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Abschlussprüfung Teil 2 - Fachinformatiker für Systemintegration > Virtualisierung + Cloud Computing > Flashcards

Virtualisierung + Cloud Computing Flashcards

1
Q

Was ist Virtualisierung?

A

Virtualisierung bezeichnet Methoden, die es erlauben, Ressourcen eines Rechensystems zusammenzufassen oder aufzuteilen.

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2
Q

Wo wird virtualisiert? +Beispiele

A

 System /Hardware HW-Partitionierung IBM LPAR, Sun Logical Domains LDOMs,
Hypervisor, Paravirtualisierung, Emulation
 Betriebssystem Container, Zoning, Jails
 Anwendung Laufzeitumgebung, Sandbox, portable Anwendungen
wird auch auch Applikations-Virtualisierung genannt
 Desktop Terminaldienste, Thin Clients
 Rechenzentrum Cloud-Computing, Software Defined Datacenter (SDDC)

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3
Q

Gründe für die Virtualisierung von Rechensystemen

A

 bessere Ausnutzung der Hardware
Ressourcen einsparen, Kosten senken
 vereinfachte Bereitstellung
 maximale Flexibilität
einfaches Kopieren von Virtuellen Maschinen* (VMs), erstellen von Snapshots
 höhere Sicherheit durch stärkere Trennung der Systeme untereinander
 Optimierung von Software-Tests und Software-Entwicklung
 Unterstützung alter (legacy) Systeme und Anwendungen
legacy, engl. Erbe, Altlast

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4
Q

Was ist eine VM?

A

Virtuelle Maschine (VM): Nachgebildeter, simulierter Rechner, der auf einem realen Rechner (=Host) läuft und über alle Ressourcen (CPU, RAM, HDD, …) eines vollwertigen Rechners verfügt.

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5
Q

Was ist Nested Virtualisation?

A

Nested Virtualisation: Verschachtelte Virtualisierung: in einer VM läuft eine weitere VM

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6
Q

Nachteile und Grenzen Virtueller Maschinen

A

 VMs bieten eine geringere Performance als reale Maschinen
 nicht jede Hardware kann virtualisiert werden
z.B. Grafikprozessoren, Hardwaredongles
 Virtualisierung kann ein Single Point of Failure sein
VM-Host → viele VMs
 Virtualisierung ist kompliziert

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7
Q

Welche 2 Bereiche sind relevant beim Aufbau von Betriebssystemen?

A

Prozessbereich
Anwendungsbereich
user mode, user space, userland
 erbringt die eigentlichen
Funktionen des BS

Kernbereich
kernel mode, kernel space
 stellt die erforderliche
Infrastruktur für Prozesse zur
Verfügung

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8
Q

Welche Konzepte der Systemvirtualisierung gibt es?

A

Emulation, Applikations-Virtualisierung, Betriebssystem-Virtualisierung, Level 2 Virtualisierung, Level 1 Virtualisierung

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9
Q

Erkläre das Virtualisierungs Konzept: Emulation

A
  • Nachbildung der kompletten Hardware eines Rechnersystems
  • geringe Performance
  • Beispiele:
    DOSBox - DOS-Programme auf 64-Bit-Systemen (x64)
    Qemu - viele Architekturen auf x86 (ARM, PowerPC, …)
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10
Q

Erkläre das Virtualisierungs Konzept: Applikations- bzw. Anwendungs-Virtualisierung

A
  • Anwendungen laufen lokal in einer Laufzeit-Umgebung
    (runtime environment)
  • eine Laufzeit-Umgebung wird machmal auch als VM bezeichnet
  • die Laufzeit-Umgebung verhindert Konflikte mit anderen
    Anwendungen
  • geringere Ausführungsgeschwindigkeit gegenüber
    nativer* Programmausführung
  • z.B. Java VM, ThinApp, Sandboxie, App-V, Cygwin
    in Android laufen alle Apps getrennt in einer VM (ART)
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11
Q

