Гипервизоры типы и основные функции доклад

Обновлено: 05.07.2024

Виртуализация – это технология создания представления нескольких компьютеров или серверов на базе одного физического компьютера, сервера или серверного кластера. Эта физическая машина называется хостом; у нее есть определенная конфигурация процессора, оперативной и дисковой памяти и т.д. Физические ресурсы с помощью специализированного ПО распределяются таким образом, чтобы развернуть несколько независимых друг от друга виртуальных машин.

Иными словами, виртуализация – иллюзия присутствия нескольких отдельных компьютеров, то есть виртуальных машин, на одном и том же физическом оборудовании. А создается эта иллюзия при помощи гипервизора.

Гипервизор – это программа, которая управляет физическими ресурсами вычислительной машины и распределяет эти ресурсы между несколькими различными операционными системами, позволяя запускать их одновременно.

Гипервизор изолирует запущенные ОС друг от друга так, чтобы каждая из них монопольно использовала выделенные ей ресурсы. Но при необходимости гипервизор позволяет операционкам виртуальных машин и взаимодействовать между собой. Механизмом связи между ОС может быть общий доступ к определенным файлам и обмен данными по локальной сети.

Схема работы виртуальной машины

Таким образом, вместо одного компьютера как будто получается несколько, и каждый из них работает со своим ПО независимо от других. Однако в реальности воплощение каждой такой виртуальной машины – лишь набор файлов в памяти хоста. Разумеется, если выключить физический сервер – вся иллюзия тут же исчезнет, потому что перестанет работать гипервизор.

Гипервизоры принято делить на два типа. Но есть еще и так называемый гибридный гипервизор, сочетающий в себе свойства обоих типов.

Одно из важнейших требований к гипервизору – безопасность

В чем особенности работы гипервизоров 1 типа?

Принцип работы гипервизора 1 типа

Супервизор – центральный управляющий модуль, ядро операционной системы. Может состоять из нескольких частей: супервизора программ, диспетчера задач, супервизора ввода-вывода и других.

Большинство современных процессоров Intel и AMD для десктопов и серверов на аппаратном уровне поддерживает технологию виртуализации и разделение работы ОС на два уровня привилегий: режим ядра (привилегированный) и пользовательский режим. При этом полномочия прикладной программы по управлению ресурсами компьютера существенно урезаны.

У ПО гипервизора первого типа есть очень важная особенность – размер его кода на два порядка (т.е. в сотни раз) меньше, чем у большинства современных операционных систем. Это обеспечивает настолько же меньшее количество возможных ошибок, приводящих к зависанию всей системы. Сбой в работе ОС на одной из виртуальных машин пользователя не должен повлиять на работу всех соседних машин на том же физическом оборудовании.

Одним из важнейших требований к гипервизору является именно безопасность, поскольку гипервизор получает полное управление аппаратными ресурсами компьютера, на которых выполняется виртуализация. Следовательно, задача гипервизора – выполнять машинные инструкции безопасным образом, не позволяя гостевой ОС:

блокировать прерывания;
модифицировать таблицы отображения страниц виртуальной памяти на физическую для всего компьютера;
изменять данные в ячейках памяти, выделенных для других запущенных процессов (кроме случаев, когда это заранее предусмотрено логикой работы, обмена данными между ними).

Гипервизор оказывается единственным ПО, которое запущено в режиме максимальных привилегий. Такое свойство гипервизора называется эквивалентностью – поведение программ пользователя не отличается при работе на виртуальной машине и на физическом оборудовании за исключением временных характеристик.

При этом время выполнения кода существенно отличается – гипервизор отнимает часть процессорного времени для своих нужд и перехвата и анализа инструкций гостевой ОС, а также эмуляции выполнения некоторых из них. Кроме того, ресурсы физического оборудования обычно разделены между несколькими виртуальными машинами и каждая из них получает по требованию только часть процессорного времени. Однако этого достаточно для полноценной работы большинства процессов, поскольку не все они постоянно и равномерно загружены. Часть из них могут простаивать в ожидании действий пользователя или завершения работы медленного периферийного оборудования. Это время эффективно используется, поскольку система перераспределяет его для других активных процессов в многозадачном режиме.

К первому типу гипервизоров можно отнести Xen, VMware ESXi, Hyper-V и ряд других.

