Virtualisierung von Arbeitsplätzen. Grundlagen, Chancen und Anforderungen


Hausarbeit, 2013

24 Seiten, Note: 1,7


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung
1.3 Vorgehensweise
1.4 Aufbau der Arbeit

2. Grundlagen der Virtualisierung
2.1 Funktionsweise und Arten von Virtualisierung
2.2 Arbeitsplatzvirtualisierung
2.3 Entwicklung von Arbeitsplätzen
2.4 Anwendung der Virtualisierung von Arbeitsplätzen in der Praxis

3. Chancen und Herausforderungen der Virtualisierung
3.1 Chancen
3.1.1 Kosteneinsparungen
3.1.2 Sicherheit
3.1.3 Flexibilität und Skalierbarkeit
3.1.4 Green IT
3.1.5 Sonstige
3.2 Herausforderungen
3.2.1 Kosten
3.2.2 Administration
3.2.3 Sicherheit
3.2.4 Performance
3.2.5 Change Management

4. Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Thesenpapier

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abb. 2-1: Abstraktion und Virtualisierung

Abb. 2-2: Vergleich gehostete VM (links) und klassische VM (rechts)

Abb. 2-3: Virtual Desktop Infrastructure

1. Einleitung

1.1 Problemstellung

Die Virtualisierung von Arbeitsplätzen ist aktuell eins der wichtigsten Themen im IT-Bereich.1 Bei Umfragen der Society for Information Management zählt es seit 2010 zu den zehn wichtigsten Entwicklungen im IT-Bereich. Zusätzliche Bedeutung gewinnt es durch den direkten Einfluss auf den Erfolg eines Unternehmens bei weiteren aktuellen Trends, wie Cloud-Computing und Green IT, bei welchen die Virtualisierung zum Einsatz kommt und durch die sich Möglichkeiten zur Reduzierung von Kosten ergeben.2

Durch die Virtualisierung von Arbeitsplätzen sollen Unternehmen unter anderem Kosten sparen und können gleichzeitig flexibler in verschiedenen Szenarien sein.3 Beispielsweise kann Mitarbeitern, die regelmäßig an verschiedenen Arbeitsplätzen oder Endgeräten arbeiten, immer die gewohnte Arbeitsumgebung bereitgestellt werden.4 Dennoch nutzt derzeit nur ein geringer Anteil der Unternehmen die Möglichkeit der Virtualisierung,5 obwohl bereits Popek und Goldberg 1974 das Konzept der Virtualisierung und dessen Anforderungen beschreiben.6 Da die meisten Unternehmen Virtualisierung erst seit weniger als fünf Jahren nutzen, handelt es sich für die Unternehmen um eine relativ neue Technologie, die diese vor eine Reihe von Herausforderungen stellt.7 Für die Unternehmen ist es wichtig, sich diesen Herausforderungen bewusst zu sein und diese zu überwinden, da nur so die unter anderem oben genannten Vorteile der Virtualisierung erreicht werden können. Den meisten Unternehmen mangelt es jedoch an Wissen bezüglich Chancen und Herausforderungen der Virtualisierung.8

Die in der Forschung existierenden Artikel, die sich mit Aspekten der Virtualisierung auseinandersetzen, behandeln hauptsächlich die Virtualisierung von Servern oder Hardware. Diese Arbeit beschäftigt sich hingegen mit der Virtualisierung von Arbeitsplätzen. Eine Übersicht über Herausforderungen und Chancen der Arbeitsplatzvirtualisierung lässt sich in der Forschung bisher nicht finden, eine Aufstellung dieser ist daher sinnvoll.

1.2 Zielsetzung

Da die meisten Unternehmen nur ein geringes Know-How bezüglich der Virtualisierung sowie deren Chancen und Herausforderungen besitzen,9 sollen im Rahmen dieser Arbeit die Chancen und Herausforderungen der Virtualisierung von Arbeitsplätzen dargestellt werden. Betrachtet wird dabei nur die Arbeitsplatzvirtualisierung, Chancen und Herausforderungen von anderen Bereichen der Virtualisierung werden nicht betrachtet.

