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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Leitfaden
1 Die Wurzeln von Ubuntu
2 Was ist Ubuntu?
3 Die Versionen im Detail
4 Die Möglichkeiten der beiliegenden DVDs
5 Daten aus Windows sichern
6 Die Installation
7 Erste Schritte
8 Kubuntu und Xubuntu
9 Ubuntu mobil
10 Programme und Pakete installieren
11 Internet und E-Mail
12 Office
13 Grafik und Bildbearbeitung
14 Multimedia
15 Das Terminal
16 Programmierung und Design
17 Einrichtung der grundlegenden Hardware
18 Software- und Paketverwaltung
19 Architektur
20 Backup und Sicherheit
21 Desktop-Virtualisierung
22 Server-Installation
23 Sicherheit und Monitoring
24 Netzwerke
25 Server im Heim- und Firmennetzwerk
26 Der Server im Internet
27 Server-Virtualisierung mit KVM
28 Server-Virtualisierung mit Xen
29 Hilfe
30 Befehlsreferenz
Mark Shuttleworth
Glossar
Stichwort

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Ubuntu GNU/Linux
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Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1654-8
Pfeil 28 Server-Virtualisierung mit Xen
Pfeil 28.1 Was ist Xen?
Pfeil 28.1.1 Der Name
Pfeil 28.1.2 Ursprung
Pfeil 28.1.3 Gründe für den Erfolg
Pfeil 28.2 Xen-Philosophie
Pfeil 28.2.1 Grundlegende Trennung
Pfeil 28.2.2 Weniger ist mehr
Pfeil 28.3 Zwei Wege zum Ziel
Pfeil 28.3.1 Paravirtualisierung
Pfeil 28.3.2 Hardware-basierte Virtualisierung
Pfeil 28.4 Funktionsumfang und Systemanforderungen
Pfeil 28.5 Xen installieren
Pfeil 28.5.1 Verwendung der Distributionspakete
Pfeil 28.5.2 Quellpakete manuell installieren
Pfeil 28.6 Anpassung der Boot-Konfiguration zum Start von Xen
Pfeil 28.7 Konfigurationsdateien
Pfeil 28.8 Verwendung von Images
Pfeil 28.9 Netzwerktechnik
Pfeil 28.9.1 Routed Network
Pfeil 28.9.2 Bridged Network
Pfeil 28.9.3 Netzwerküberwachung
Pfeil 28.10 Installation von Gastsystemen
Pfeil 28.11 Administration der virtuellen Maschinen
Pfeil 28.12 virt-install
Pfeil 28.13 Management-Produkte
Pfeil 28.14 Überwachung


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28.11 Administration der virtuellen Maschinen topZur vorigen Überschrift

Das Hauptprogramm zur Verwaltung von Xens Gast-VMs ist xm. Sie haben es im vorigen Abschnitt schon einmal benutzt, um die VMs zu starten. xm kann aber wesentlich mehr.

Zum Beispiel zeigt der Aufruf des Befehls xm list eine Liste aller laufenden VMs an (inklusive des Hosts):

# xm list
Name         ID      Mem(MiB)       VCPUs    State     Time(s)
Domain-0     0       64             1        r-----    112.0
vm1          3       128            1        ------    27.4

Tabelle 28.3 gibt die Bedeutung der einzelnen Punkte wieder. Eine erheblich detailliertere Ausgabe bekommen Sie mit xm list -l.

xm console

Dieser Befehl dient dem Zugriff auf die Konsole. Damit erscheint ganz genau das vor Ihnen, was Sie sehen würden, wenn Sie vor einem realen PC sitzen würden. Hierbei benutzen Sie die Identifikationsnummern der VMS, z. B. xm console 3. Um sich wieder von der VM-Konsole abzumelden, muss bei deutscher Tastatur Taste Strg + Taste 5 eingegeben werden.

Einige Befehle

Mit dem Kommando xm shutdown <Domänen-Id> wird das Betriebssystem der VM angewiesen, herunterzufahren.

Über das Kommando

xm mem-set <Domänen-Id> <Hauptspeicher>

kann die Speicherzuweisung für eine VM angepasst werden. Soll die Speicherzuweisung auf Dauer verändert werden, müssen Sie in der VM-Konfigurationsdatei den Wert memory anpassen.