Erkläre das Virtualisierungs Konzept: Betriebssystem-Virtualisierung

A
  • ein einzelner Betriebssystem-Kernel bildet mehrere isolierte
    Prozessbereiche (userlands) ab
    (=Container/Zone/Jail)
  • bestmögliche, fast native Performance
  • nicht möglich: unterschiedliche Kernel bzw. Betriebssysteme
  • z.B. Docker, Virtuozzo, Linux-VServer, OpenVZ,
    FreeBSD Jail, Solaris Zones
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12
Q

Erkläre das Virtualisierungs Konzept: Level 2 Vritualisierung

A
  • Hypervisor (auch: Virtual Machine Monitor - VMM)
    stellt virtuelle Maschinen bereit und verteilt Hardwareressourcen
    geschickt an die Gast-Betriebssysteme
  • läuft auf dem Host-Betriebssystem
  • kaum Änderungen an Host- und Gast-Betriebssystemen
    erforderlich
  • fast native Verarbeitungsgeschwindigkeit
    der Gast-Betriebssysteme
  • jedes Gast-Betriebssystem hat seinen eigenen Kernel
  • z.B. VMware Workstation/Fusion
    VirtualBox
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13
Q

Erkläre das Virtualisierungs Konzept: Level 1 Virtualisierung

A
  • Hypervisor läuft direkt auf der Hardware
  • stellt Software-Schnittstelle (API) bereit,
    z.B. VMBus, Virtual Machine Interface - VMI
  • der Betriebssystem-Kern der Gäste muss an die
    Software-Schnittstelle angepasst werden (=Paravirtualisierung)
    z.B. über den Virtualization Service Client - VSC
  • dadurch höhere Leistung als bei Level 2 Virtualisierung
  • z.B. Xen
    VMware ESX
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14
Q

Der Unterschied zwischen type 1 und type 2 Hypervisor?

A

type 1 Hypervisor läuft direkt auf der Hardware, ohne ein zugrundeliegendes Betriebssystem. Type 2 Hypervisor hingegen läuft auf einem hostbetriebssystem als Anwendung.

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15
Q

Was ist “Bare Metal”?

A

“Bare Metal” bedeutet, dass Software direkt auf physischer Hardware läuft, ohne ein Betriebssystem dazwischen. Es ermöglicht eine effiziente Nutzung der Hardware-Ressourcen, besonders in virtualisierten Umgebungen.

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16
Q

Was ist Cloud Computing?

A

 ermöglicht die bedarfsgerechte und flexible Nutzung von IT-Leistungen,
die in Echtzeit bereitgestellt und nach Nutzung abgerechnet werden.
 Ansatz: virtualisierte IT-Infrastrukturen, dynamisch an den Bedarf
angepasst über ein Netzwerk zur Verfügung stellen, z.B.:
- Software
- Rechenkapazität
- Datenspeicher
- Netzwerkkapazitäten

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17
Q

Warum heißt es „Cloud“ - Computing?

A

Aus Nutzersicht erscheint die zur Verfügung gestellte IT-Infrastruktur
fern und undurchsichtig, wie von einer „Wolke“ verhüllt.

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18
Q

Was ist Saas?

A

Software as a Service
Zugang und Nutzung von Anwendungsprogrammen über das Internet
SaaS wird auch als Software on demand bezeichnet.

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19
Q

Was ist PaaS?

A

Platform as a Service
Zugang und Nutzung von Programmierumgebungen mit anpassbaren Rechenund Datenkapazitäten
Nutzer entwickeln ihre eigene Software und lassen diese innerhalb einer Softwareumgebung,
die vom Service Provider bereitgestellt und unterhalten wird, ausführen

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20
Q

Was ist IaaS

A

Infrastructure as a Service
Zugang und Nutzung zu virtualisierten Computerhardware-Ressourcen, wie
Rechnern, Netzwerken und Speicher
Nutzer gestalten ihr eigenes virtuelles Rechenzentrum und sie sind daher für Auswahl,
Installation, Betrieb und das Funktionieren ihrer Systeme und Programme selbst verantwortlich.

