöglichen es Benutzern außerdem, Linux auf einer CPU auszuführen, auf der ein anderes Betriebssystem läuft.