Tabelle 28.3 Die Bedeutung von »xm list -l«

Begriff Bedeutung

Name

Name der VM

ID

Identifikationsnummer der VM

Mem(MiB)

Arbeitsspeicherzuweisung in Megabyte

VCPUs

Anzahl der zugewiesenen Prozessoren

Status (State) r

running – laufend

Status (State) b

blockiert

Status (State) p

pausierend

Status (State) s

shutdown – heruntergefahren

Status (State) c

crashed – abgestürzt

Time(s)

Verbrauch von CPU-Rechenzeit in Sekunden


Virtual Machine Manager

Ich werde im Folgenden detailliert auf die Installation, den Umgang und die Verwaltung von virtuellen Maschinen mithilfe des VMM, des Virtual Machine Manager, eingehen.


Bei der aktuellen Ubuntu-Version 10.04 ist Xen fehlerhaft implementiert. Daher ist es zum Zeitpunkt der Drucklegung leider nicht möglich, ein fehlerfreies Xen-System zu installieren. Die folgenden Angaben zum Virtual Machine Manager (VMM) beziehen sich aus diesem Grund auf eine frühere Xen-Installation. Da die zurzeit aktuelle Version 10.04 eine LTS-Version ist, gehe ich davon aus, dass die vorhandenen Fehler schnell repariert werden, sodass Sie von dieser Anleitung dennoch profitieren können. Das Aussehen des VMM hat sich leicht verändert, wie Sie in Kapitel 27 sehen können. Die Funktionsweise ist aber dennoch ähnlich.


Eigenschaften und Vorteile

Der Virtual Machine Manager ist kein einzelnes und geschlossenes Programm, sondern besteht aus einer Sammlung von Komponenten, die zusammenarbeiten, um virtuelle Maschinen zu hosten und zu verwalten. Der VMM bietet Ihnen hierbei einen grafischen Überblick über die virtuellen Maschinen auf Ihrem System. Sie können den VMM sowohl zur Definition von paravirtualisierten als auch von voll virtualisierten Maschinen verwenden.

Management

Mit dem VMM können Sie jede beliebige Anzahl von Management-Aufgaben durchführen, inklusive der Zuweisung von Speicher, der Zuweisung virtueller CPUs und der Überwachung von Leistung im laufenden Betrieb.

Weiterhin können Sie virtuelle Systeme speichern, wiederherstellen, aussetzen, fortsetzen und herunterfahren. Sie haben außerdem Zugriff auf die Text- und die grafische Konsole.

Abstraktion

Des Weiteren werden CPU und Speicher-Ressourcen von der darunter liegenden Hardware- und Netzwerkkonfiguration abstrahiert. Dies ermöglicht das Zusammenfassen von abzuarbeitenden Ressourcen sowie das dynamische Zuweisen derselben an Applikationen und Dienstanfragen. Chip-Level-Virtualisierung ermöglicht das Betreiben von unveränderten Betriebssystemen mit Intel VT- und AMD-V-Prozessoren.

An dieser Stelle möchte ich folgende Vorteile erwähnen:

  • Das Programm wird bei den meisten Linux-Distributionen standardmäßig installiert, wenn Sie Xen einrichten.
  • Es wird von Red Hat finanziell unterstützt und unterliegt durch die enge Integration in Fedora und Red Hat einer strikten Qualitätskontrolle.
  • Der VMM ist in Python geschrieben und kommuniziert durch die enge Anbindung an die libvirt mit dem darunter liegenden Hypervisor. Diese Art der Kommunikation ermöglicht eine Unabhängigkeit der Anwendung vom verwendeten Hypervisor. So ist es ab den Versionen libvirt 0.2.0 und virt-manager 0.3.1 auch möglich, die Instanzen von QEMU und KVM zu verwalten. Weitere Virtualisierungslösungen sollen folgen.
  • Der VMM basiert auf einem kleinen Pool an Werkzeugen, die optimal zusammenarbeiten und die Grundlage für dieses Programm bilden. Alle diese Werkzeuge sind kommandozeilenbasiert und damit unabhängig von der Funktion einer grafischen Oberfläche verwendbar.
  • virt-install – dient zur Installation und Einrichtung eines virtuellen Gastes.
  • virt-clone – dient zum Klonen von inaktiven Gästen.
  • virt-image – dient zum Installieren von Gästen aus einem Master-Image.
  • virt-viewer – dient zur grafischen Verbindung mit den virtuellen Gästen.

