Virtual machine (VM)

Categorie: Lexicon|28/11/2018

Waarvoor wordt een virtual machine gebruikt?

Een virtual machine of Hypervisor is een virtueel apparaat binnen een fysieke computer. Binnen de fysieke computer wordt er als het ware een andere computer nagebootst. Zo kunnen taken worden uitgevoerd die het originele operating system niet kan opvangen, of die beter gescheiden blijven van het basissysteem. Hierbij wordt het originele operating system host genoemd, terwijl het operating system van de virtual machine guest heet.

Een virtuele machine is altijd geïsoleerd van de rest van het systeem. De software die erop geïnstalleerd is, opereert dus onafhankelijk van de host. Vandaar dat een virtual machine vaak gebruikt wordt om meer risicovolle acties of testen uit te voeren. Bedrijven gebruiken een virtual machine om nieuwe of eigen ontwikkelde programma’s te testen in een veilige omgeving, of om gegevens te herstellen die aangetast zijn door virussen. Ook voor het maken van veiligheidskopieën kan een virtual machine worden ingezet.

Hoe krijgt een virtual machine vorm in de praktijk?

Op eenzelfde apparaat kunnen verschillende virtual machines worden geïnstalleerd. De maximale hoeveelheid VM’s wordt enkel beperkt door de beschikbare opslagruimte. Een harde schijf van 2 gigabyte is bijvoorbeeld geschikt voor een host van 1 terabyte en twee virtual machines van een halve terabyte. Daarnaast heeft elke virtuele machine ook zijn eigen virtuele hardware (processor, geheugen etc.). Zo hoeft een bedrijf geen extra fysieke hardware aan te kopen en te onderhouden.

In bepaalde bedrijven werken medewerkers volgens het principe Bring Your Own Device (BYOD) Hierbij gebruiken ze hetzelfde apparaat zowel voor werk- als privédoeleinden. Om beide zaken gescheiden te houden, wordt er ook vaak gekozen voor het gebruik van virtual machines. Afhankelijk van de keuze van het bedrijf kunnen de systemen voor professioneel gebruik, zoals een DMS-, HRM– of ERP-pakket, op de host of op de guest geïnstalleerd worden. De guest beschikt vaak over minder (werk)geheugen, maar biedt het voordeel dat virussen die de host aanvallen, hier geen vat op kunnen krijgen.

Welke soorten virtual machines bestaan er?

Virtual machines worden ingezet als methode om software of hardware te simuleren. Er kan op verschillende manieren gebruik gemaakt worden van deze vorm van computing. Ook het niveau waarop er gecommuniceerd wordt met de host is afhankelijk van de situatie. Grosso modo kunnen er twee categorieën onderscheiden worden:

1. Een virtuele machine voor systemen

Bij dit soort virtual machines deelt de host zijn opslagcapaciteit met een of meerdere guests. De VM opereert hierbij onafhankelijk, als een volwaardige computer. Dit soort VM maakt het mogelijk om een ander operating system te gebruiken dan dat van de host. De hypervisor beschikt (in virtuele vorm) over zijn eigen harde schijf, geheugen, grafische kaart en andere hardware. Enkele voorbeelden van VM’s voor systemen zijn: VMware, Xen, Azure (Microsoft) en KVM (Kemel-based VM) voor Linux.

2. Een virtuele machine voor processen (software of applicaties)

Dit soort VM is ontwikkeld voor de creatie van een onafhankelijk ontwikkelingsplatform. Op deze manier kan er in een beveiligde omgeving getest worden hoe een virus verslagen kan worden, of welk effect een verandering in de codering heeft. Op dit platform worden de gegevens vanuit de hardware of het operating system van de host verborgen zolang de software of applicatie getest wordt. Zo treden er geen belemmeringen op als de basissystemen niet compatibel zijn, en kan de host ook niet aangetast worden door een eventueel virus. Dit soort VM bootst geen volledige computer na, maar wel een specifiek proces. In die zin is deze hypervisor te vergelijken met een applicatie, met haar eigen programmeertaal. Enkele voorbeelden van VM’s voor processen zijn: JVM (Java Virtual Machine) voor Java-applicaties, PVM (Parrot Virtual Machine) voor Perl-applicaties en CLR (Common Language Runtime) voor applicaties gebaseerd op .NET.

Wat zijn de voor- en nadelen van een virtuele machine?

