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Thema: Übersicht zu Emulatoren&virtuellen Maschinen

  1. #1
    Mod. FAQ/Howto/Emulation
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    Exclamation Übersicht zu Emulatoren&virtuellen Maschinen

    Wikipedia-Startseiten zur Virtualisierung

    deutsch: http://de.wikipedia.org/wiki/Virtual...g_(Informatik), http://de.wikipedia.org/wiki/Kategorie:Virtualisierung
    englisch: http://en.wikipedia.org/wiki/Virtualization


    Wo liegt der Sinn im Einsatz eines Emulators / einer virtuellen Maschine?

    Mit einem Emulator lassen sich Programme eines anderen Betriebssystems unter Linux ohne Neustart des PCs ausführen. Z. B. kann man Word so unter Linux starten.

    Die Benutzung eines solchen Tools ist allerdings nur dann sinnvoll, wenn man auf ein spezielles Programm angewiesen ist, das es für Linux nicht gibt.

    Wer z. B. ein Office-Paket benötigt, sollte mal versuchen, sich mit Open Office anzufreunden. Bei Photoshop bietet sich Gimp an. Die Liste lässt sich beliebig fortsetzen.

    Und natürlich zuletzt: Spielerei :-) Virtuelle Maschinen sind Bastelobjekte wie die berühmte Modelleisenbahn.


    Virtuelle Maschinen (VM) / virtuelle PCs

    Ein virtueller PC ist sozusagen eine Nachbildung von Hardware durch Software. Einige Vertreter dieser Art bilden einen vollständigen PC von BIOS über Grafikkarten bis Schnittstellen nach.

    Auf dem Host (Wirtsrechner) wird der virtuelle PC gestartet. In diesem virtuellen PC wiederum wird dann ein vollständiges Gastbetriebssystem installiert, das dann parallel zum Host läuft. Man halt also zwei Betriebssysteme zum gleichen Zeitpunkt aktiv.

    Z. B. kann man unter Linux mit VMWARE als Wirt Windows 98 oder XP als Gast installieren und parallel betreiben.

    Hier liegen gleichzeitig Stärke und Schwäche:

    Dadurch, dass das vollständige Betriebssystem läuft, laufen auch fast alle Programme dafür (direkten Hardwarezugriff ausgenommen). Man kämpft also nicht mit den Problemen, die z. B. WINE durch eine nicht vollständige Nachahmung von Windows verursacht (siehe unten).

    Aber die Emulation eines vollständigen PCs kostet sowohl Rechenleistung als auch Speicher.

    Mit einem Pentium 133 wird man also mit so etwas keinen Spass haben. Auf modernen PCs mit mehr als 2 Gigahertz und 2 GB RAM hingegen ist das sehr gut nutzbar.

    Den Vorgang der Hardwarenachbildung bezeichnet man als Virtualisierung. Beispiel: Im PC befindet sich eine Terratec Aureon PCI-Soundkarte und eine Nvidia Geforce-Grafikkarte. Diese Hardware wird im virtuellen PC zu einer Soundblaster 16 und einer Super VGA-Grafikkarte.

    Was hieraus direkt klar wird: Dadurch kann man natürlich nur Hardware benutzen, die auch vom Hostrechner unterstützt wird. Man greift mit dem virtuellen PC nicht direkt auf die Hardware zu. Steckt z. B. im PC eine PCI-Fernsehkarte, die von Linux nicht unterstützt wird, kann man diese auch nicht durch den virtuellen PC mit Windows betreiben.

    Ausnahmen gibt es bei Schnittstellen wie USB, seriell, parallel. Wird z. B. im virtuellen PC USB angeboten, kann man u. U. die extern angeschlossenen Geräte benutzen. Bsp: USB Scanner mit VMWARE nutzen.

    Als Festplatte für den virtuellen PC dient zumeist eine im Dateisystem des Hosts angelegte große Datei (Containerdatei). Z. B. VMWARE kann auch das in einer eigenen Partition am Rechner installierte Windows starten.

