Git wurde ursprünglich von Linus Torvalds im Jahr 2005 für die Entwicklung des Linux-Kernels entwickelt, wobei andere Kernel-Entwickler zur anfänglichen Entwicklung wesentliche Beiträge geleistet haben. Seit 2005 ist Junio Hamano der Hauptverantwortliche. Wie bei den meisten anderen verteilten Versionskontrollsystemen und im Gegensatz zu den meisten Client-Server-Systemen ist jedes Git-Verzeichnis auf jedem Computer ein vollwertiges Repository mit einer vollständigen Historie und vollständigen Versionsverfolgungsfunktionen, unabhängig vom Netzwerkzugang oder einem zentralen Server. Git ist, wie Anfangs angesprochen, freie und Open Source Software, die unter der GPL-2.0-Lizenz vertrieben wird.

Eine kurze Anekdote über Git und dessen Abbreviatur

Linus Torvalds witzelte sarkastisch über den Namen git (was im britischen Slang „unangenehme Person“ bedeutet): „Ich bin ein egoistischer Mistkerl und benenne alle meine Projekte nach mir selbst. Erst „Linux“, jetzt „Git“. Die Manpage beschreibt Git als „the stupid content tracker“ Die Read-me-Datei des Quellcodes führt weiter aus:
„Git“ kann alles Mögliche bedeuten, je nach Laune (Ich werde dies in der englischen Sprache belassen, da es so wahrscheinlich mehr Sinn macht 😉 ).

• Random three-letter combination that is pronounceable, and not actually used by any common UNIX command. The fact that it is a mispronunciation of „get“ may or may not be relevant.
• Stupid. Contemptible and despicable. Simple. Take your pick from the dictionary of slang.
• „Global information tracker“: you’re in a good mood, and it actually works for you. Angels sing, and a light suddenly fills the room.
• „Goddamn idiotic truckload of sh*t“: when it breaks.

Um Git zu verstehen sind im Prinzip 8 Begriffe relevant. Repository (Kurz: Repo), die Versionskontrolle, Fork bzw. Forking (Gabel bzw. Gabelung), Branch (Verzweigung), Stage (Phase oder Stadium), Modified (modifiziert), Commit (Verbindlichkeit) und Merge (Zusammenführung). Diese Begriffe werde ich nachfolgend beschreiben.

Was ist eine Repository?

Eine Repository, kurz Repo genannt, ist ein Speicherort für Softwarepakete. Oft wird auch ein Inhaltsverzeichnis zusammen mit Metadaten (Metainformationen bzw. -daten sind strukturierte Daten, die Informationen über Merkmale anderer Daten enthalten) gespeichert. Eine Software-Repository wird in der Regel von Source-Control-Managern (SCM) oder Repository-Managern (Ein Repository-Manager ist eine dedizierte Server-Anwendung, die für die Verwaltung von Repositories mit binären Komponenten entwickelt wurde) verwaltet – Dazu teilweise mehr in der Versionskontrolle und in späteren Beiträgen. Paketmanager ermöglichen die automatische Installation und Aktualisierung von Repositories (Deshalb auch „Pakete“ genannt).

Viele Organisationen und Softwarehersteller unterhalten zu diesem Zweck Server im Internet, teilweise kostenlos oder gegen eine Gebühr. Repositories können können verschiedene Programmiersprachen, Betriebssysteme, Spiele oder andere Anwendungen sowie Dokumente und Daten beherbergen. Die Betreiber solcher Repositories stellen in der Regel ein Paketverwaltungssystem zur Verfügung. Folglich Werkzeuge, mit denen Softwarepakete aus den Repositories gesucht, installiert und anderweitig bearbeitet werden können. Viele Linux-Distributionen (Der Begriff Distribution stammt aus dem Lateinischen „distributio“ und hat im Zusammenhang mit Software zwei unterschiedliche Bedeutungen: Softwarepaketierung und Softwareverteilung) verwenden z. B. das Advanced Packaging Tool (APT), das häufig in Debian-basierten Distributionen zu finden ist oder yum in Red Hat-basierten Distributionen. Es gibt auch mehrere unabhängige Paketverwaltungssysteme, wie z. B. pacman, dass in Arch Linux verwendet wird und equo, welches in Sabayon Linux zu finden ist. Ich bin primär mit Debian-basierten Distributionen unterwegs. Werde ich aber in zukünftigen Beiträgen ausführlicher thematisieren.