VM’s worden voor uiteenlopende doeleinden ingezet in verschillende bedrijfsomgevingen. Toch blijft de vraag of de techniek voor elk bedrijf de moeite waar is. Onderstaande voor -en nadelen kunnen een bedrijf op weg helpen om deze vraag te beantwoorden.

Voordelen van het gebruik van VM’s

Er kunnen verschillende operating systems gebruikt worden, die elk hun eigen sterke punten hebben. Op een VM kan er steeds maar één OS geïnstalleerd worden, maar er kunnen wel meerdere VM’s op een hardware worden geïmplementeerd. Zolang er opslagcapaciteit is, staat er geen limiet op de hoeveelheid VM’s.
VM’s helpen bedrijven om het werk te flexibiliseren. Virtual machines zijn te vergelijken met een applicatie, en kunnen daarom (in principe) op elke willekeurige computer worden geopend. Zo kunnen werknemers dus eenvoudig op afstand of op hun eigen toestellen werken, terwijl ze de ‘werkcomputer’ toch gescheiden houden van de ‘privécomputer’.
Hypervisors worden vaak gebruik voor veiligheidsdoeleinden, zoals de bestudering van cyberaanvallen en het herstellen van verloren data. In het eerste geval installeert een specialist malware op het VM, om het gedrag en de zwakheden van het virus te kunnen bestuderen in een veilige omgeving. In het tweede geval kan een veiligheidskopie van de verloren data op de VM een bedrijf uit de brand helpen.
Een VM is erg geschikt voor het experimenteren met nieuwe applicaties of codering. Door deze testing op een volledige computer uit te voeren, al is deze virtueel, wordt er een realistisch beeld gevormd van het gedrag van de veranderingen. Bovendien tasten eventuele problemen de host niet aan.
Het gebruik van een VM verhoogt de compatibiliteit met verschillende soorten applicaties. Niet alle applicaties zijn namelijk geschikt voor alle operating systems. Office 365 is op zich bijvoorbeeld niet compatibel met MacOS, maar kan via een VM met Microsoft als OS toch draaien op een Apple-computer.

Nadelen van het gebruik van VM’s

VM’s zijn minder efficiënt dan een reële computer. Ze hebben namelijk enkel indirect toegang tot de hardware. Hierdoor vertraagt de werking van een VM.
Regelmatig krijgen VM’s te maken met overbelasting van de hardware. Zolang de VM’s niet tegelijkertijd gebruikt worden, laat de hardware namelijk toe dat het RAM-geheugen volloopt, of zelfs dat er meer hypervisors geïnstalleerd worden dan er eigenlijk RAM-geheugen beschikbaar is. Als een bedrijf echter 5 VM’s die 2 GB RAM-geheugen gebruiken installeert op hardware van 8 GB, wordt het gebruik van de VM’s op zijn minst vertraagd. Vaak werkt de VM zelfs niet meer. Dit is te vergelijken met een mobiele telefoon waarop zoveel applicaties geïnstalleerd zijn dat deze traag wordt.

Wist je dat? In sommige gevallen ondersteunt de hardware of het basis operating system het gebruik van een (specifieke) VM niet. Dit gebeurt vooral bij oudere hardware of systemen. Verifieer dus steeds of de VM ook daadwerkelijk gebruikt zal kunnen worden.

De prijs van een VM kan behoorlijk oplopen. In principe zijn hypervisors gemaakt om bedrijven geld te laten besparen, maar dan moet deze wel adequaat gekozen, ingericht en gebruikt worden. Hierbij is het van essentieel belang om het beoogde doel af te wegen tegen de complexiteit, en dus prijs, van de VM. Een bedrijf dat de VM alleen nodig heeft om bepaalde alternatieve tekstbestanden te openen en bewerken, kan bijvoorbeeld voldoende hebben aan de installatie van een VM met een gratis operating system. In dit geval zijn de enige kosten de werkuren van (eigen) personeel. Aan de andere kant van het spectrum liggen grote bedrijven die een erg complex en gepersonaliseerd systeem van VM’s wensen. Hiervoor zullen de kosten uiteraard oplopen.
De keuze voor een VM en haar beheer en onderhoud brengen een bepaalde complexiteit met zich mee. Er moet bijvoorbeeld tijd uitgetrokken worden voor de opleiding van de werknemers die het systeem gaan gebruiken. Ook is het in veel gevallen noodzakelijk om sterke technische kennis in huis te hebben of te halen.