    Über ein virtuelles Netzwerk lassen sich Verbindungen zwischen Host und Gast aufbauen. Z. B. kann die laufende Internetverbindung des Hosts vom Gast benutzt werden. Außerdem kann am Host Samba installiert werden, so dass der Gast-PC auf das Dateisystem oder die Drucker des Hosts zugreifen kann.


    Beispiele für virtuelle PCs

    VMWARE: Ein kompletter PC bestehend aus immer gleichen Standardkomponenten wird nachgebildet. VMWARE läuft nur auf Pentium (kompatiblen) Prozessoren.

    Ein weiterer Einsatzzweck von VMWARE ist die sogeannte Serverkonsolidierung. Statt vielen Servern mit je einem Betriebssystem wird eine (dafür starke) Maschine angeschafft und mit Hilfe von virtuellen Maschinen mit mehreren Betriebssystemen parallel betrieben. Denkbar wäre z. B. ein Netware Fileserver parallel zu einer Linux Firewall. Hierzu gehören die VMWARE Produkte "ESX" und "VMWARE"-Server.

    VirtualBox ist ein ehemalig kommerzielles Produkt, wurde aber Anfang 2007 unter die GPL gestellt. Es ist vergleichbar mit VMWARE Workstation.

    Qemu ist ein vergleichbare Open Source Projekt. Durch das Beschleuniger-Modul KQEMU wird inzwischen in der x386 Welt eine gute Performance erreicht.

    KVM

    KVM ist sozusagen eine Mischung aus Xen und Qemu. Mit Hilfe eines Kernelsmoduls wird auf Prozessoren mit moderner Virtualisierungstechnik ein Hypervisor gestartet. Ein geringfügig abgewandeltes Qemu nutzt dann dieses Kernelmodul für direkte CPU-Nutzung. Wer so einen modernen Prozessor hat, sollte sich das auf jeden Fall ansehen. Die mit Qemu angelegten Images können weiterverwendet werden.

    Eine weitere Entwicklung ist Xen:

    Die Software Xen ist ein Open-Source-Virtuelle-Maschinen-Monitor (VMM), der unter der GNU General Public License (GPL) steht und an der Universität Cambridge entwickelt wird.

    Xen läuft direkt auf der x86-Hardware. Diese wird für die darauf laufenden Systeme (Domains) paravirtualisiert. Dabei wird eine sehr hohe Performance erzielt, da die Hardware nicht emuliert wird, sondern diese den Gastsystemen mit einem sehr kleinen Overhead zur Verfügung gestellt wird. Die Gastsysteme (Domains) können unter anderem Linux und NetBSD sein. Auf der Brainshare 2005 stellte Novell eine Portierung von NetWare auf Xen vor. Microsoft Windows wurde auch zum Laufen gebracht, jedoch darf die Modifizierung aus Lizenzgründen nicht freigegeben werden. Andere Portierungen sind geplant.

    Mittlerweile können Betriebssysteme, wie z. B. Windows XP, dank speziell dafür entwickelter Prozessorerweiterungen, wie etwa Intels Vanderpool (VT) oder AMDs Pacifica, ohne Modifikationen mit Xen genutzt werden.
    Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Xen


    VMWARE kurz:

    - als Wirt WindowsNT/2K/XP/Vista, Linux
    - als Gast jedes Windows, DOS, Linux, Novell, FreeBSD
    - vollständiger virtueller PC
    - komplexe Netzwerkfähigkeiten
    - taucht als eigenständiger PC im Netzwerk auf
    - mit dem Produkt VMWARE Player kostenlose virtuelle Maschine ohne Konfigurationsmöglichkeiten
    - kostenlose Variante VMWARE Server

    Qemu kurz:

    - als Wirt Linux, Windows, BSD
    - als Gast Windows-Versionen aller Art, Dos, Linux, Unixe
    - im Vergleich zu anderen Open Source Projekten sehr performant, vor allem mit KQEMU
    - vollständiger virtueller PC
    - Netzwerkfähigkeiten (Internet, Samba)
    - sehr einfachzu konfigurieren
    - nicht nur auf die x386 Welt beschränkt (siehe unten)

    Ausführliche Beschreibungen sind in den Howtos zu finden.