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21
Q

welche 4 Bereitstellungsmodelle gibt es bei Cloud Computing?

A
  • Public Cloud
  • Private Cloud
  • Hybrid Cloud
  • Community Cloud
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22
Q

Welche Eigenschaften sind relevant für die Bereitstellungsmodelle beim Cloud Computing?

A
  • Selbstzuweisung von Leistungen bei Bedarf durch die Nutzer
  • Skalierbarkeit
  • Zuverlässigkeit
  • Optimierung und Konsolidierung
  • Qualitätssicherung und -kontrolle
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23
Q

Was ist eine Public Cloud?

A

Public Cloud
bietet Zugang für die breite Öffentlichkeit über das Internet.
Public-Cloud-Diensteanbieter erlauben ihren Kunden, IT-Infrastruktur zu mieten,
bezahlt werden nur tatsächliche Nutzung bzw. Verbrauch (pay-as-you-go),
ohne Kapital in Rechenzentrums-Infrastruktur investieren zu müssen.

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24
Q

Was ist eine Private Cloud?

A

Private Cloud
bietet Zugang innerhalb der eigenen Organisation (Firma, Behörde, ..)

25
Q

Was ist eine Hybrid Cloud?

A

Hybrid Cloud
Mischform von “Public Clouds” und “Private Clouds”
Zugang nach den Bedürfnissen ihrer Nutzer

26
Q

Was ist eine Community Cloud?

A

Community Cloud
bietet Zugang für einen kleineren, abgegrenzten und örtlich verteilten Nutzerkreis
der sich die Kosten teilt (z.B. Universitäten, Firmen mit ähnlichen Interessen, mehrere
städtische Behörden, Forschungsgemeinschaften)

27
Q

Erkläre diese Eigenschaft des Cloud Computing:
Optimierung und Konsolidierung

A

bietet Effizienz und Ökonomie in Anpassung an fortlaufende Umweltschutzstandards, die sukzessive vom Cloud-Diensteanbieter optimiert werden können

28
Q

Erkläre diese Eigenschaft des Cloud Computing:
Qualitätssicherung und -kontrolle

A

kann fortlaufend durch den Diensteanbieter überwacht und sichergestellt werden,
ohne dass die Nutzer belastet werden müssten.

29
Q

Was sind Vorteile des Cloud-Computing? 5

A
  • Clients sind meist browserbasiert und dadurch plattformunabhängig
  • geringe Leistungsanforderungen an die Clients
  • Erhöhung der Flexibilität beim Einsatz von IT-Services
  • Kosteneinsparung
    z.B. bei Diensten, die nur gelegentlich genutzt werden
  • geringerer Investitionsbedarf
    es muss keine neue HW und SW gekauft werden
30
Q

Was sind Nachteile des Cloud-Computing?

A
  • erhebliche Sicherheitsbedenken (Datenschutz und DSGVO)
    z.B. Administratoren des Cloud-Anbieters haben Zugriff auf die Nutzerdaten während der
    Verarbeitung
  • Vertragsgestaltung und Service Level Agreement (QoS, SLA)
  • Abhängigkeit vom Cloud-Anbieter
31
Q

Wofür steht SDN?

A

SDN steht für “Software Defined Networking”

32
Q

Was sind Control Plane und Data Plane?

A

Control-Plane:System, das entscheidet, wohin die Daten geschickt werden
Data-Plane:System, das die Daten zum Bestimmungsort weiterleitet

33
Q

Was macht SDN?

A

SDN trennt die Control-Plane von der Data-Plane
erlaubt eine programmierbare, zentrale Steuerung des Netzwerkverkehrs
 gewährt Flexibilität und Automation im Netzwerkbereich
 vereinfacht die Administration komplexer Netzwerk-Infrastrukturen
 ermöglicht die Netzwerk-Virtualisierung, bei der die Control-Plane als
reine Anwendung implementiert wird (z.B. OpenFlow)
 offene Standards z.B. von: Open Networking Foundation, OpenDaylight

34
Q

Wofür nutzt man SDN?