Xen (Xenserver, Citrix Hypervisor)

Тонкий гипервизор Xen был разработан в рамках исследовательского проекта лаборатории Кембриджского университета и в 2003 году компанией XenSource выпущен первый публичный релиз. С 2007 года XenSource поглощена Citrix, в результате чего часть продуктов получила новые названия. Xen представляет собой кроссплатформенный гипервизор, поддерживающий аппаратную виртуализацию и паравиртуализацию. Содержит минимальный объем кода, поскольку большая часть компонентов вынесена за пределы гипервизора. Xen – гипервизор с полностью открытым кодом, лицензии GNU GPL 2, что дает неограниченные возможности модифицировать продукт. За счет поддержки паравиртуализации и аппаратной виртуализации Xen относят также к гибридному типу гипервизоров.

VMWARE ESXI

Автономный гипервизор VMware ESXi – решение для виртуализации класса Enterprise, разработанное компанией VMware. Как и у других продуктов VMware, ESXi доступен в бесплатной версии, с ограниченным функционалом, и платной, с расширенными возможностями, – например, централизованное управление всеми виртуальными машинами на всех хостах проекта с помощью платформы vCenter. Но даже бесплатная версия гипервизора успешно реализует все обязательные функции гипервизора. Пользователи отмечают высокую стабильность продукта, простоту в администрировании, минимальный код, широкий спектр поддерживаемых гостевых систем – основные версии ОС, которые используются в корпоративном секторе.

HYPER-V

Системное решение Microsoft для аппаратной виртуализации, предназначенное для x64-систем. Существует в двух вариантах – как роль в серверных ОС семейства Windows (Windows Server 2008, Windows Server 2012 и др., а также в x64-битной Pro- и Enterprise-версии систем Windows 8, Windows 8.1, Windows 10) и в виде отдельного продукта Microsoft Hyper-V Server. Многие из тех, кто привык работать с Microsoft, считают Hyper-V самым удобным и юзабильным решением, если речь заходит о виртуализации. К слову, облако Azure полностью построено на нативных продуктах корпорации MS.

Гипервизор второго типа работает как один из процессов, выполняемых основной ОС

Как работают гипервизоры 2 типа?

Гипервизор второго типа называется также хостовым (hosted). Он представляет собой дополнительный программный слой, расположенный поверх основной операционной системы.

Фактически гипервизор второго типа работает как один из процессов, выполняемых основной ОС, чаще всего – Linux. В этом случае полномочия гипервизора значительно скромнее: он управляет гостевыми операционными системами, а эмуляцию и управление физическими ресурсами берет на себя хостовая ОС.

Принцип работы гипервизоров 2 типа

Наиболее популярные гипервизоры второго типа – Oracle VM VirtualBox, VMware Workstation, KVM.

ORACLE VM VIRTUALBOX

Oracle VM VirtualBox – модульный кроссплатформенный гипервизор для операционных систем Linux, macOS, Microsoft Windows, FreeBSD, Solaris/OpenSolaris, ReactOS, DOS и других от корпорации Oracle. Был создан в 2007 г. в корпорации Sun Microsystems, затем, после поглощения ее Oracle, работа над гипервизором продолжилась. Исходный код базовой версии открыт по лицензии GNU GPL, поэтому гипервизор пользуется популярностью и доступен для неограниченного модифицирования. Интересно, что VirtualBox способен поддерживать 64-битные гостевые системы, даже если ОС хоста 32-битная.

VMWARE WORKSTATION

Первая версия гипервизора VMware Workstation, разработанного компанией VMware, входящей в EMC Corporation, увидела свет в 1999 году. Это проприетарное ПО, работающее с x86-64 операционными системами хоста Microsoft Windows, Linux, Ubuntu, CentOS. Поддерживает более 200 гостевых ОС. Для теста можно воспользоваться бесплатной версией Workstation Player, которая сильно урезана в функциональности, по сравнению с версией Pro.

Kernel-based Virtual Machine, KVM, – гипервизор, созданный в октябре 2006 года и почти сразу был интегрированный с основной веткой ядра Linux версии 2.6.20., выпущенной в начале 2007 года. Позже KVM был адаптирован как модуль ядра в FreeBSD. В KVM включены загружаемый модуль ядра kvm.ko, отвечающий за виртуализацию, процессорно-специфический загружаемый модуль для AMD или Intel kvm-amd.ko, либо kvm-intel.ko, и компоненты пользовательского режима QEMU. KVM – полностью открытое ПО по лицензии GNU GPL и GNU LGPL. Кстати, при создании публичного облака SIM-Cloud IaaS инженеры использовали для виртуализации KVM QEMU.

