X86-Virtualisierung - Versionsgeschichte

Thomas.will am 11. Oktober 2026 um 12:00 Uhr

2026-10-11T12:00:02Z

Thomas.will am 11. Oktober 2026 um 11:57 Uhr

2026-10-11T11:57:04Z

Änderungen zeigen

Thomas.will am 11. Oktober 2026 um 11:55 Uhr

2026-10-11T11:55:39Z

Änderungen zeigen

Thomas.will am 11. Oktober 2026 um 11:54 Uhr

2026-10-11T11:54:25Z

Änderungen zeigen

Thomas.will: /* Weiterführende Informationen */

2025-05-05T05:13:24Z

Weiterführende Informationen

Thomas.will am 3. Mai 2025 um 08:35 Uhr

2025-05-03T08:35:16Z

Thomas.will: /* Architektur und Ablauf */

2025-05-03T07:48:42Z

Architektur und Ablauf

Thomas.will: /* Schutzringe innerhalb der Modi */

2025-05-03T07:47:54Z

Schutzringe innerhalb der Modi

Thomas.will: /* Architektur und Ablauf */

2025-05-03T07:46:33Z

Architektur und Ablauf

Thomas.will: /* VMX Non-Root Mode */

2025-05-03T07:45:50Z

VMX Non-Root Mode

@@ Zeile 26: / Zeile 26: @@
 **Der Gast muss dafür nicht angepasst werden.
 *Kritische Operationen im Non-Root Mode lösen automatisch einen Wechsel zum Hypervisor aus.
-<!-- BILD 2 hier einfügen: Schutzringe VMX Root / VMX Non-Root (originale Einbindung aus der alten Seite) -->
+{{#drawio:vt-ring}}
 ==Ablauf: VM-Entry und VM-Exit==
@@ Zeile 34: / Zeile 34: @@
 *'''VMCS''' (Virtual Machine Control Structure): Pro VM speichert die CPU deren Zustand (Register, Speicherverwaltung) und den Zustand des Hypervisors. Dadurch geht der Wechsel schnell.
 *'''Speicher und I/O:''' Der Hypervisor trennt den Speicher der VMs voneinander. Mit '''EPT''' (Intel) bzw. '''NPT''' (AMD) übersetzt die CPU auch die Speicheradressen der VM selbst. Gerätezugriffe werden emuliert (z. B. durch QEMU) oder an echte Geräte weitergereicht.
-<!-- BILD 1 hier einfügen: Architektur VMM / VMCS / VM-Entry / VM-Exit (originale Einbindung aus der alten Seite) -->
+{{#drawio:Ausführungsebenen}}
 ;Am Beispiel KVM
@@ Zeile 48: / Zeile 48: @@
 =Praxis-Beispiele=
-*KVM (Linux)
+*[[KVM]] (Kernel-based Virtual Machine, Linux)
 *VMware vSphere (ESXi)
 *Microsoft Hyper-V
@@ Zeile 61: / Zeile 61: @@
 =Präsentation=
 *https://hedgedoc.xinux.net/p/sC9T6-hrS#/

← Nächstältere Version		Version vom 5. Mai 2025, 05:13 Uhr
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	* [https://tuxthink.blogspot.com/2011/12/kvm-introduction.html Einführung in KVM (tuxthink)]		* [https://tuxthink.blogspot.com/2011/12/kvm-introduction.html Einführung in KVM (tuxthink)]
	* [https://wiki.archlinux.org/title/KVM Arch Linux KVM Wiki]		* [https://wiki.archlinux.org/title/KVM Arch Linux KVM Wiki]
		+	==Präsentation==
		+	*https://hedgedoc.xinux.net/p/sC9T6-hrS#/
		+	[[Kategorie:Virtualisierung]]