Die folgenden Abschnitte beschreiben detailliert die Fenster, die Dialog-Kästen und verschiedene GUI-Kontrollmöglichkeiten des Virtual Machine Manager (VMM).

Starten des VMM

Wenn Sie den VMM zum ersten Mal starten, wird keine Verbindung zum Hypervisor hergestellt sein. Dies erkennen Sie daran, dass beim Status Disconnected angezeigt wird und nicht einmal die Domain0, der Host, erscheint (siehe Abbildung 28.6).

Abbildung 28.6 Der »VMM« direkt nach dem Starten des Programms


Tabelle 28.4 Optionen beim Aufruf des »Virtual Machine Managers«

Element Beschreibung

-h, -help

Zeigt die Hilfe an.

-c URL, --connect=URL

Definiert die Verbindung zum Hypervisor.

--no-dbus

Deaktiviert die DBus-API für eine Remote- Verbindung.

--show-domain-creator

Zeigt den Assistenten für das Anlegen neuer virtueller Maschinen an.

--show-domain-editor=UUID

Zeigt einen Dialog an, um die Eigenschaften einer bestimmten Domain mit der UUID zu verändern.

--show-domain-performance=UUID

Zeigt einen Dialog an, um die Leistung einer bestimmten Domain mit der UUID anzeigen zu lassen.

--show-domain-console=UUID

Zeigt die virtuelle Konsole einer bestimmten Domain mit der UUID an.

--show-host-summary

Zeigt eine Zusammenfassung der Leistung aller auf dem Host vorhandenen virtuellen Maschinen an.


Verbindung herstellen

Über den Menüpfad Anwendungen · Systemwerkzeuge · Virtual Machine Manager können Sie den VMM aus der grafischen Oberfläche heraus starten.

Alternativ erledigen Sie dies über das Terminal mit: sudo virt-manager. Nicht-privilegierte Benutzer können lediglich eine schreibgeschützte Sitzung beginnen. Root-Benutzer hingegen können eine Sitzung mit komplettem Lese- und Schreibzugriff starten.

Bei einigen Versionen des VMM ist ein Bug vorhanden, der dazu führt, dass der VMM während des Betriebs immer mehr Arbeitsspeicher beansprucht. Dies führt zu einer signifikanten Verlangsamung des Systems. Sie wirken dem entgegen, wenn Sie den VMM nur bei nötigen Verwaltungsaufgaben öffnen.

Wählen Sie für den normalen Gebrauch die Optionen Xen und Local (Abbildung 28.7), wenn Sie die virtuellen Maschinen auf dem lokalen Rechner verwalten möchten.

Abbildung 28.7 Eine Verbindung herstellen

Ein erster Überblick

Wenn Sie die Verbindung zu einem Hypervisor hergestellt haben, wird Ihnen bereits mindestens eine aktive Domain angezeigt. Dies ist der Host, die Domain0.

Grundsätzlich zeigt dieses Fenster alle laufenden virtuellen Maschinen sowie deren zugeteilte Ressourcen (inklusive Domain0). Dabei können Sie entscheiden, welche Felder angezeigt werden sollen. Ein Doppelklick auf die gewünschte virtuelle Maschine liefert die entsprechende Konsole für die bestimmte Maschine. Nach einem Doppelklick auf die Schaltfläche Details erscheint ein Fenster mit näheren Angaben zu dieser Maschine. Weiterhin können Sie auf das Menü Datei zugreifen, um eine neue virtuelle Maschine zu erstellen.

Abbildung 28.8 Der »VMM«. Es ist noch keine Verbindung zu einem Hypervisor hergestellt worden.

Grafische Konsole

Wenn Sie eine Domain ausgewählt haben, können Sie über den Button Öffnen eine grafische Verbindung zu dieser virtuellen Maschine herstellen – dies ist die grafische Konsole im Unterschied zur seriellen Konsole, auf die wir später zu sprechen kommen (siehe Abbildung 28.9).