Гибридный гипервизор управляет процессором и памятью, а устройствами ввода-вывода – через гостевые ОС

Что такое гибридные гипервизоры?

Технологии постоянно развиваются, и производители гипервизоров ищут пути совершенствования своих продуктов, создают новые версии, более гибкие, более интегрированные к разным системам и условиям. В последние годы гипервизоры Xen и Hyper-V все чаще относят уже не к первому типу, а к гибридному, и отчасти это верно. Современные версии этих гипервизоров в значительной степени сочетают в себе свойства обоих типов.

Паравиртуализация модифицирует гостевые ОС для исполнения в виртуализированной среде

Что такое паравиртуализация?

Популярным решением является паравиртуализация – установка специально подготовленной гостевой ОС, ядро которой изменяется для эффективной работы с гипервизором 2 типа. Конечно же, речь не может идти о модификации проприетарных систем с закрытым кодом, таких, как Windows. Зато для доработки большинства версий Linux разрешение владельца не требуется.

При паравиртуализации гостевые ОС модифицируются для исполнения в виртуализированной среде, то есть необходимое условие паравиртуализации – открытый исходный код всех компонентов операционных систем. Однако существенное повышение производительности, соизмеримое с производительностью реальной, невиртуализированной, системы делает технологию паравиртуализации востребованной среди пользователей.

Контейнеры могут развернуть больше приложений на одном физическом сервере, чем гипервизоры

Что такое контейнерные решения?

В последние несколько лет гипервизоры стала оттеснять на второй план сравнительно новая технология контейнеров. Причина этого в том, что контейнеры могут на одном физическом сервере развернуть большее число приложений, по сравнению с гипервизорами. Контейнерные решения виртуализации основаны преимущественно на доработанном ядре Linux. В этом случае, когда на хост-машине используется ядро Linux, гостевыми ОС тоже могут быть только представители семейства Linux.

Среди контейнеров широко распространен гипервизор OpenVZ, на котором основана платформа Virtuozzo. Преимуществом решения OpenVZ – хорошая производительность, максимальное использование ресурсов физического сервера за счет высокой плотности размещения ВМ.

Подробно о гипервизорах: история появления и развития, основные типы, сравнение продуктов разных брендов, вопросы безопасности и другие нюансы.

Что такое гипервизор и какие у него задачи

Гипервизор — программное обеспечение для создания, запуска и контроля виртуальных машин. На них могут быть установлены разные операционные системы (ОС). Они изолированы от аппаратных систем и используют ресурсы виртуального компьютера, на котором запущены.

К основным задачам гипервизоров относят:

эмуляцию аппаратных ресурсов;
недопущение перехвата и анализа команд;
обеспечение независимого хранения каждой виртуальной машины;
распределение ресурсов виртуальной мощности и хранилища.

Примечание
Компьютер, запускающий гипервизор, называется хост-машиной, а все запущенные на нем виртуальные машины — гостевыми машинами.

История гипервизоров

Разработчики стали применять технологии виртуализации еще в 1960-х. Первыми серверами с поддержкой виртуализации были мейнфреймы IBM. Они предоставляли собой гипервизоры в интегрированном ПО.

Изначально гипервизоры применялись для эмуляции процессов системы компьютера, тестирования разных ОС и обновлений без риска нарушения стабильности основной используемой системы.

В середине 2000-х интерес IT-сообщества к гипервизорам значительно вырос. Этому способствовало три фактора:

начало активного использования технологии виртуализации в Unix, Linux и других ОС на базе Unix;
появление высокопроизводительных компьютеров, способных одновременно выполнять несколько ресурсоемких задач;
улучшение архитектуры гипервизоров, повышающее их стабильность и защищенность.

К тому же в 2005 году процессоры архитектуры x86 получили поддержку технологии виртуализации, что позволило применять их как в домашних системах, так и в серверных.

Типы гипервизоров

Сравнение гипервизоров различных компаний

Можно выделить шесть основных гипервизоров, каждый из которых имеет уникальные особенности.