    CPU-Emulation (Bochs, PearPC) vs. Virtualisierung (VMWARE, VirtualBox)

    Zusätzlich besteht natürlich auch die Möglichkeit, eine CPU zu emulieren. Ein Beispiel hierfür ist Bochs, aber auch Qemu.

    Durch die Emulation eines Pentium Prozessors kann Bochs auch auf anderen Prozessoren einsetzen. Allerdings ist diese Art der Emulation natürlich noch ressourcenhungriger und wesentlich langsamer.

    Bsp: Auf einem PowerPC mit Mac OSX kann man Bochs starten, um Windows 98 im virtuellen PC zu benutzen. Auf einem x86 kann man andersrum per PearPC einen PowerPC emulieren und alte MacOS Versionen laufen lassen.

    In der Praxis sind solche Emulationen aber nur Spielzeug. Zum ernsthaften Arbeiten ist das nicht zu gebrauchen.

    Die Virtualisierung (VMWARE, VirtualBox) hingegen schaltet den Prozessor transparent durch. Also kann man per Virtualisierung nur ein Betriebssystem für die gleiche Architektur starten, aber dies eben halt auch schnell und praxistauglich.


    API-Emulation

    WINE ist ein Werkzeug, um Windows Programme direkt unter Linux zu starten. Hierzu sind keine Änderungen des Windows Programms nötig.

    Normalerweise kann ein Windows Programm nicht unter Linux gestartet werden, weil es betriebssystemspezifische Funktionen enthält, die in Linux nicht oder anders realisiert sind.

    Diese betriebssystemspezifischen Funktionen sind in einer API enthalten, bei Windows ist dies die Win32-API. API=Application Programmable Interface, Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung.

    Hier greift WINE ein. Es legt eine Schicht zwischen Linux und dem Windows-Programm. Diese Schicht ist eine (fast) vollständige Nachbildung der Win32-API, die bei Aufruf von Windows-Befehlen durch das Programm eine entsprechende Linuxfunktion ausführt.

    Zum Beispiel gibt es einen API-Befehl zum Öffnen eines Fensters. WINE versucht jetzt, diesen Befehl abzufangen und durch einen entsprechenden Linux-Befehl zum Öffnen eines Fensters zu ersetzen.

    Das Windows Programm merkt von alledem nichts. Es denkt, es würde unter Windows laufen.

    Diese Art ist sehr performant, qualitativ allerdings nur so gut wie die Vollständigkeit der nachgebildeten API. Je älter ein Programm, desto besser läuft es (zumeist). Auch WINE läuft nur auf X86 Prozessoren. Über QEmu gibt es die Möglichkeit, WINE auch z. B. auf einem Power PC (Mac) zu betreiben, siehe hierzu WINE-Howto, 2. Seite.

    Außerdem gibt es kommerzielle WINE Varianten:

    Crossover Office ist eine für Office und Browser-Plugins optimierte WINE Variante. Hauptaugenmerk liegt auf Anwendungen wie MS-Office, Photoshop, Dreamweaver etc.

    Cedega ist eine für Spiele optimierte WINE Version. Sie bringt Unterstützung für DirectX und Kopierschutzemulation mit sich (Kopierschutzemulation meint nicht "knacken", sondern einfach, dass eine CD mit Kopierschutz einfach "geht").


    weitere Tools

    DosEmu, DosBox

    Emulator für MS-/PC-/Free-DOS.

    User Mode Linux (UML)

    UML ist eine spezielle virtuelle Maschine zum Start eines Linuxkernels.


    GPL bzw. Freeware vs. kaufen

    VMWARE-Workstation / ESX ist ein sehr teures Werkzeug. Für den Privatanwender wird sich das kaum lohnen. Für Firmen ist es jedoch ein mehr als preiswertes Tool, wenn man die Einsatzmöglichkeiten richtig erkennt. Auf der VMWARE Homepage finden sich viele Beispiele hierzu.