A

 SDN und IaaS
SDN wird mit virtuellen Systemen und virtuellem Storage kombiniert,
um eine bedarfsabhängige Ressourcenzuteilung zu erlauben
(z.B. beim Cloud Computing)
 dynamische Lastverteilung auf viele Verbindungen
Loadbalancing
 SDN als Managed Network Services (MNS)
um die in den SLAs vereinbarten Bandbreiten, Latenzen, Verfügbarkeiten
und Sicherheitsfeatures zu gewährleisten

35
Q

Was sind Stärken von SDN?

A
  • offener Ansatz
  • zentrale Steuerung
  • schnelle Bereitstellung
  • flexible Konfiguration von Services
  • geringe Komplexität der Netzwerkinfrastruktur
36
Q

Was sind Schwächen von SDN?

A

Schwächen
- Single Point of Failure
- fehlende Erfahrungswerte bei Millionen von Flows (Skalierbarkeit)
- stärkere Belastung des Netzes durch die Kommunikation der Controller
- Fokussierung auf Switches, Vernachlässigung der Anwendungsschnittstellen

37
Q

Vorteile der Speichervirtualisierung

A

 effektivere Nutzung von Speicherressourcen
 schnellere Bereitstellung von Speicherplatz
 unterbrechnungsfreie Datenmigration
 vereinfachtes Management
 Verbesserung der Datensicherheit (Spiegelung, Snapshot, Backup, ..)

38
Q

Man Unterscheidet bei der Speichervirtualisierung nach der Art der Übertragung. Erkläre die Block-Übertragung

A

Speichernetz mit Block-Übertragung (SAN)
- Dateisystem befindet sich lokal auf dem Rechner
- Übertragung der Datenblöcke zum externen Speichersystem
- Blocktransport-Protokolle:
Fibre Channel (FC)
Fibre Channel over Ethernet (FCoE)
Internet-SCSI (iSCSI)
ATA over Ethernet (AoE)

39
Q

Was sind DAS, NAS und SAN?

A

Direct Attached Storage

Network Attached Storage

Storage Area Network

40
Q

Was ist LUN?

A

LUN (Logical Unit Number)
Bezeichnung für eine virtuelle Festplatte
aus der Sicht des Betriebssystems

41
Q

Wiefunktioniert Speichervirtualisierung über Dateisysteme?

A

 Dateiübertragung über Netzwerk-Dateisysteme
oder Verteilte Dateisysteme
 die Speicher sind Dateiserver oder NAS-Systeme
 die Clients sehen ein einziges großes Dateisystem,
ohne dabei die darunterliegenden Speicher zu erkennen
 Verteilte Dateisysteme verbinden einzelne Dateisysteme eines Pools,
auf den die Clients dann wie auf eine einzige Einheit zugreifen

42
Q

Wie funktionieren Cluster-Dateisysteme?

A

 Verteilte Dateisysteme verbinden einzelne Dateisysteme zu einem Pool,
auf den die Clients dann wie auf eine einzige Einheit zugreifen
 gleichzeitiger Zugriff darauf ist parallel von vielen Systemen aus möglich
 Steuerung der Zugriffe und Verwaltung über Metadaten-Server
 die Datenbank zur Dateiverwaltung ist auf alle Server verteilt
 technisch-organisatorische Aspekte
- Performance, Latenz, Overhead
- Ausfallsicherheit
- eingesetzte L2-Netzwerkprotokolle: Infiniband, Ethernet, Myrinet, RDMA

43
Q

Was ist SDDC?

A

ein Software Defined Data Center
Alle Infrastruktur ist virtualisiert und wird als Service
geliefert. Die Kontrolle dieses Rechenzentrums geschieht vollständig
automatisiert durch Software.
 SDDC ist ein architektonisches Konzept für die IT-Infrastruktur,
das Virtualisierungs-Konzepte wie Abstraktion, Bündelung und
Automatisierung auf alle Ressourcen und Dienstleistungen des
Rechenzentrums erweitert,
um ein alles umfassendes IT-as-a-Service zu erreichen

44
Q

Wie wird eine SDDC realisiert?