Гипервизоры различных компаний

Гипервизор	Особенности
Hyper-V	Предназначен для серверного оборудования, управляемого Windows Server. Требуется приобрести лицензию.

Дает возможность запуска в рамках созданной виртуальной машины различных операционных систем: Windows, Linux, CentOS.

Способен изменять объем дискового пространства, обеспечивать безопасность виртуальных машин с помощью шифрования.

Данный гипервизор позволяет увеличить дисковое пространство, снизить потребление энергии, облегчить IT-администрирование, увеличить производительность.

ESXi дает широкие возможности, но занимает только 150 Мбайт на диске. Поддерживает приложения любого размера благодаря способности развертывать сильные виртуальные машины. Располагает большими возможностями шифрования для защиты конфиденциальных данных на ВМ. Предоставляет удобное управление через vSphere.

Поддерживает разные CPU и гостевые операционные системы, в том числе Windows, Linux и BSD. Интегрируется в ядро Linux.

Основная часть модулей находится за пределами гипервизора, что уменьшает объем кода.

Имеет открытый исходный код.

Имеет поддержку 200 и более гостевых машин.

Комментарий Владимира Свиридова, продуктового менеджера SberCloud: «Для модели обслуживания IaaS наша компания остановила выбор на гипервизорах VMware, лидера в сфере виртуализации. Основными причинами выбора гипервизоров VMware стали надежность, производительность и безопасность, а также качественная поддержка и широкое распространение среди наших заказчиков.

Компания VMware не останавливается в развитии и каждый год выводит новые решения на рынок. Благодаря чему мы можем предоставлять нашим клиентам все более качественные и удобные в использовании сервисы. Широкое распространение продуктов VMware среди корпоративных заказчиков максимально упрощает и сокращает сроки переезда в облако без масштабных изменений в системах и приложениях. Также это позволяет организовывать различные сценарии гибридного облака — интеграции локальной инфраструктуры заказчика с публичным облаком провайдера — и организовывать решения Disaster Recovery на базе инфраструктуры провайдера.

Сервисы VMware можно объединить с продуктами других мировых вендоров ПО и оборудования. В результате у клиента появляется широкий набор дополнительных услуг для выполнения еще большего числа задач.

Контейнеры vs. гипервизоры

В 2016 году издание Network World отметило, что вместо гипервизоров практичнее и удобнее использовать контейнеры, так как для виртуальной машины нужно много системных ресурсов. Нужно обеспечить работу не только копии ОС, но и виртуальной копии аппаратной конфигурации. При этом контейнеру нужна ОС с поддержкой программ и библиотек, а также ресурсы системы для запуска нужной программы.

Это не значит, что гипервизоры будут полностью заменены контейнерами. Вероятнее, они просто будут использоваться совместно. Причиной отказа от полного перехода на контейнеры могут быть и риски безопасности — в контейнерах используется одна операционная система. Поэтому взлом или заражение одной программы может привести к повреждениям и других. Тем временем гипервизоры изолируют среду и сокращают риски для других виртуальных ОС.

Вопросы безопасности

Благодаря изолированной среде гипервизоры безопаснее контейнеров. Но считать их полностью безопасными и неуязвимыми нельзя.

Профильные специалисты и организации занимаются разработкой программ для обнаружения и блокировки гиперджекинга. Эти программы не снижают производительность компьютера. Надеемся, что в будущем главные уязвимости гипервизоров будут устранены.

В итоге

Гипервизоры — практичное и удобное средство масштабирования ресурсов аппаратного обеспечения, то есть развертывания нужного числа независимых ОС на базе одного компьютера.

Гипервизоры являются важным инструментом для облачных вычислений. Они продолжают совершенствоваться и становятся востребованнее для IT-сообщества, бизнеса и частных пользователей.

Что такое гипервизор и какие у него задачи
История гипервизоров
Типы гипервизоров
Сравнение гипервизоров различных компаний
Контейнеры vs. гипервизоры
Вопросы безопасности
В итоге

Технологию гипервизоров часто упускают из вида, отдавая предпочтении более популярной и модной концепции виртуализации. Но поверьте, вы не сможете получить истинного удовольствия от применения виртуализации, пока не поймете, что такое гипервизор и как он работает в вычислительной системе.