1.3 Vorgehensweise

Diese Arbeit basiert auf einer umfassenden Literatursuche über EBSCO, sowie Google Scholar. Die wichtigsten Suchbegriffe waren dabei „Virtualization”, „Desktop Virtualization“, „Virtual Desktop Infrastructure“ und „System Virtualization“. Es wurden außerdem Synonyme und alternative Schreibweisen der Suchbegriffe verwendet.

Eine erste Selektion der Suchergebnisse erfolgte bereits anhand des Titels und nicht-wissenschaftlicher Quellen, wie Computerzeitschriften. Die verbleibende Literatur wurde anhand der Abstracts und Conclusions weiter gefiltert. Da die Anzahl der verbleibenden Literatur gering war, wurde anschließend ausgehend von ausgewählter relevanter Literatur eine Rückwärtssuche gemacht, über die weitere Literatur gefunden werden konnte.

Nach einer Filterung bezüglich Abstract und Conclusion konnte die Anzahl der Literaturquellen von 56 auf die relevantesten 19, in dieser Arbeit verwendeten, Quellen reduziert werden.

1.4 Aufbau der Arbeit

Zunächst werden die Grundlagen der Virtualisierung erläutert. Nach einer allgemeinen Erläuterung, bei der verschiedene Möglichkeiten der Virtualisierung genannt werden, wird detaillierter auf die Virtualisierung von Arbeitsplätzen eingegangen. Anschließend wird die historische Entwicklung von Arbeitsplätzen, sowie die aktuelle Anwendung von Arbeitsplatzvirtualisierung in der Praxis dargestellt.

Im Hauptteil der Arbeit werden ausführlich die verschiedenen Chancen und Herausforderungen, die sich durch Anwendung von Arbeitsplatzvirtualisierung ergeben, erläutert.

Abschließend werden die Ergebnisse dieser Arbeit in einem Fazit zusammengefasst. Außerdem wird ein Ausblick auf die weitere Entwicklung der Virtualisierung von Arbeitsplätzen gegeben und weiterer Forschungsbedarf genannt.

2. Grundlagen der Virtualisierung

2.1 Funktionsweise und Arten von Virtualisierung

Ein klassisches Computersystem ist in verschiedene Ebenen unterteilt, die über definierte Schnittstellen mit den jeweils angrenzenden Ebenen kommunizieren. Diese Art der Trennung wird auch als Abstraktion bezeichnet.10 Abbildung 1-1 a) verdeutlicht dies an einem Beispiel. Das Betriebssystem abstrahiert die Adressierung von Sektoren auf der Festplatte, so dass Anwendungen ohne Wissen bezüglich der physischen Organisation einer Festplatte Dateien schreiben und lesen können. Eine Einschränkung bei der Abstraktion ist, dass Komponenten, die für eine spezifische Schnittstelle erstellt wurden in der Regel nicht mit anderen kompatibel sind.

Virtualisierung hingegen vermeidet diese Einschränkung indem die Schnittstellen der jeweiligen Ebene auf Schnittstellen des Systems oder der Komponente abgebildet werden.11 In Abbildung 1-1 b) wird eine Festplatte in zwei virtuelle Festplatten unterteilt, die von den Anwendungen mit denselben Schnittstellen wie die Festplatte in Abbildung 1-1 a) genutzt werden können.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2-1: Abstraktion und Virtualisierung12

Es können sowohl Computersysteme, als auch einzelne Hardware-Komponenten, wie Netzwerke, Festplatten oder Eingabegeräte, virtualisiert werden.13 Die Virtualisierung von Hardware gibt verschiedenen Betriebssystemen die Möglichkeit, die gegebene Hardware gemeinsam zu nutzen, indem beispielsweise, wie beschrieben, mehrere Festplatten virtualisiert werden.14

Bei der Virtualisierung von Software kann zwischen der Virtualisierung einzelner Prozesse oder Anwendungen und der Virtualisierung des kompletten Systems unterschieden werden.15 Die Virtualisierung erfolgt über eine zusätzliche Softwareebene, die die gewünschte Architektur des zu virtualisierenden Computersystems unterstützt. Diese wird virtuelle Maschine (VM) genannt.