    Außerdem bietet VMWARE mit dem Player und dem VMWARE-Server kostenlose (nicht frei im Sinne von Open Source) Produkte ohne Support an, die für den Privatanwender eine gute Alternative sind.

    Fast alle Hersteller (VMWARE, Codeweavers) bieten kostenlose Testversionen an, man muss also nicht die Katze im Sack kaufen. Näheres auch hierzu im jeweiligen Howto.

    Alle anderen hier genannten Tools sind frei und kostenlos. Man sollte zunächst mal einen Versuch damit wagen, wenn es nicht reicht, wird man dann wohl kaufen müssen. Aber mit etwas Einarbeitung wird man sowohl mit Qemu als auch mit WINE viele Anwendungsprogramme zum Laufen kriegen.
    Geändert von stefan.becker (04.04.09 um 17:58 Uhr)

  2. #2
    Mod. FAQ/Howto/Emulation
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    Presseartikel

    Beim Linuxmagazin lassen sich im Archiv ältere Artikel zu VMWARE nachlesen.

    http://www.linux-magazin.de/heft_abo/ausgaben
    http://www.linux-user.de/ausgabe
    http://www.easylinux.de/Artikel/ausgabe/
    Geändert von stefan.becker (04.04.09 um 18:03 Uhr)

  3. #3
    verpeilter typ Avatar von pcm
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    kurze übersicht über einige emulatoren

    VMWare
    Hompage: http://www.vmware.com/de/
    Download: http://www.vmware.com/products/
    Testen: hier registrieren für eine 30Tage Test Lizenz

    QEmu
    Den QEmu download findet ihr unter http://www.nongnu.org/qemu/, wo ihr auch eine kurze Dokumentation zu diesem Emulator findet.

    Xen
    Homepage: http://www.cl.cam.ac.uk/Research/SRG/netos/xen/. Dort findet sich auch eine FAQ und Dokumentation.
    Bei Fedora >= 4 und suse >= 9.3 ist Xen bereits enthalten.

    KVM
    Homepage: http://www.linux-kvm.org
    Auf der Homepage finden sich auch Howtos.

    VirtualBox
    Homepage: www.virtualbox.org

    Linux-VServer:
    Homepage: http://linux-vserver.org/

    Virtuozzo
    Servervirtualisierung.
    Homepage: http://www.parallels.com/en/products/virtuozzo

    OpenVZ
    Open Source Basis von Virtuozzo.
    Homepage: http://wiki.openvz.org/Main_Page

    Wine
    Die offizielle Homepage findet ihr auf http://www.winehq.com/, dort gibt es unter anderem die Binaries wie auch die Sourcen zum herunterladen.

    Als Support gibt es auf der Seite eine Dokumentation, eine FAQ und ein Howto.

    Cedega (Wine für Spiele):
    Homepage: http://www.transgaming.com/

    Crossover Office (Wine für Office)
    Homepage: www.codeweavers.com

    Parallels Workstation
    Homepage: http://www.parallels.com
    Support: http://www.parallels.com/support
    Download 60 Tage Testversion: http://www.parallels.com/en/download/

    Bochs
    Bochs findet ihr auf http://bochs.sourceforge.net/, wo ihr unter anderem Bochs herunterladen könnt, außerdem werden dort einige Diskimages angeboten.
    Auf der Bochs Homepage findet ihr eine Dokumentation sowie die FAQ.

    Dosemu
    Den Dosemu findet ihr hier. Die letzte stabile Version könnt ihr euch hier runterladen. Dort findet ihr ebenfalls einge Docs. Das Howto auf dieser Seite ist sehr ausführlich geschrieben.

    Vice
    Vice findet ihr unter http://www.viceteam.org/, wo ihr es auch downloaden könnt. Das manual bezieht sich aber nur auf die Konfiguration des Emulators.

    Dosbox
    Dosbox gibt es auf http://www.dosbox.com/, dort gibt es auch eine FAQ und natürlich findet ihr es auch zum downloaden auf der Seite.
    Geändert von stefan.becker (04.04.09 um 18:11 Uhr)

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