О преимуществах виртуального сервера и облачных вычислений уже сказано много слов и написано огромное количество статей, настолько много, что кажется будто эта технология уже устарела в быстро развивающемся мире ИТ инфраструктуры. Однако, все же стоит выбросить такие мысли из головы, ведь технология гипервизоров как раз может помочь в стимулировании инноваций в мире облачных вычислений.

Что такое гипервизор?

Гипервизор — это процесс, который отделяет операционную систему компьютера и приложения от базового физического оборудования. Обычно представляет собой программное обеспечение, хотя создаются и встроенные гипервизоры, например, для мобильных устройств.

Гипервизор является движущей силой концепции работы VPS и виртуализации, позволяя физическому хост-компьютеру управлять несколькими виртуальными машинами в качестве гостевых ОС, что в свою очередь помогает максимально эффективно использовать вычислительные ресурсы, такие как память, пропускная способность сети и количество циклов процессора.

История гипервизоров

В конце 1960-х и вплоть 1970-х годов, большинство систем виртуализации и гипервизоров были замечены на мейнфреймах, разработанных компанией IBM. Использовались они для разработки процессов использования компьютера в режиме разделения времени, для тестирования новых операционных систем и идей для их усовершенствования или даже для изучения новых аппаратных концепций. Виртуализация позволила программистам развертывать системы и устранять неисправности, не подвергая угрозам стабильность основной производственной системы, ну и к тому же она позволила уйти от развертывания дополнительных дорогостоящих систем.

В середине 2000-х годов гипервизоры выходят на новый уровень, когда Unix, Linux и другие похожие на Unix операционные системы начали использовать технологии виртуализации. В чем же причины роста интереса к гипервизорам и виртуализации? Ну, во-первых, причина заключалась в улучшении аппаратных возможностей и мощностей, которые теперь позволили бы одной машине выполнять более синхронизированную работу; во-вторых, усиление контроля издержек, что привело к консолидации серверов; в-третьих, значимую роль сыграла безопасность и надежность благодаря усовершенствованию архитектуры гипервизоров; и конечно последняя, но не менее важная причина — возможность запуска зависимых от ОС приложений в различных аппаратных или операционных средах. Кроме того, в 2005 году разработчики процессоров начали добавлять аппаратную виртуализацию в свои продукты на базе x86, расширяя доступность (и преимущества) виртуализации для ПК и серверной аудитории.

Преимущества гипервизоров

Несмотря на то, что виртуальные машины могут работать на одном и том же физическом оборудовании, они по-прежнему логически отделены друг от друга. Это означает следующее — если на одной виртуальной машине произошла ошибка, системный сбой или вредоносная атака, то это не распространяется на другие виртуальные машины независимо от того, установлены они на этом же компьютере или на других физических машинах.

Виртуальные машины также очень мобильны — поскольку они не зависят от основного оборудования, их можно перемещать или переносить между локальными или удаленными виртуальными серверами. И сделать это намного проще, в сравнении с традиционными приложениями, привязанными к физическому оборудованию.

Контейнеры против гипервизоров

В последние годы контейнерные технологии стали популярными в качестве возможной замены гипервизоров. Причина в том, что они могут размещать больше приложений на одном физическом сервере, чем виртуальная машина.

Один из публицистов в статье 2016 для Network World высказал интересное мнение. Он заявил, что виртуальные машины используют много системных ресурсов, ведь каждая виртуальная машина запускает не только полную копию операционной системы, но и виртуальную копию всего оборудования, на котором должна запускаться операционная система. Соответственно, быстро возникает необходимость в использовании большого количества запоминающих устройств и машинных циклов. А все, что требуется контейнеру, — это операционная система, поддерживающая программы и каталоги, а также системные ресурсы для запуска конкретной программы.

Однако, не стоит думать, что контейнеры обязательно заменят гипервизоры и виртуальные машины, ведь существуют проблемы безопасности и практического использования виртуальных машин. Скорее всего компании будут использовать оба метода в совокупности. И кстати о безопасности, некоторые считают, что контейнеры менее безопасны, чем гипервизоры. Причина в том, что в контейнерах имеется только одна ОС, которую используют приложения, в то время как виртуальные машины изолируют не только приложения, но и ОС. Если одно из приложений попадает под угрозу, оно может атаковать и ОС в контейнере, что влияет в свою очередь и на другие приложения. В тоже самое время если на виртуальной машине приложение становится уязвимым, то оно сможет оказать вредоносное действие исключительно на одну ОС на сервере, а другие приложения или ОС на виртуальной машине остаются в безопасности.