Was ist Versionskontrolle?

Die Versionskontrolle unterstützt Entwickler bei der Verfolgung und Verwaltung von Änderungen am Quellcode eines Softwareprojekts. Wenn ein Projekt und die Anzahl der Programmierer wachsen, wird die Versionskontrolle unabdingbar. Doch in der Regel kommen sowohl bei kleineren als auch größeren Softwareprojekten mehrere Personen zum Einsatz, die gemeinsam an dem Quellcode arbeiten. Wenn man beispielsweise als Core-Entwickler an einem bestimmten Teil der Codebasis arbeiten möchte, ist es nicht förderlich oder effizient, wenn der Quellcode direkt bearbeitet wird, da zeitgleich noch andere die an dem Projekt beteiligt sind und daran arbeiten. Dies kann am Ende des Tages für ein enormes Durcheinander sorgen 😀

Da man auf dieses Durcheinander gut verzichten kann, arbeitet man als Entwickler mit einer Versionskontrolle „sicher“ durch branching (Verzweigungen) und merging (Zusammenführungen). „Sicher“ in Anführungszeichen, da es auch da einige Stolpersteine gibt 😉

Beim branching dupliziert ein Entwickler den Teil des Quellcodes (Das so genannte Repository bzw. die Repo), der für ihn relevant ist und kann die Änderungen genau an diesem Teil des Codes vornehmen, ohne den Rest des Projekts zu beeinträchtigen. Sobald der Entwickler seinen Teil des Codes ordnungsgemäß fertiggestellt hat, kann er diesen Code wieder in den Hauptquellcode mergen (einbinden), um es offiziell zu machen. All diese Änderungen werden protokolliert, kommentiert und können bei Bedarf eingesehen, kontrolliert oder rückgängig gemacht werden.

Was ist Fork. bzw. Forking?

Ein Fork ist eine Kopie einer Repository. Das Forken einer Repository ermöglicht es, frei mit Änderungen zu experimentieren, ohne das Originalprojekt zu beeinträchtigen. Dieser Begriff wird auch anderweitig genutzt, doch darauf werde ich jetzt nicht weiter eingehen 😀

Was ist Branch bzw. Branching?

Ein Branch (Zweig) ist ein hervorstehender Teil eines Baumes. Etwas, dass aus einem Hauptteil herausragt. So, auch in unserem Kontext. Ein Zweig stellt eine unabhängige Entwicklungslinie dar. Zweige dienen als Abstraktion für den Prozess der Bearbeitung (Stage/Commit). Man kann sie sich als eine Möglichkeit vorstellen, ein neues Arbeitsverzeichnis, einen Bereitstellungsbereich und/oder einen Projektverlauf anzufordern.

Was ist Modified bzw. Modifying?

Modified (Geändert) bedeutet, dass die Datei(en) geändert wurden aber noch nicht in die Datenbank bzw. Repository übertragen wurden.

Was ist Stage bzw. Staging?

Staged (Phase/Stadium) bedeutet, dass eine geänderte Datei in ihrer aktuellen Version markiert wurde, um sie in dem nächsten Commit-Snapshot (Schnappschuss) zu übernehmen.

Was ist Commit bzw. Committing ?

Commits (Verbindlichkeiten) sind die zentralen Bausteineinheiten einer Git-Projektzeitleiste. Sie können als Schnappschüsse oder Meilensteine entlang der Zeitachse eines Git-Projekts betrachtet werden. Commits werden mit dem Befehl „git commit“ erstellt, um den Zustand eines Projekts zu diesem Zeitpunkt festzuhalten. Im Endeffekt wie das Zwischenspeichern mit F5 bei Spielen oder Strg + S bei der regulären Arbeit am Computer. In der Betrachtungsweise einiger interessanter und manchmal nervtötender Zeitgenossen – Lediglich etwas fundamentaler 😉

Merge

Mit dem Merging-Befehl fügt Git einen geforkten (aufgegabelten) Verlauf wieder zusammen. Mit dem Befehl „git merge“ kann man die unabhängigen Entwicklungslinien, die mit dem Befehl „git branch“ erstellt wurden, in einen einzigen Zweig integrieren.

Fazit

Alles in allem sollte dies für eine kurze Erklärung reichen. In naher Zukunft werde ich auch ein Tutorial über die Nutzung von Git schreiben. Sicherlich gibt es heutzutage auch kommerzielle Cloud-Lösungen wie GitHub oder GitKraken, die diese Schritte auf wenige Mausklicks reduzieren und so eine nahtlosere Zusammenarbeit ohne etwaige Vorkenntnisse ermöglichen, doch dies werde ich auch in zukünftigen Beiträgen thematisieren.

Der Beitrag Git – Die Codeverwaltung für effiziente Zusammenarbeit revolutionieren erschien zuerst auf CEOsBay.

Was ist Open Source Software?

Open Source Software wird in der Regel dezentral, innerhalb einer Kollaboration entwickelt und stützt sich auf Peer-Review. Eine von Fachkollegen begutachtete Veröffentlichung wird als Peer(s) und Community-Produktion bezeichnet. Die Software ist nicht selten kostenlos bzw. günstiger, flexibler und langlebiger als proprietäre Produkte. Vor allem, weil sie nicht von einem einzelnen Programmierer oder Unternehmen, sondern in und durch Communities entwickelt wird. In der Regel verstehen die diese Personen etwas von ihrem Handwerk.

Open Source hat sich in der jüngeren Vergangenheit zu einer Bewegung geformt. Geradezu zu einer neuen Art des Arbeitens und des Lifestyles, die über die reine Softwareproduktion hinausgeht. Sie nutzt die Werte, sowie das dezentrale Produktionsmodell der Open Source Software, um neue Wege zu finden, Probleme in Communities, diversen Branchen und des Alltags zu lösen.

Kriterien für Open Source

Doch allein der freie Zugang zum Quellcode reicht nicht aus, damit eine Software als Open-Source-Software deklariert werden kann. Folgende Kriterien müssen ebenfalls erfüllt sein:

Freie Weiterverbreitung – Die Lizenz muss es jedermann erlauben, die Software weiterzugeben oder als Teil einer Sammlung zu verkaufen. Man darf keine Lizenzgebühren verlangen.

Zugang zum Quellcode – Die Software muss im Quelltext in verständlicher Form verfügbar sein.

Zulässigkeit von abgeleiteten Werken – Die Lizenz muss Modifikationen und Weiterentwicklungen zulassen und deren Weitergabe unter denselben Bedingungen erlauben wie die Original-Software.

Integrität des Quellcodes des Autors – Zwar muss die Lizenz die Weitergabe von Software mit verändertem Quellcode zulassen, darf aber verlangen, dass abgeleitete Werke einen anderen Namen oder eine andere Versionsnummer tragen müssen.

Keine Diskriminierung von Personen oder Gruppen – Die Lizenz darf keine Personen oder Personengruppen benachteiligen.

Keine Nutzungseinschränkung – Die Lizenz darf die Nutzung der Software nicht für bestimmte Zwecke oder Tätigkeitsbereiche ausschließen, etwa den Einsatz in Unternehmen.

Allgemeingültigkeit der Lizenz bei Weitergabe – Die Lizenz muss für alle gelten, an die die Software weitergegeben wird. Es dürfen keine zusätzlichen Lizenzen vergeben werden.

Produktneutralität der Lizenz – Die Lizenz darf nicht davon abhängen, ob die Software ein Bestandteil einer bestimmten Distribution ist. Sie muss auch dann gelten, wenn das Programm eigenständig verwendet oder zusammen mit anderer Software weiterverbreitet wird.

Keine Einschränkung anderer Software – Die Lizenz darf keine Einschränkungen für andere Software enthalten, die zusammen mit der lizenzierten Software weitergegeben wird.

Technologieneutralität – Die Lizenz darf die Weitergabe der Software nicht auf eine bestimmte Technologie beschränken.

Wie ist Open Source entstanden?