Hierbei ist es belanglos, ob Sie paravirtualisierte oder voll virtualisierte Gäste installiert haben. Beide verwenden zwar unterschiedliche Techniken, um ihre lokalen Framebuffer zu exportieren, nutzen aber dennoch das gleiche Werkzeug VNC, um diesen Bildspeicher dem Virtual Machine Manager zur Verfügung zu stellen.

Falls Ihre virtuelle Maschine so konfiguriert ist, dass sie eine Authentifizierung erfordert, fordert die grafische Konsole der virtuellen Maschine Sie zunächst auf, das Passwort einzugeben, das Sie bei der Installation angelegt haben.

Abbildung 28.9 Die grafische Verbindung zur »Domain0« macht selbstverständlich keinen Sinn – sie dient ausschließlich den Gästen.


Sticky Keys im Virtual Machine Monitor

Der Wirt, also Ihr lokales Desktop-System, kann bestimmte Tastaturkombinationen unterbinden (z. B. Taste Strg + Taste Alt + Taste F11), um zu verhindern, dass diese an die virtuellen Maschinen gesendet werden.

Wenn Sie diese Tastenkombinationen in einer virtuellen Maschine benötigen, können Sie die Sticky-Key-Fähigkeit des Virtual Machine Managers verwenden, um diese Tastaturfolge zu senden. Diese Sticky Keys generieren Sie folgendermaßen: Sie müssen eine sogenannte Modifikatortaste (wie Taste Strg oder Taste Alt) dreimal drücken, und dann wird die Taste, die Sie angeben, so lange als aktiv behandelt, bis die nächste Taste, die keine Modifikatortaste ist, gedrückt wird.

Beispielsweise können Sie Taste Strg + Taste Alt + Taste F11 an den Gast senden, indem Sie die Tastaturfolge Taste Strg Taste Strg Taste Strg Taste Alt + Taste F1 eingeben.


Details zur virtuellen Maschine

Das Fenster stellt Graphen und Statistiken der Ressourcennutzung eines Gasts in Echtzeit dar. Das Feld UUID stellt den global eindeutigen Bezeichner für die virtuelle(n) Maschine(n) dar (siehe Abbildung 28.10).

Abbildung 28.10 Die Details der »Domain0«

Sitzung starten

Um eine Sitzung des Virtual Machine Managers zu starten, folgen Sie dem Menüpfad Anwendungen · Systemwerkzeuge · Virtual Machine Manager.

Sie können den Virtual Machine Manager verwenden, um

  • neue Domains zu erstellen,
  • die Zuweisung von Ressourcen einer Domain sowie die virtuelle Hardware zu konfigurieren oder anzupassen,
  • die Leistung und Statistiken zur Nutzung von Ressourcen von laufenden Domains zusammenzufassen,
  • Graphen anzuzeigen, die die Leistung und die Nutzung von Ressourcen über einen bestimmten Zeitraum darstellen, und um
  • das eingebundene (embedded) Darstellungsprogramm des VNC-Clients zu verwenden, das der Gast-Domain eine umfassende grafische Konsole bietet.

Sie müssen den virt-manager und den Xen-Kernel auf allen Systemen installieren, die die Virtualisierung erfordern. Alle Systeme müssen anschließend in den Xen-Kernel gebootet werden.

Erstellen einer neuen virtuellen Maschine

Folgende Schritte sind erforderlich, um mithilfe des Virtual Machine Monitors ein Gast-Betriebssystem unter Xen zu installieren:

1. Stellen Sie, falls das noch nicht geschehen ist, eine Verbindung zum Xen-Hypervisor her. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Eintrag localhost, und wählen Sie im Kontextmenü den Punkt Verbinden.
2. Wählen Sie nun in der unteren Werkzeugleiste den Punkt Neu. Daraufhin erscheint der Assistent zur Erstellung eines neuen virtuellen Systems.
3. Klicken Sie auf Vor.

Abbildung 28.11 Der erste Bildschirm des Assistenten zur Erstellung einer neuen VM.