Проблемы безопасности гипервизоров

Профессионалы в мире виртуализации могут бесконечно вести дискуссии и споры о том, можно ли обнаружить присутствие руткита на базе гипервизора. Уже даже созданы несколько подходов на эту тему, одними внедрена концепция вредоносного ПО (SubVirt и Blue Pill), другие продемонстрировали антируткит Hooksafe, который обеспечивает эффективную защиту ОС от руткитов режима ядра без заметных потерь в производительности.

Расширение возможностей гипервизора

Концепция гипервизоров не ограничивается только работой сервера. Например, гипервизоры хранилища используют ту же концепцию, применяя ее к хранилищу данных. Гипервизор хранения может работать на физическом оборудовании, как виртуальная машина, внутри операционной системы гипервизора или в более крупной сети хранения. Гипервизоры хранилища также, как и обычные гипервизоры, могут работать на определенном оборудовании или быть независимыми от оборудования.

Помимо хранения, гипервизоры являются ключом для других процессов виртуализации, включая виртуализацию рабочего стола, виртуализацию ОС и виртуализацию приложений.

Также встречается еще и встроенные гипервизоры. Что же это такое? Встроенные гипервизоры поддерживают требования встроенных систем. Они немного отличаются от гипервизоров, ориентированных на серверные и настольные приложения. Встроенный гипервизор с самого начала внедряется во встроенное устройство, а не загружается при последующем развертывании устройства. Во встроенной системе различные компоненты обычно функционируют совместно для обеспечения функциональности устройства.

Выбор между двумя типами гипервизоров в значительной степени зависит от того, что контролируют ИТ-администраторы – корпоративный ЦОД или системы конечных пользователей.

Главное отличие между гипервизорами 1-го и 2-го типа заключается в том, что 1-й тип работает на bare metal, а 2-й – поверх операционной системы. У каждого есть свои особенности и конкретные варианты применения.

Виртуализация подразумевает абстрагирование физического оборудования и устройств от приложений, работающих на этом оборудовании; управляет и резервирует ресурсы системы, включая процессор, память, хранилище, сетевые ресурсы. Это позволяет размещать в системе одновременно несколько рабочих нагрузок, обеспечивая более экономичное использование доступных серверов в рамках всей организации.

Что такое гипервизор

Гипервизор – это программное обеспечение, которое создает и запускает виртуальные машины, изолируя операционную систему и ресурсы системы от аппаратного обеспечения. Физическое оборудование, на котором работает гипервизор, называется хост-машиной, а виртуальные машины, создаваемые и поддерживаемые гипервизором, в совокупности называются гостевыми машинами.

Гипервизор позволяет оборудованию хоста работать с несколькими виртуальными машинами независимо друг от друга и совместно использовать абстрагированные ресурсы этих виртуальных машин. Виртуализация с гипервизором повышает эффективность центра обработки данных по сравнению с физическим хостингом.

Есть два типа гипервизоров: тип 1 и тип 2. Оба могут виртуализировать основные элементы – процессор, память и сеть, но, исходя из своего расположения в стеке, гипервизор виртуализирует эти элементы по-разному.

Гипервизор первого типа

Работает непосредственно на физическом аппаратном обеспечении хост-машины и называется "bare-metal гипервизор". Гипервизор типа 1 не должен загружать базовую операционную систему. Он использует прямой доступ к исходному оборудованию и никакому другому программному обеспечению (ОС и драйверы), и считается самым эффективным и наиболее производительным.

Гипервизоры, которые выполняются непосредственно на физическом оборудовании, также отличаются высокой степенью безопасности. Виртуализация снижает риск атак, направленных на уязвимости и недостатки в безопасности операционной системы, поскольку каждая гостевая ОС имеет свою собственную. Это гарантирует, что атака на гостевую виртуальную машину будет логически изолирована от этой ВМ и не сможет распространиться на другие машины, работающие на том же оборудовании.

ИТ-организации используют гипервизоры первого типа для рабочих нагрузок производственного уровня, которые требуют большего времени безотказной работы, расширенных возможностей восстановления и других функций необходимых в разработке. Стандартный гипервизор первого типа может масштабироваться для виртуализации рабочих нагрузок на несколько терабайт оперативной памяти и сотни ядер CPU.