A

 Management-Funktionen von der Hardware entkoppeln
 heterogene Speicherumgebungen in Pools zusammenfassen
 weg von proprietären, hersteller-zentrierten zu offenen Schnittstellen
 Ziel: “Converged Infrastructure”

45
Q

Was hat Cloud Computing mit Virtualisierung zu tun?

A

Cloud Computing nutzt Virtualisierung, um Ressourcen wie Rechenleistung und Speicher flexibel bereitzustellen und zu verwalten.

46
Q

Was ist ein Single Point of Failure?

A

Ein Single Point of Failure ist eine einzelne Stelle im System, deren Ausfall das gesamte System beeinträchtigt. Beispiel: Ein zentraler Server.

47
Q

Wie kann mit System-Virtualisierung Energie eingespart werden?

A

Durch Konsolidierung mehrerer virtueller Maschinen auf einem physischen Server kann die Hardware effizienter genutzt werden.

48
Q

Was bedeutet Userland in Bezug auf Betriebssysteme?

A

Userland bezieht sich auf den Bereich eines Betriebssystems, in dem Anwendungen und Benutzerprozesse ausgeführt werden.

49
Q

Welchen Vorteil haben Privilegierungs- bzw. Sicherheitsstufen bei System-Prozessen?

A

Privilegierungsebenen ermöglichen die Beschränkung von Zugriffsrechten, was die Sicherheit erhöht und unautorisierten Zugriff verhindert.

50
Q

Was ist eine Laufzeit-Umgebung (Runtime)?

A

Eine Laufzeit-Umgebung ist die Umgebung, in der Software während ihrer Ausführung betrieben wird.

51
Q

Was bedeutet Paravirtualisierung?

A

Paravirtualisierung ist eine Virtualisierungstechnik, bei der das Gastbetriebssystem angepasst wird, um direkt mit dem Hypervisor zu kommunizieren.

52
Q

Warum heißt es Cloud Computing?

A

Der Begriff “Cloud” repräsentiert die Abstraktion von technischen Details. Nutzer greifen auf Ressourcen zu, ohne deren genaue Lage oder Infrastruktur zu kennen.

53
Q

Was ist Outsourcing?

A

Outsourcing bedeutet, dass eine Firma Aufgaben oder Dienstleistungen an externe Anbieter auslagert, um Kosten zu reduzieren oder Fachkenntnisse zu nutzen.

54
Q

Warum setzen vor allem kleinere Firmen auf die Datenverarbeitung in der Cloud?

A

Kleinere Firmen profitieren von geringeren Investitionskosten, einfacherer Skalierbarkeit und dem Zugang zu leistungsstarken IT-Ressourcen.

55
Q

Erläutern Sie einen Anwendungsfall, bei dem auf Cloud Computing verzichtet werden sollte.

A

Wenn eine Organisation strenge Datenschutzrichtlinien hat oder spezielle Sicherheitsanforderungen, die nicht von Cloud-Anbietern erfüllt werden können.

56
Q

Erläutern Sie 2 Sicherheitsprobleme beim Cloud Computing.

A

Datenverlust: Möglicherweise durch unzureichende Sicherheitsmaßnahmen des Anbieters.

Zugriffskontrolle: Risiken durch unsachgemäße Zugriffsverwaltung und unautorisierte Zugriffe auf Cloud-Ressourcen.

57
Q

Was ist XaaS?

A

Everythign as a Service
alle Erforderlichen IT-Dienstleistungen werden über das Internet bereitgestellt

58
Q

Was ist DaaS?

A

Desktop as a Service
Servicemodell mit vereitstellung eines virtuellen Desktops über das Internet

Abschlussprüfung Teil 2 - Fachinformatiker für Systemintegration (39 decks)

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