4. Geben Sie den Namen des neuen virtuellen Systems ein, und klicken Sie auf Vor.
5. Im nun folgenden Dialog (siehe Abbildung 28.13) haben Sie eine Auswahlmöglichkeit bezüglich der Art der Virtualisierung. Sie müssen sich hier zwischen der schnelleren Paravirtualisierung und der vollständigen Virtualisierung entscheiden. Beachten Sie, dass Sie die Möglichkeit der vollständigen Virtualisierung nur haben, wenn Sie einen entsprechenden Prozessor Ihr Eigen nennen.

Abbildung 28.12 Wählen Sie einen kurzen, aber aussagekräftigen Namen.

Abbildung 28.13 Auswahlmöglichkeit der Virtualisierungsart

6. Geben Sie den Ort Ihrer Installationsmedien an. Der Ort der Kickstart-Datei ist optional. Klicken Sie anschließend auf Vor.

Abbildung 28.14 Eingabe des Orts der Installationsmedien

Abbildung 28.15 Wählen Sie den Installationspfad.

7. Installieren Sie entweder auf eine physikalische Plattenpartition, oder installieren Sie in ein virtuelles Dateisystem innerhalb einer Datei.

Abbildung 28.16 Einstellungen zur Netzwerkkonfiguration

8. Wählen Sie den Speicher, der dem Gast und der Anzahl der virtuellen CPUs zugewiesen werden soll, und klicken Sie dann auf Vor.

Abbildung 28.17 Wählen Sie die Anzahl der virtuellen CPUs und die maximale Menge des zur Verfügung stehenden Arbeitsspeichers.

9. Wählen Sie Vor, um eine Konsole zu öffnen, und die Installation der Dateien beginnt.

Abbildung 28.18 Vor dem Anlegen der virtuellen Maschine erfolgt noch einmal eine Zusammenfassung aller Einstellungen.

10. Schließen Sie Ihre Installation in dem zur Verfügung gestellten Fenster ab.
11. Geben Sie xm create -c xen-guest ein, um den Gast zu starten. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Gast im Virtual Machine Manager, und wählen Sie Öffnen, um die virtuelle Konsole zu öffnen.
12. Geben Sie Benutzernamen und Passwort ein.

SELinux-Richtlinie

Das obige Beispiel installiert ein virtuelles System innerhalb einer Datei. Im Rahmen der standardmäßigen SELinux-Richtlinie können Xen-Platten-Images in /var/lib/xen existieren. Falls Sie SELinux aktiviert haben und einen angepassten Pfad für die virtuelle Platte angeben möchten, müssen Sie die SELinux-Richtlinie entsprechend ändern.

Öffnen Sie ein Terminal, erstellen Sie das /xen-Verzeichnis, und erstellen Sie die SELinux-Richtlinie mit dem Befehl sudo restorecon -v /xen. Geben Sie den Ort und die Größe der virtuellen Platte an, und klicken Sie dann auf Weiter.

Eine gespeicherte Maschine wiederherstellen

Nachdem Sie den Virtual Machine Manager gestartet haben, werden alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System im Hauptfenster angezeigt. Domain0 ist Ihr Host-System. Falls keine Maschinen existieren, bedeutet dies, dass derzeit keine Maschinen auf dem System laufen.

Um eine virtuelle Maschine wiederherzustellen, gehen Sie wie folgt vor:

1. Wählen Sie aus dem Menü Datei die Option Eine gespeicherte Maschine wiederherstellen.
2. Das Hauptfenster Virtuelle Maschine wiederherstellen erscheint.
3. Begeben Sie sich in das korrekte Verzeichnis, und wählen Sie die gespeicherte Sitzungsdatei.
4. Klicken Sie auf Öffnen.

Das gespeicherte virtuelle System erscheint im Fenster des Virtual Machine Managers.

Abbildung 28.19 Wiederherstellen einer gespeicherten Maschine

Darstellung der Details einer virtuellen Maschine

Mithilfe des Virtual Machine Monitors können Sie sich die Daten zur Aktivität einer beliebigen virtuellen Maschine auf Ihrem System anschauen. Um die Details eines virtuellen Systems anzusehen, verfahren Sie wie folgt:

1. Heben Sie im Hauptfenster des Virtual Machine Managers die virtuelle Maschine hervor, die Sie ansehen möchten.
2. Wählen Sie Maschinendetails aus dem Menü Bearbeiten des Virtual Machine Managers (oder klicken Sie auf die Schaltfläche Details am unteren Rand des Hauptfensters des Virtual Machine Managers).
3. Das Fenster für den Überblick über die Details der virtuellen Maschine erscheint. Dieses Fenster fasst die Verwendung von CPU und Speicher für die von Ihnen angegebene(n) Domain(s) zusammen.