Кроме того, гипервизоры типа 1 часто поддерживают программно-определяемые системы хранения данных и сети, что создает дополнительную безопасность и портативность для виртуализированных рабочих нагрузок. Однако такие функции предполагают высокие стартовые вложения.

Для получения максимума возможностей гипервизор 1-го типа требует дополнительного внешнего управления. Например у VMware это платформа централизованного управления виртуальной инфраструктурой VMware vCenter.

Гипервизор второго типа

Устанавливается поверх существующей ОС. Иногда его называют хостируемым гипервизором, потому что он зависит от существующей ОС хост-машины для управления вызовами к процессору, памяти, хранилищу и сетевым ресурсам.

Гипервизор второго типа ведет свою историю с ранних времен виртуализации x86, когда он добавлялся поверх ОС существующих систем. Хотя назначение и цели обоих типов идентичны, наличие базовой ОС с гипервизорами типа 2 приводит к неизбежным задержкам; вся деятельность и работа каждой ВМ должна проходить через ОС хоста. Кроме того, любые дефекты безопасности или ошибки в операционной системе хоста могут потенциально скомпрометировать все ВМ, запущенные над ней.

Следовательно, гипервизоры типа 2 обычно не используются в центрах обработки данных и зарезервированы для клиентских систем или систем конечных пользователей – иногда их называют клиентскими гипервизорами – в тех случаях, когда производительность и безопасность вызывают меньшие опасения. Они также стоят дешевле, чем гипервизоры первого типа и представляют собой идеальную платформу для тестирования. Например, разработчики программного обеспечения могут использовать гипервизор типа 2 для создания ВМ, чтобы протестировать программный продукт перед выпуском. Также они подходят для создания виртуальных рабочих столов. Гипервизоры типа 2 могут поддерживать большие и сложные кластерные среды.

Аппаратная поддержка гипервизоров типа 1 и типа 2

Для задач виртуализации широко доступны технологии аппаратного ускорения. К таким технологиям относятся Intel Virtualization для процессоров Intel и AMD Virtualization для процессоров AMD. Существует множество других расширений и функций на базе виртуализации, включая трансляцию адресов второго уровня и поддержку вложенной виртуализации.

Технологии аппаратного ускорения выполняют многие процессороемкие задачи, необходимые для создания виртуальных ресурсов на компьютере и управления ими. Аппаратное ускорение повышает производительность виртуализации, а количество виртуальных машин на компьютере превосходит то, что может сделать гипервизор в одиночку.

В гипервизорах Type 1 и Type 2 есть поддержка аппаратного ускорения, но в разной степени. Гипервизоры первого типа не работают без этих технологий. Гипервизоры второго типа, как правило, способны использовать технологии аппаратного ускорения при наличии таких возможностей, но обычно в них можно задействовать программную эмуляцию при отсутствии встроенной аппаратной поддержки.

Гипервизоры VMware

Тип 1 – VMware vSphere. Включает в себя гипервизор ESXi и программное обеспечение для управления vCenter, предоставляющее продукты для виртуализации, такие как vSphere Client, наборы для разработки программного обеспечения vSphere, Storage vMotion, распределенный планировщик ресурсов и средства обеспечения отказоустойчивости. VMware vSphere ориентирована на корпоративные ЦОД.

Тип 2 – VMware Workstation Pro и VMware Fusion. VMware Workstation Pro - 64-битный хостинговый гипервизор, способный реализовать виртуализацию на системах Windows и Linux. Некоторые функции Workstation включают совместное использование файлов хоста/гостевого сервера, создание и развертывание зашифрованных виртуальных машин, а также снапшоты виртуальных машин.

Fusion – это альтернатива Workstation. VMware Fusion предлагает многие из тех же возможностей, что и Workstation, но совместима с MacOS и снабжена меньшим количеством функций.

При выборе гипервизора системные администраторы должны учитывать тип и объем рабочих нагрузок. Для крупной организации, где нужно развернуть сотни ВМ, подойдет гипервизор типа 1. Если развертывание не такое масштабное или требуется тестовая среда, то гипервизоры типа 2 – менее сложные, дешевле стоят, а использовать их можно по мере необходимости.

Читайте также: