# 9.3 Virtualisierung

## Virtualisierung - Grundlagen

### Was ist Virtualisierung?

```
Virtualisierung
Mehrere virtuelle Maschinen auf einer
physischen Hardware betreiben
```

### Vorteile

| Vorteil | Beschreibung |
|---------|-------------|
| Kosteneinsparung | Weniger Hardware |
| Flexibilität | Schnell bereitgestellt |
| Isolation | Getrennte Umgebungen |
| Skalierung | Leicht erweiterbar |
| Testumgebung | Schnell aufgesetzt |

---

## Virtualisierungstypen

### Full Virtualization

```
Gast-OS läuft unverändert
├── VMware Workstation
├── VirtualBox
└── Hyper-V
```

### Para-Virtualization

```
Gast-OS weiß von Virtualisierung
├── Xen
└── Citrix XenServer
```

### Container-Virtualisierung

```
Leichtgewichtige Virtualisierung
├── Docker
├── Podman
└── Kubernetes
```

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## Docker

### Grundlagen

```
Docker - Begriffe
├── Image: Vorlage (Template)
├── Container: Laufende Instanz
├── Dockerfile: Image-Beschreibung
├── Registry: Image-Speicher
└── Volume: Persistenter Speicher
```

### Docker-Befehle

```bash
# Container starten
docker run -d -p 8080:80 nginx

# Container auflisten
docker ps
docker ps -a

# Container stoppen
docker stop container_id

# Image bauen
docker build -t mein-image .

# Container entfernen
docker rm container_id
```

### Dockerfile

```dockerfile
# Basis-Image
FROM node:18-alpine

# Arbeitsverzeichnis
WORKDIR /app

# Dateien kopieren
COPY package*.json ./
COPY . .

# Abhängigkeiten installieren
RUN npm install

# Port freigeben
EXPOSE 3000

# Startbefehl
CMD ["node", "server.js"]
```

### Praktisches Beispiel: Docker Compose

```yaml
# docker-compose.yml
version: '3.8'

services:
  # Webanwendung
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - DATABASE_URL=postgres://db:5432/webapp
    depends_on:
      - db
      - redis

  # Datenbank
  db:
    image: postgres:15-alpine
    volumes:
      - db_data:/var/lib/postgresql/data
    environment:
      - POSTGRES_PASSWORD=geheim
      - POSTGRES_DB=webapp

  # Cache
  redis:
    image: redis:7-alpine
    ports:
      - "6379:6379"

volumes:
  db_data:
```

### Praktisches Beispiel: Docker Volume

```bash
# Volume erstellen
docker volume create mydata

# Volume einhängen
docker run -v mydata:/data ubuntu

# Volumes auflisten
docker volume ls

# Unbenutzte Volumes löschen
docker volume prune
```

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## Kubernetes

### Architektur

```
Kubernetes - Komponenten
├── Master Node
│   ├── API Server
│   ├── Scheduler
│   ├── Controller Manager
│   └── etcd
├── Worker Nodes
│   ├── Kubelet
│   ├── Kube Proxy
│   └── Container Runtime
└── Add-ons (DNS, Dashboard)
```

### Kubernetes-Objekte

| Objekt | Beschreibung |
|--------|-------------|
| Pod | Kleinste Einheit (1+ Container) |
| Deployment | Replikate, Updates |
| Service | Netzwerkzugriff |
| Ingress | HTTP-Routing |
| ConfigMap | Konfiguration |
| Secret | Sensitive Daten |

---

## Cloud-Computing

### Service-Modelle

```
Cloud - Modelle
├── IaaS: Infrastructure as a Service
│   └── Virtuelle Maschinen, Netzwerk
├── PaaS: Platform as a Service
│   └── Laufzeitumgebung
└── SaaS: Software as a Service
    └── Fertige Anwendung
```

### Anbieter

| Anbieter | Service |
|----------|----------|
| AWS | EC2, S3, Lambda |
| Azure | VMs, Blob, Functions |
| Google Cloud | Compute Engine, Cloud Storage |

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## Querverweise

- [[LF9-02-Server|Zurück: Server]]
- [[LF9-04-Monitoring|Nächstes Thema: Monitoring]]

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*Stand: 2024*