Abbildung 28.20 Details der virtuellen Maschine

4. Klicken Sie im Fenster Details zur virtuellen Maschine auf den Reiter Hardware. Das Fenster für die Hardware-Details der virtuellen Maschine erscheint.
5. Um die derzeitige Zuweisung von Prozessorspeicher zu betrachten oder zu verändern, klicken Sie auf Prozessor auf dem Reiter Hardware.

Abbildung 28.21 Prozessor-Eigenschaften verändern

6. Um die derzeitige Zuweisung von Arbeitsspeicher zu betrachten oder zu verändern, klicken Sie auf Speicher auf dem Reiter Hardware.

Abbildung 28.22 Arbeitsspeicher-Eigenschaften verändern

7. Um die derzeitige Festplattenkonfiguration zu betrachten oder zu verändern, klicken Sie auf Platte (Disk xvda) auf dem Reiter Hardware.

Abbildung 28.23 Festplatten-Konfiguration verändern

8. Um die derzeitige Netzwerkkonfiguration zu betrachten oder zu verändern, klicken Sie auf Netzwerk (NIC) auf dem Reiter Hardware.

Abbildung 28.24 Netzwerk-Eigenschaften verändern

Konfiguration der Statusüberwachung

Mithilfe des Virtual Machine Managers können Sie die Statusüberwachung des virtuellen Systems modifizieren.

Gehen Sie wie folgt vor, um die Statusüberwachung zu konfigurieren und Konsolen zu aktivieren:

1. Wählen Sie Präferenzen aus dem Menü Bearbeiten. Das Fenster Präferenzen des Virtual Machine Managers erscheint.
2. Geben Sie in der Auswahlbox der Statusüberwachung die Zeit (in Sekunden) an, die Sie für das System-Update festlegen möchten.
3. Geben Sie im Konsolen-Bereich an, wie eine Konsole geöffnet werden soll, und legen Sie ein Eingabegerät fest.

Anzeige der Domain-ID

Gehen Sie wie folgt vor, um die Domain-IDs für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System zu betrachten:

1. Wählen Sie das Kontrollkästchen Domain-ID aus dem Menü Anzeigen.
2. Der Virtual Machine Manager listet die Domain-IDs für alle Domains auf Ihrem System auf.

Abbildung 28.25 Konfiguration der Statusüberwachung

Anzeige des Status der virtuellen Maschine

Gehen Sie wie folgt vor, um den Status aller virtuellen Maschinen auf Ihrem System zu betrachten:

1. Wählen Sie das Kontrollkästchen Status aus dem Menü Ansicht.
2. Der Virtual Machine Manager listet den Status aller virtuellen Maschinen auf Ihrem System auf.

Virtuelle CPUs anzeigen

Die Anzahl der virtuellen CPUs für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System sehen Sie sich folgendermaßen an:

1. Wählen Sie aus dem Menü Anzeigen das Kontrollkästchen Virtuelle CPUs.
2. Der Virtual Machine Manager listet die virtuellen CPUs für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System auf.

Anzeigen der CPU-Auslastung

Gehen Sie wie folgt vor, um die CPU-Auslastung für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System anzusehen:

1. Wählen Sie das Kontrollkästchen CPU-Auslastung aus dem Menü Anzeige.
2. Der Virtual Machine Manager listet den Anteil der CPU-Auslastung in Prozent für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System auf.

Anzeigen des Speicherverbrauchs

Den Speicherverbrauch für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System können Sie sich so genauer betrachten:

1. Wählen Sie aus dem Menü Anzeigen das Kontrollkästchen Speicherbelegung.
2. Der Virtual Machine Manager listet den Anteil des Speicherverbrauchs (in Megabyte) für alle virtuellen Maschinen auf Ihrem System auf.


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