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 Diese Darstellung zeigt die '''technische Ablaufarchitektur und den Wechsel zwischen den Modi'''.
 == Schutzringe innerhalb der Modi ==
 {{#drawio:vt-ring}}
 Dieses Bild zeigt die '''Privilegienebenen innerhalb der beiden Modi''':
 === VMX Root Mode ===
-* Wird ausschließlich vom Hypervisor genutzt.
+* Wird vom Hypervisor genutzt.
-* Innerhalb dieses Modus könnte der Hypervisor prinzipiell die Schutzringe 0–3 verwenden, in der Praxis nutzt er jedoch Ring 0 für höchste Rechte.
+* Innerhalb des Root Modes könnte der Hypervisor theoretisch die Ringe 0–3 verwenden, nutzt aber faktisch Ring 0.
 === VMX Non-Root Mode ===
 * Wird von den virtuellen Maschinen genutzt.
-* Innerhalb einer VM:
+* Gastbetriebssystem läuft im '''Ring 0''' innerhalb der VM.
-** Das Gastbetriebssystem läuft im '''Ring 0''' der VM.
+* Anwendungen laufen im '''Ring 3''' innerhalb der VM.
-** Anwendungen laufen im '''Ring 3''' der VM.
+* Kritische Operationen führen zu einem '''VM Exit'''.
-Diese Darstellung zeigt die '''Privilegierung innerhalb der jeweiligen Betriebsmodi''' und macht deutlich, dass der Gastkernel zwar im Ring 0 läuft, aber nicht auf der gleichen Ebene wie der Hypervisor im VMX Root Mode.
+Diese Darstellung zeigt die Trennung der Privilegienstufen zwischen Hypervisor und Gastbetriebssystemen.
 = Funktionsweise verständlich erklärt =
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 == Hypervisor ==
-* Ist der zentrale „Manager“, kontrolliert alle Ressourcen.
+* Zentrale Steuerinstanz, die alle Ressourcen kontrolliert.
-* Verteilt Hardware-Ressourcen an virtuelle Maschinen.
+* Zuweisung von CPU, Speicher und Geräten an VMs.
 == Virtuelle Maschinen ==
-* Laufen isoliert, wie eigenständige physische Rechner.
+* Laufen isoliert wie eigenständige physische Rechner.
-* Arbeiten schnell und effizient, fühlen sich „echt“ an.
+* Führen Gastbetriebssysteme und Anwendungen aus.
-* Können keine kritischen Hardware-Einstellungen direkt verändern, dies kontrolliert der Hypervisor.
+* Zugriff auf kritische Ressourcen wird vom Hypervisor gesteuert.
 = Softwarebasierte Virtualisierung (klassische Methode) =
-* Ohne spezielle Prozessorunterstützung.
+* Keine spezielle Prozessorunterstützung.
-* Hypervisor kontrolliert Hardwarezugriff alleine.
+* Hypervisor kontrolliert Hardwarezugriff direkt.
-* Gastbetriebssysteme besitzen eingeschränkte Rechte und werden „deprivilegiert“ ausgeführt.
+* Gastbetriebssysteme laufen deprivilegiert.
-* Hoher Aufwand durch häufiges Abfangen und Emulieren privilegierter Operationen.
+* Höherer Overhead durch häufiges Abfangen von Befehlen.
 = Modernes Privilegienmodell (VT-x/AMD-V) =
 == Historisches Modell (Protected Mode) ==
-* Vier Schutzringe (Ringe 0 bis 3).
+* Vier Schutzringe (Ring 0–3).
-* Betriebssystem läuft auf Ring 0 (höchste Privilegien).
+* Betriebssystem läuft auf Ring 0.
-* Anwendungen laufen auf Ring 3 (geringste Privilegien).
+* Anwendungen laufen auf Ring 3.
-* Ring 1 und 2 kaum genutzt.
+* Ringe 1 und 2 wurden selten genutzt.
 == Aktuelles VT-x/AMD-V-Modell ==
-* Spezielle Prozessorerweiterungen bieten zwei neue Betriebsmodi:
+* Zwei Betriebsmodi durch Prozessorerweiterungen:
-** '''VMX Root-Modus''' („Ring -1“): Der Hypervisor besitzt absolute Kontrolle über Hardware.
+** '''VMX Root Mode''' („Ring -1“): Hypervisor mit voller Kontrolle.
-** '''VMX Non-Root-Modus''' („virtueller Ring 0“): Gastbetriebssystem läuft scheinbar auf höchster Ebene, tatsächlich jedoch eingeschränkt.
+** '''VMX Non-Root Mode''' („virtueller Ring 0“): Gastbetriebssystem eingeschränkt.
-* Anwendungen innerhalb der VM weiterhin auf Ring 3.
+* Anwendungen innerhalb der VM bleiben in Ring 3.
-* Weniger Emulation nötig, deutlich höhere Leistung als rein softwarebasierte Methoden.
+* Deutlich geringerer Overhead und höhere Effizienz.
 = Hardwareerweiterungen =
 == Intel VT-x ==
 * Codename „Vanderpool“.
-* Hardware-unterstütztes „Trap-and-Emulate“-Verfahren.
+* Einführung des VMX Root/Non-Root Modes.
-* Beschleunigung der Virtualisierung durch direkte Prozessorunterstützung.
+* Unterstützung von „Trap-and-Emulate“ für privilegierte Befehle.
 == AMD-V ==
 * Codename „Pacifica“.
-* Hardwarebasierte Unterstützung für effiziente Virtualisierung.
+* Vergleichbare Technik zu VT-x.
-* Vergleichbare Funktionsweise zu VT-x.
+* Unterstützung für Ring Aliasing und effizientere Virtualisierung.
 = Praxis-Beispiele =

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 == Architektur und Ablauf ==
-[[Datei:th.jpeg|zentriert]]
+{{#drawio:Ausführungsebenen}}
 Dieses Bild zeigt die '''Gesamtabfolge der Ausführungsebenen und Übergänge''':

@@ Zeile 31: / Zeile 31: @@
 == Schutzringe innerhalb der Modi ==
-[[Datei:Vt-ring.drawio.png]]
+{{#drawio:vt-ring}}
 Dieses Bild zeigt die '''Privilegienebenen innerhalb der beiden Modi''':
 === VMX Root Mode ===
 * Wird ausschließlich vom Hypervisor genutzt.
 * Innerhalb dieses Modus könnte der Hypervisor prinzipiell die Schutzringe 0–3 verwenden, in der Praxis nutzt er jedoch Ring 0 für höchste Rechte.
 === VMX Non-Root Mode ===
 * Wird von den virtuellen Maschinen genutzt.

@@ Zeile 17: / Zeile 17: @@
 [[Datei:th.jpeg|zentriert]]
-Dieses Bild zeigt die **Gesamtabfolge der Ausführungsebenen und Übergänge**:
+Dieses Bild zeigt die '''Gesamtabfolge der Ausführungsebenen und Übergänge''':
 * Unten befindet sich die CPU mit aktivierter VT-x Unterstützung.
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 ** '''VM Exit''': Rücksprung von der VM in den Hypervisor, z.B. bei privilegierten Befehlen.
-Diese Darstellung zeigt die **technische Ablaufarchitektur und den Wechsel zwischen den Modi**.
+Diese Darstellung zeigt die '''technische Ablaufarchitektur und den Wechsel zwischen den Modi'''.
 == Schutzringe innerhalb der Modi ==

@@ Zeile 46: / Zeile 46: @@
 * Obwohl das Gastbetriebssystem glaubt, auf echter Hardware mit Ring-0-Rechten zu laufen, wird es durch die Virtualisierung eingeschränkt. Privilegierte Befehle führen zu einem '''VM Exit'''.
-Diese Darstellung zeigt die '''Privilegierung innerhalb der jeweiligen Betriebsmodi'''und macht deutlich, dass der Gastkernel zwar im Ring 0 läuft, aber nicht auf der gleichen Ebene wie der Hypervisor im VMX Root Mode.
+Diese Darstellung zeigt die '''Privilegierung innerhalb der jeweiligen Betriebsmodi''' und macht deutlich, dass der Gastkernel zwar im Ring 0 läuft, aber nicht auf der gleichen Ebene wie der Hypervisor im VMX Root Mode.
 = Funktionsweise verständlich erklärt =