Bei der Virtualisierung eines Prozesses oder einer Anwendung existiert die VM lediglich während der Laufzeit eines Prozesses.16 Im Gegensatz hierzu bietet die Virtualisierung eines Systems eine Umgebung in der das Betriebssystem mit verschiedenen Anwendungen und Prozessen ausgeführt werden kann.17 Die virtuellen Maschinen werden von einem Virtual Machine Monitor oder Hypervisor gesteuert, dessen primäre Aufgabe es ist, die gegebene Hardware auf verschiedene VMs zu verteilen.18

Virtualisierte Systeme können unterteilt werden in klassische und gehostete VMs.19 Klassische VMs setzen direkt auf der Hardware auf während gehostete VMs auf einem existierenden Betriebssystem installiert werden. Abbildung 2-2 stellt dies mit mehreren VMs auf einem System dar. Bezüglich der Verwendung der VM kann zusätzlich unterschieden werden, ob es sich bei dem virtualisierten System um einen Server oder einen Client handelt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2-2: Vergleich gehostete VM (links) und klassische VM (rechts)20

Ein mögliches Anwendungsszenario für gehostete VMs ist die Bereitstellung von verschiedenen Betriebssystemen auf einem Computer mit denen Softwareentwicklern unterschiedliche Umgebungen zur Verfügung gestellt werden, in denen die entwickelte Software getestet werden kann. Klassische VMs können zur Virtualisierung von Arbeitsplätzen genutzt werden, welche im nächsten Kapitel ausführlicher behandelt wird.

2.2 Arbeitsplatzvirtualisierung

Da es bisher nur wenig Literatur zur Virtualisierung von Arbeitsplätzen gibt, kann keine einheitliche Definition gefunden werden.

Die Virtualisierung von Arbeitsplätzen ist eine Möglichkeit, Anwendungen von der physischen Hardware zu trennen indem das Betriebssystem mit allen Anwendungen in einer VM auf dem Client oder auf einem Server ausgeführt wird.21 Der Zugriff des Anwenders kann sowohl vom Arbeitsplatz, als auch von anderen Orten ermöglicht werden, hierfür ist lediglich eine Netzwerk- oder Internetverbindung erforderlich.22. Statt einer einzelnen Komponente oder Anwendung wird der komplette Desktop auf zentralen Servern, in der Regel in einem Rechenzentrum, virtualisiert.23 Die Anzahl der Arbeitsplätze, die auf einem Server virtualisiert werden können hängt dabei direkt von der Arbeitslast ab, die ein Anwender benötigt.24

Dies wird als Virtual Desktop Infrastructure (VDI) bezeichnet (siehe Abbildung 2-3).25 Dabei werden alle Daten und Konfigurationen auf einem Server gespeichert und bei Bedarf in eine generische VM geladen, die entweder vom Server auf den Computer des Anwenders gestreamt oder auf diesen geladen und lokal ausgeführt wird. Bei einer lokalen Ausführung kann der Anwender die VM auch dann nutzen, wenn er nicht mit dem Netzwerk des Unternehmens verbunden ist. Bei der nächsten Verbindung mit dem Netzwerk erfolgt eine Synchronisation mit dem Server.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2-3: Virtual Desktop Infrastructure26

2.3 Entwicklung von Arbeitsplätzen

Bei klassischen Terminal-Servern, welche zu Beginn des Einsatzes von Computersystemen in Unternehmen üblich waren, nutzen viele Anwender über Terminals eine Instanz einer Software, die zentral auf einem Server installiert ist und der die Rechenoperationen übernimmt.27

Mit der Entwicklung des Personal Computers in den 80er Jahren und dessen Einsatz in Unternehmen wurden Anwendungen und Daten auf diese verlagert, so dass die Mitarbeiter die Arbeitsumgebung den jeweiligen Bedürfnisse anpassen konnten.28 Da in vielen Fällen jedoch die Zusammenarbeit von Anwendern notwendig ist, wurde das Client-Server Modell eingeführt. Bei diesem bietet der Server eine zentrale Datenablage während die Mitarbeiter an lokalen Clients arbeiten.

