Virtuelle Computer müssen in der Regel die Hardware emulieren, die für das jeweilige System erforderlich ist. Der Nachteil dabei ist, dass die emulierte Hardware viel langsamer als echte Hardware ist. Xen geht daher einen anderen Weg. Es beschränkt die Emulierung auf so wenige Elemente wie möglich. Um dies zu erzielen, arbeitet Xen mit Paravirtualisierung. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, das virtuelle Computer der zu Grunde liegenden Hardware gegenüber ähnlich, aber nicht identisch präsentiert. Daher werden Host- und Gastbetriebssystem auf Kernel-Ebene angepasst. Anwendungen auf Benutzerebene bleiben unverändert. Xen steuert die Hardware mithilfe eines Hypervisors und eines steuernden Gastsystems, das auch als Domain-0 bezeichnet wird. Diese stellen alle erforderlichen virtuellen Block- und Netzwerkgeräte bereit. Die Gastsysteme nutzen diese virtuellen Block- und Netzwerkgeräte, um das System auszuführen und um Verbindungen zu anderen Gastsystemen oder dem lokalen Netzwerk herzustellen. Wenn mehrere physische Computer, auf denen Xen ausgeführt wird, so konfiguriert werden, dass die virtuellen Block- und Netzwerkgeräte verfügbar sind, ist es sogar möglich, ein Gastsystem im laufenden Betrieb von einem physischen Computer auf einen anderen zu migrieren. Ursprünglich wurde Xen entwickelt, um bis zu 100 Gastsysteme auf einem einzelnen Computer auszuführen. Diese Anzahl ist jedoch stark von den Systemanforderungen der laufenden Gastsysteme abhängig, insbesondere von der Arbeitspeicherauslastung.

Um die Prozessorlast so gering wie möglich zu halten, bietet der Xen-Hypervisor drei unterschiedlicher Ablaufplaner. Der Ablaufplaner kann auch geändert werden, während das Gastsystem ausgeführt wird, wodurch sich die Priorität des laufenden Gastsystems ändern lässt. Auf einer höheren Ebene kann die Nutzung der verfügbaren Prozessorleistung auch durch Migrieren eines Gastsystems optimiert werden.

Das XEN-Virtualisierungssystem hat jedoch auch einige negative Auswirkungen hinsichtlich der unterstützten Hardware. Verschiedene proprietäre Treiber, beispielsweise von Nvidia oder ATI, funktionieren nicht erwartungsgemäß. In diesen Fällen müssen Sie, soweit verfügbar, die Open-Source-Treiber verwenden, auch wenn diese ggf. nicht die volle Chip-Funktionalität unterstützen. Auch diverse WLAN-Chips und Cardbus-Bridges werden von Xen nicht unterstützt. Die Version 2 von Xen bietet keine Unterstützung für PAE (Physical Address Extension), weshalb maximal 4 GB Arbeitsspeicher unterstützt werden. ACPI wird nicht unterstützt. Die Energieverwaltung und andere Modi, die von ACPI abhängig sind, funktionieren nicht. Eine weitere Einschränkung von Xen ist, dass es zurzeit nicht möglich ist, ein Block-Gerät lediglich zu booten. Zum Booten ist es grundsätzlich erforderlich, in Domain-0 über den richtigen Kernel und die richtige initrd zu verfügen.

Abbildung 17.1. Überblick über Xen

title Xen3
    kernel (hd0,0)/boot/xen.gz
    module (hd0,0)/boot/vmlinuz-xen <parameters>
    module (hd0,0)/boot/initrd-xen