Die Technik von virtuellen Maschinen
Auf Großrechnern wie den Mainframes von IBM sind virtuelle Maschinen schon seit langer Zeit nichts Besonderes. Das Grundprinzip ist relativ simpel:
In einer Sandbox wird ein PC emuliert, der über alle notwendigen Elemente wie Prozessor, Festplatte, Grafikkarte und Tastatur verfügt. Innerhalb dieses geschlossenen Systems kann ein Betriebssystem gestartet werden, das auf die virtuelle Hardware zugreift, als sei es ein echter Computer, ohne den Unterschied zu bemerken.
In der Praxis gestaltet sich diese Aufgabe jedoch erheblich schwieriger. Immerhin gilt es, eine Vielzahl von benötigten Komponenten virtuell zu erzeugen. Da das Betriebssystem auf dem Host-Rechner den exklusiven Zugriff auf die Hardware behält, kann eine VM-Software dem Gastbetriebssystem keinen direkten Zugriff auf die reale Hardware gewähren. Deshalb findet das Betriebssystem in der virtuellen Maschine auch andere Hardware vor, als tatsächlich im PC eingebaut ist.
Die wichtigsten zu emulierenden Komponenten sind:
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Prozessor
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PIC (Programmable Interrupt Controller)
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DMA (Direct Memory Access)
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IDE Controller
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CMOS
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Realtime-Clock
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PIT (Programmable Interval Timer)
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Memory und I/O-Controller
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PCI-Bus und -Host sowie PCI-Bridge
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Videoadapter
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Keyboard-Controller
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Keyboard und Maus
Neben diesen essenziellen Komponenten werden häufig auch noch eine Reihe von anderen Komponenten in der virtuellen Maschine benötigt, wie beispielsweise:
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Power Management
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Netzwerkkarte
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Soundkarte
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COM
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LPT
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Game Port