Aktuelle Trends sind die Verlagerung von Daten und Anwendungen in Rechenzentren, die jederzeit über das Internet erreicht werden können, das Cloud Computing,29 sowie die Virtualisierung von Arbeitsplätzen und Servern.30 Obwohl dieses Modell bereits seit etwa 50 Jahren existiert, ist es erst durch die Verfügbarkeit von Lösungen für die x86-Architektur, auf die die meisten heutigen Computersysteme aufbauen, populär geworden.31

Bei der Betrachtung von Virtualisierung lassen sich angewandte Konzepte der genannten Modelle erkennen. Ähnlich zu Terminal-Servern kann der Zugriff auf die VM von unterschiedlichen Computern geschehen. Durch die Virtualisierung konnten jedoch einige Nachteile überwunden werden.32 Da im Gegensatz zu Terminal-Servern jedem Mitarbeiter eine eigene VM zur Verfügung steht, kann so beispielsweise für einzelne Mitarbeiter zusätzliche Software installiert werden und auf die Arbeitsplätze auch außerhalb des Büros zugegriffen werden, etwa wenn der Mitarbeiter im Außendienst oder von zu Hause aus arbeitet. Auch das Client-Server Modell findet weiter Anwendung, jedoch erfolgt die Unterteilung nicht mehr bezüglich physischer Hardware, sondern lediglich anhand der Funktion der jeweiligen VM.

2.4 Anwendung der Virtualisierung von Arbeitsplätzen in der Praxis

Virtualisierung ist ein aktueller Trend in der Konfiguration von Computersystemen und ist nach dem Marktforschungsunternehmen Gartner eine der wichtigsten Technologien im Bereich der IT-Infrastruktur.33

Eine Umfrage der Computer Economics unter 200 IT Unternehmen ergab, dass die Anzahl der Unternehmen, die ihre Arbeitsplätze bereits virtualisiert haben, zwar gering, aber zunehmend ist.34 So setzten 2010 nur 15% der befragten Unternehmen Virtualisierung ein, etwa ein weiteres Drittel der Unternehmen tätigten Investitionen in diesem Bereich. Dabei kann festgestellt werden, dass diese Anteile bei größeren Unternehmen höher sind als bei kleineren und bei vielen der Unternehmen bereits Pilotprojekte existieren. Vor allem Unternehmen, bei denen das Verhältnis von Computern zu Mitarbeitern besonders hoch oder besonders niedrig ist investieren in Virtualisierung. Dies ist etwa der Fall, wenn Mitarbeiter neben dem stationären Computer einen Laptop oder ein Smartphone nutzen, über die aufgrund der Virtualisierung immer auf dieselbe Arbeitsumgebung zugegriffen werden kann bzw. wenn sich mehrere Mitarbeiter einen Computer teilen. So kann dennoch jedem Mitarbeiter eine eigene Arbeitsumgebung geboten werden.

In den letzten Jahren hat sich die Virtualisierung hinsichtlich Performance, Flexibilität und Management der Technologie stark weiterentwickelt.35 Neue und erweiterte Produkte von, unter anderen, Citrix Systems, Microsoft, Symantec, VMware, Oracle und Hewlett-Packard kamen auf den Markt. Bereits jetzt gibt es bei aktuellen Produkten, verglichen mit der Installation von Betriebssystemen und Anwendungen auf einem physischen Client, keine Leistungseinbußen mehr aufgrund von Virtualisierung.36 Die Nutzung gestaltet sich für die Anwender einfach, da die VMs mittlerweile wie gewöhnliche Clients genutzt werden können.37

Wie bei vielen IT Lösungen gibt es aber auch bei der Virtualisierung häufig keine einzelne Lösung, die die individuellen Bedürfnisse eines Unternehmens abdeckt.38 So setzen Unternehmen verschiedene Methoden ein, um den Bedürfnissen von verschiedenen Mitarbeitergruppen und Anforderungen von Anwendungen gerecht zu werden.39

3. Chancen und Herausforderungen der Virtualisierung

In den folgenden Abschnitten werden die Chancen, sowie Herausforderungen, die durch die zunehmende Virtualisierung von Arbeitsplätzen auftreten, erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass einige der Chancen und Herausforderungen auch für andere Bereiche der Virtualisierung, speziell der Virtualisierung von Servern, gelten.

[...]


1 Vgl. zu diesem und dem folgenden Satz Luftman (2011), S. 8.

2 Vgl. Park, Eo, Lee (2012), S. 131 – 136, Bose, Luo (2011), S.43, Hayes (2008), S.9 sowie Armbrust u.a. (2010), S. 58.

3 Vgl. Kroeker (2009), S. 18 und Kotsovinos (2011), S. 65.

4 Vgl. Kroeker (2009), S. 19.

5 Vgl. Computer Economics Report (2010), S. 6.

6 Vgl. Popek, Goldberg (1974) sowie Goldberg (1974).

7 Vgl. Kotsovinos (2011), S. 62.

8 Vgl. Kroeker (2009), S. 18 sowie Kotsovinos (2011), S. 62.

9 Vgl. Kroeker (2009), S. 18 sowie Kotsovinos (2011), S. 62.

10 Vgl. zu diesem Absatz Smith, Ravi (2005), S. 32-33.

11 Vgl. Smith, Ravi (2005), S. 32.

12 Vgl. Smith, Ravi (2005), S. 33.

13 Vgl. Smith, Ravi (2005), S. 32.

14 Vgl. Miller, Pegah (2007), S. 256.

15 Vgl. zu diesem Absatz Smith, Ravi (2005), S. 33.

16 Vgl. Smith, Ravi (2005), S. 34.

17 Vgl. Smith, Ravi (2005), S. 35-36 sowie Miller, Pegah (2007), S. 256.

18 Vgl. Smith, Ravi (2005), S. 36.

19 Vgl. zu diesem und dem folgenden Satz Smith, Ravi (2005), S. 36.

20 Vgl. Lunsford (2009), S. 341.

21 Vgl. Computer Economics Report (2010), S. 2.

22 Vgl. Computer Economics Report (2010), S. 3.

23 Vgl. Miller, Pegah (2007), S. 256.

24 Vgl. Miller, Pegah (2007), S. 259.

25 Vgl. zu diesem Absatz Computer Economics Report (2010), S. 5.

26 Vgl. Lunsford (2009), S. 344.

27 Vgl. Computer Economics Report (2010), S. 4 sowie Hayes (2008), S.9.

28 Vgl. zu diesem Absatz Hayes (2008), S.9-10.

29 Vgl. Hayes (2008), S.9-10.

30 Vgl. Luftman (2011), S. 8.

31 Vgl. Popek, Goldberg (1974) S. 412 – 421 sowie Kotsovinos (2011), S. 62.

32 Vgl. zu diesem und dem folgenden Satz Computer Economics Report (2010), S. 3.

33 Vgl. Bellovin (2006), S. 104 sowie Marshall (2007).

34 Vgl. zu diesem Absatz Computer Economics Report (2010).

35 Vgl. Kroeker (2009), S. 18, 20.

36 Vgl. Scott u. a. (2003), S.176.

37 Vgl. Computer Economics Report (2010), S. 3.

38 Vgl. Miller, Pegah (2007), S. 259.

39 Vgl. Computer Economics Report (2010), S. 3.

Ende der Leseprobe aus 24 Seiten

Details

Titel
Virtualisierung von Arbeitsplätzen. Grundlagen, Chancen und Anforderungen
Hochschule
Universität zu Köln
Note
1,7
Autor
Jahr
2013
Seiten
24
Katalognummer
V283978
ISBN (eBook)
9783656839040
ISBN (Buch)
9783656839057
Dateigröße
478 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
virtualisierung, arbeitsplätzen, grundlagen, chancen, anforderungen
Arbeit zitieren
Benjamin Wilms (Autor), 2013, Virtualisierung von Arbeitsplätzen. Grundlagen, Chancen und Anforderungen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/283978

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