In den Anfängen der Informatik, etwa in den 50er bzw. 60er Jahren, tauschten Wissenschaftler, Programmierer und Entwickler Software aus, um voneinander zu lernen und um die Informatik weiterzuentwickeln. Zu den frühen Beispielen für die freie Weitergabe von Quellcode gehören auch die von IBM herausgegebenen Quelltexte seiner Betriebssysteme und anderer Programme sowie die SHARE-Benutzergruppe, die sich bildete, um den Austausch von Software zu erleichtern.

Ab den 60er Jahren nutzten ARPANET-Forscher ein offenes „Request for Comments“-Verfahren (RFC), um Rückmeldungen zu frühen Telekommunikationsnetzprotokollen zu fördern. Dies führte 1969 zur Entstehung des frühen Internets. Die gemeinsame Nutzung von Quellcode im Internet begann, als das Internet noch relativ primitiv war, mit Software, die über UUCP, Usenet, IRC (Werde ich demnächst auch mal thematisieren. Denn damit ging es auch bei mir los 😉 ) und Gopher verbreitet wurde. BSD zum Beispiel wurde auch zuerst durch Beiträge in comp.os.linux im Usenet verbreitet, wo auch die Entwicklung diskutiert wurde. Linux folgte diesem Modell.

Zwischen den 70er und 80er Jahren wurde der Open-Source-Gedanke schließlich von der Kommerzialisierung der Software verdrängt. Akademiker entwickelten jedoch weiterhin häufig Software in Zusammenarbeit. Beispiele hierfür sind Donald Knuth 1979 mit dem TeX-Satzsystem und Richard Stallman 1983 mit dem GNU-Betriebssystem.

1997 veröffentlichte Eric Raymond () das Buch „The Cathedral and the Bazaar“ (Dies ist gleichzeitig eine Buchempfehlung und stellt eine Bildungslücke dar, falls bisher noch nicht gelesen! Besonders, wenn man in der IT tätig ist!), eine reflektierende Analyse der Hacker-Gemeinschaft und der Grundsätze freier Software. Das Whitepaper fand Anfang 1998 große Beachtung. Es war ein wesentlicher Faktor, der die Netscape Communications Corporation dazu veranlasste, ihre beliebte Internet-Suite Netscape Communicator als freie Software zu deklarieren und zu veröffentlichen. Die Netscape Communications Corporation war ein unabhängiges amerikanisches Unternehmen, für Computerdienstleistungen mit Hauptsitz in Mountain View, Kalifornien, und anschließend in Dulles, Virginia. Dieser Quellcode wird später zur Grundlage von SeaMonkey, Mozilla Firefox, Thunderbird und KompoZer, die heute noch im Einsatz sind.

Das Vorgehen von Netscape veranlasste wiederum Eric Raymond und andere dazu, sich mit der Frage zu beschäftigen, wie man die Ideen der Free Software Foundation und die von ihr erkannten Vorteile, für die kommerzielle Softwareindustrie nutzbar machen kann. Sie kamen zu dem Entschluss, dass der soziale Aktivismus der FSF, für Unternehmen wie Netscape nicht attraktiv war. Also suchten sie nach einer Möglichkeit, der Freien-Software-Bewegung einen neuen Namen zu geben. Dies sollte das geschäftliche Potenzial des Austausches und der Zusammenarbeit an Software-Quellcode voll ausschöpfen.

Dies war die Geburtsstunde des Bergriffs „Open Source„. Die Definition wurde bald darauf von Bruce Perens, einem amerikanischen Programmierer und Verfechter der Bewegung für freie Software definiert, manifestiert und veröffentlicht. Der Verleger Tim O’Reilly machte unter Anderem den Begriff Open Source relativ schnell populär. Und Linus Torvalds, ein finnisch-US-amerikanischer Informatiker sowie Software-Entwickler, der bis heute als Initiator und als treibende Kraft bei der Entwicklung des Linux-Kernels gilt. Der Kernel bzw. die Arbeitsmethodik wird von vielen anderen genau so weitergeführt. Die Entwicklung wird übrigens bis heute noch von ihm koordiniert.

Im Februar 1998 die Gründung der OSI (Open Source Initiative). Sie sollte die Verwendung des neuen Begriffs fördern und die Open-Source-Prinzipien propagieren. Was in Anbetracht der gegenwertigen Situation auch ganz gut gelungen ist. Vor allem wenn man bedenkt, wie viele große Konzerne damals zu Open Source Software Stellung bezogen haben. Und wie sie heute selbst Open Source Software nutzen. Dazu aber nachfolgend mehr.

Zur gleichen Zeit sahen sich kommerzielle Softwarehersteller zunehmend durch das Konzept der frei verteilten und erhältlichen Software und des allgemeinen Zugangs zum Quellcode einer Anwendung bedroht. Der Microsoft-Manager Jim Allchin, ein amerikanischer Informatiker und ehemalige Führungskraft bei Microsoft, erklärte 2001 öffentlich: „Open Source ist ein Zerstörer geistigen Eigentums. Ich kann mir nichts Schlimmeres für das Softwaregeschäft und das Geschäft mit dem geistigen Eigentum vorstellen.“ Oder Steve Ballmer (CEO von Microsoft von 2000 bis 2014), der 2001, bei einem Interview, Linux als Krebs bezeichnete.

Open Source Software heute

Freie und quelloffene Software hat Anfangs eine Rolle außerhalb des Mainstreams eine Rolle gespielt. Also eher in der privaten Softwareentwicklung. Größere Unternehmen wie Microsoft, Google, Facebook, IBM, Oracle usw. hatten begonnen, offizielle Open Source „Plattformen“ im Internet aufzubauen. Damit haben sich die ehemaligen „Gegner“ auf die ein oder andere Art der Bewegung für freie und quelloffene Software angeschlossen.

Dadurch hat sich die Sichtweise auf Open-Source-Software grundlegend geändert. Hinzu kommt, dass auch von denen Konzernen viel Kapital und Resourcen in die Entwicklung von Open Source Software fließen. Zu den Mitwirkenden, Geldgebern und gemeinnützigen Organisationen an Open-Source-Projekten gehören unter anderem die Linux Foundation, die WordPress Foundation, Creative Commons, das Android Open Source Project und die Mozilla Foundation. Auch Epic Games hat in den letzten Jahren nicht wenig Geld in Blender und dessen Weiterentwicklung gesteckt. Doch das Thema Blender werde ich in den kommenden Wochen auch in Angriff nehmen und in einem Beitrag festhalten.

Beliebte Open Source Software „Lizenzen“

MIT License©: MIT License ist eine freie Softwarelizenz. Nutzern ist es erlaubt, den Originalcode mit sehr wenigen Einschränkungen zu verändern.
GNU General Public© (GPL): GNU ist eine Reihe von Lizenzen für freie Software. Es gibt Endbenutzern die Möglichkeit, Software auszuführen, zu untersuchen, weiterzugeben und zu verändern.
BSD: Die BSD Lizenz hat weniger Beschränkungen für Entwickler. Es erlaubt den Nutzern, den Code zu verwenden und zu verändern, ohne die Änderungen weitergeben zu müssen.
Ubuntu®: Ubuntu ist eine Linux-Distribution, die aus freier und Open-Source-Software besteht. Es wird primär in den Bereichen Desktop, Cloud und IoT veröffentlicht.
Red Hat: Eine Open-Source-Softwareplattform und ein IBM-Derivat, das eine Vielzahl von Produktivitätsanwendungen für Unternehmen bietet.
Blender: Blender ist eine freie, mit der GPL lizenzierte 3D-Grafiksuite, mit der sich 3D-Körper modellieren, texturieren und animieren lassen. Die Inhalte finden in Grafiken, Animationen und Software Anwendung. Geschaffene Bildsynthesen können mithilfe des integrierten Compositors und Videoschnittprogramms nachbearbeitet werden. Programmiersprachen, die zum Einsatz kommen sind C und C++. Python wird als Skriptsprache verwendet.
Mozilla: Die Mozilla Public License ist eine freie und quelloffene schwache Copyleft-Lizenz. Für die meiste Software der Mozilla Foundation wie Firefox und Thunderbird. Die MPL-Lizenz ist von Mozilla und die Entwicklung bzw. Pflege, findet In-House statt.
SUSE: SUSE Linux basiert auf einem Open-Source-Linux-Kernel und wird mit System- und Anwendungssoftware vertrieben.
LibreOffice: Ein Open-Source-Büroprogramm, das den Microsoft Office-Programmen ähnelt.
Apache®: Die Apache License ist eine freie Softwarelizenz. Sie erlaubt den Nutzern, die Software für jeden Zweck zu verwenden, zu verändern und zu verbreiten.
Berkeley Software Distribution: Ist ein Betriebssystem, das auf Research Unix basiert. Die Computer Systems Research Group an der University of California, Berkeley, entwickelt und kümmert sich um den Vertrieb.
MySQL™: MySQL ist ein Open-Source-Datenbankverwaltungssystem mit zwei separaten Lizenzen – der MySQL Standard Edition und der MySQL Enterprise Edition.

Nachteile von Open Source Software

Obwohl Open Source Software und die Lizenzen enorm zum Wachstum der Softwareentwicklung und der Entwicklung der internationalen IT-Landschaft beigetragen haben, wird ihre weite Verbreitung nicht von Wenigen als negativ erachtet. Dies wird auf die fehlende Regulierung zurückgeführt, die zu zahlreichen juristischen Problemen führen kann. Auch bezüglich der Definition, was als Open Source und was Closed Source deklariert werden kann, stellt einen wesentlichen Problemfaktor dar.

Um diesen Umständen entgegenzuwirken hat die Open-Source-Gemeinschaft Klassifizierungsschemata eingeführt, die in der Regel auf Copyleft-Bestimmungen (Um ein Programm unter das Copyleft zu stellen, wird es zuerst unter ein Copyright gestellt; danach werden als Rechtsmittel Vertriebsbestimmungen hinzugefügt, die es allen erlauben, den Quellcode des Programms oder jedes davon abgeleiteten Programms zu verwenden, zu ändern und weiter zu verteilen) beruhen, um geeignete Anwendungsfälle für das Open-Source-Softwareentwicklungsmodell zu bestimmen.

Das US-Bundesberufungsgericht, entschied darüber hinaus, dass OSS-Lizenzen rechtsverbindliche Anforderungen für die Nutzung von urheberrechtlich geschütztem Material enthalten müssen. Findet durch einen Benutzer ein Regelverstoß gegen diese offenen Standards statt, verliert er seine Lizenz und verstößt damit gegen die Norm für Urheberrechtsverletzungen, ähnlich wie bei der unbefugten Nutzung einer proprietären Lizenz. Die Folgen dafür können gravierend sein.

Übrigens: Open Source vs. freie Software

“Open Source” und “Freie Software” bezeichnen im Wesentlichen das Gleiche. Der Begriff “Freie Software” ist lediglich etwas älter (1985) und stammt von der Free Software Foundation. Der Gedanke der frei zugänglichen Software ist gleich, nur die Motivation dahinter ist verschieden. Bei Open Source ist es der praktische Nutzen, der durch die gemeinsame Weiterentwicklung von Software entsteht. Bei der freien Software ist es die Ideologie dahinter und der Nutzen für den Anwender.

Fazit

Ich bin davon überzeugt, dass das Wissen der Menschheit der Welt gehört und durch das Wissen auch die Vermittlung von Bildung besser vonstattengehen kann. So dient das Wissen auch der Fähigkeitsvermittlung, bei der eine Gesamtheit der Fähigkeiten zum Tragen kommt. Bildung wiederum hat auch eine moralische Funktion.

Daher kann durch Bildung die Voraussetzung dafür geschaffen werden, dass Menschen eher Verantwortung für sich selbst, sowie für andere in ihrem Umfeld und ihrer Umwelt übernehmen. Kurz: Mithilfe von Wissen und Bildung kann ein Mensch eher zwischen Gut und Böse unterscheiden. Ohne Wissen und Bildung funktioniert keine moderne Software oder Demokratie. Und dies sind nun einmal die Schlüssel für ein gutes Miteinander, zu Arbeit und Beruf in unserer heutigen Zeit.

Deshalb muss sowohl Wissen als auch die Bildung kostenlos zugänglich gemacht werden – Damit auch Quellcodes von Software. Dies alles mag zwar auf dem ersten Blick etwas verzerrt wirken, doch wenn man bedenkt, dass viele Menschen ihr Wissen heutzutage fast ausschließlich aus dem Internet bzw. von den digitalen Medien beziehen, kann es meiner Meinung nach durchaus Sinn machen. Aber ich lasse mich auch gerne jederzeit eines Besseren belehren 😉

Der Beitrag Open Source – Wissen teilen und vermehren erschien zuerst auf CEOsBay.

Nicht zu verwechseln mit einem Emulator

Als Emulator wird in der Computertechnik ein System bezeichnet, das ein anderes Computer System in bestimmten Teilaspekten nachbildet. Dabei handelt es sich um keine Virtuelle Maschinen 😉

Auch nicht zu verwechseln mit einem Simulator

Ein Simulator wird dazu genutzt um eine Simulation auszuführen. Beispielsweise für die Nachbildung von realen Szenarien zum Zwecke der Ausbildung von Piloten im Flugsimulator. Auch von Ärzten und Pflegepersonal in einem Patientensimulator kommt ein Simulator zum Einsatz. Kriegs- bzw. Gefechtssimulationen bei Einsatzkräften der Polizei oder dem Militär, sind heutzutage auch schon normal. Die Simulation zur Analyse von Systemen, deren Verhalten für die theoretische, formelmäßige Behandlung zu komplex sind, finden ebenfalls Einsatz. Auch wenn diese Art von Simulation sich grundlegend von den vorher genannten unterscheidet. Und dann gibt es natürlich die Simulation in Spielen (Aber diesen Dingen bei späteren Beiträgen mehr).

Der Hypervisor

Man kann sich die Sache mit den Virtuellen Maschinen im Endeffekt so vorstellen wie einen oder mehrere Computer in einem Computer zu betreiben. Spezialisierte Software, die man als Hypervisor bezeichnet, emulieren die CPU- (Central Processing Unit = Prozessor), den Speicher-, die Festplatten-, die Sound-, Netzwerk- und andere Hardwareressourcen des Computers oder Servers vollständig und ermöglicht es virtuellen Maschinen, die Ressourcen gemeinsam zu nutzen oder aber vollkommen zu isolieren.

Der Hypervisor kann mehrere virtuelle Hardwareplattformen emulieren. Diese können voneinander isoliert sein, so dass virtuelle Maschinen zum Beispiel Unix-, Linux– und Windows-Betriebssysteme auf demselben zugrundeliegenden physischen Computer ausführen können. Mit der Virtualisierung kann man beispielsweise auch die Kostensenkung der IT-Infrastruktur erreichen.

Virtuelle Maschinen nutzen die Hardware effizienter, wodurch sich die benötigten Hardwarekomponenten, die damit verbundenen Wartungs- und Instandhaltungskosten, sowie der Energiebedarf sänken lassen. Sie verringern auch den Aufwand der Administration, da sich alles an einem Ort befindet. Auch nutzt sich virtuelle Hardware innerhalb der Virtuellen Maschinen nicht ab und mechanische Fehler sind ausgeschlossen.

Admins (Administratoren = Benutzer mit erweiterten Rechten in IT-Systemen) können die Vorteile virtueller Umgebungen nutzen, um Images (In der Computertechnik ist ein Image ein Systemabbild bzw. eine serielle Kopie des gesamten Zustands eines Computersystems, die in einer nichtflüchtigen Form wie einer Datei gespeichert ist), Backups (Sicherheitskopien), das Einrichten und die Bereitstellung neuer Computersysteme und grundlegende Systemverwaltungsaufgaben zu vereinfachen.

Virtuelle Maschinen erfordern keine spezielle Hardware und sind in der Regel bzw. je nach Anwendungsbereich und den Anwendungen, die ausgeführt werden sollen, nicht sehr ressourcenhungrig. Wobei dies stark von der Menge der ausgeführten Virtuellen Maschinen und der jeweiligen Konfigurationen abhängt. Zu den Vorteilen gehört unter Anderem auch die Flexibilität beim Verschieben der Instanzen zwischen diversen Servern oder Computersystemen.

Administration

Alles in allem sind Virtuelle Maschinen etwas Feines. Zumal jemand, der mehrere Betriebssysteme einer IT-Infrastruktur administrieren, orchestrieren bzw. verwalten muss, die Vorzüge diverser Betriebssysteme auf einem dedizierten System nutzen kann. Nichtsdestotrotz besteht das Risiko, falls systemrelevante Anwendungen plattformübergreifend auf einem dedizierten Server bzw. Computer ausgeführt werden, bei einer Überlastung oder einem Hardwarefehler alle Systeme die darauf abgebildet sind, in Mitleidenschaft zieht. Folglich macht es Sinn, auch Virtuelle Maschinen auf der Hardware-Ebene redundant zu betreiben.

Wozu benötigt man Virtuelle Maschinen?

Virtuelle Maschinen sind vielseitig einsetzbar. Eines der wichtigsten Aspekte ist, wie bereits erwähnt, die synchrone Nutzung unterschiedlicher Betriebssysteme. Diese Art der Nutzung trifft man häufig beim Testen von Software- bzw. Web-Anwendungen an. So ist es beispielsweise möglich, die Tests auf verschieden Systemen mit verschiedenster Hardware-Ausstattung auszuführen und die Resultate bzw. Laufzeitergebnisse auf einem primären System zu evaluieren und zu verwalten. Dies macht auch dann Sinn, wenn es sich um sicherheitsrelevante Anwendungen handelt, die beispielsweise in einer isolierten Umgebung ausgeführt werden sollen/müssen oder wenn man Penetrationstests (Penetrationstest, kurz Pentest(ing), ist der fachsprachliche Ausdruck für einen umfassenden Sicherheitstest einzelner Rechner oder Netzwerke jeglicher Größe) in diversen Netzwerkumgebungen und verschiedenen Betriebssystemen ausführen möchte.

Virtuelle Maschinen und Multi-Boot-Systeme

Als die Virtualisierung noch nicht existierte, musste man ein Computer-System mit mehreren Betriebssystemen immer wieder neu booten (Neustarten), um auf die verschiedenen Betriebssysteme zuzugreifen. Jedes dieser Betriebssysteme konnte zwar sowohl abhängig als auch unabhängig vom Dateisystem agieren, doch sie konnten immer nur einzeln zu einem bestimmten Zeitpunkt verwendet werden. Auch heute macht man dies nach wie vor so. Beispielsweise wenn man Software nutzen will, die ausschließlich auf einem spezifischen Betriebssystem wie MacOS, Windows oder Linux funktionsfähig ist, die Hardware-Ressourcen relativ begrenzt sind und die vollständige Kapazität des Systems für das spezifische Betriebssystem oder die Anwendungen benötigt werden. Nachteile sind hierbei, meiner Erfahrung nach, besonders auf Apple Geräten, die fehlenden oder fehlerhaften Treiber bzw. das geschlossene Ökosystem des Herstellers.

Virtuelle Maschinen und Cloud Computing

Mit dem Aufkommen der Cloud lassen sich die virtuellen Maschinen auch in der Cloud ausführen bzw. umziehen/migrieren. Dieses Thema werde ich aber in einem anderen Beitrag genauer bearbeiten, da ich mich derzeit auch in diesem Umfeld bewege.

Virtuelle Maschinen und Container

Container funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie Virtuelle Maschinen – Bis auf die Hardware versteht sich. Doch dies habe ich bereits in dem Blog-Beitrag über Docker beschrieben. Hier ist auch der Beitrag über Kubernetes zu empfehlen.

Welche Virtuellen Maschinen gibt es?

Zu den Hauptanbietern gehören wohl VMware, was heute als EMC unter dem Dach von Dell existiert, Oracle, Microsoft und Parallels. Ansonsten sind da noch Open-Source-VM-Lösungen wie Red Hat Virtualization oder ProxMox, die ich zusammen mit Azure auch noch in späteren Beiträgen thematisieren möchte. Nicht zu vergessen Virtual Box von Oracle, was ebenfalls als „Open Source“ zu haben ist.

Der Beitrag Virtuelle Maschinen – Flexibilität und Effizienz durch nahtlose Systemintegration und isolierte Umgebungen erschien zuerst auf CEOsBay.