Какие типы гипервизоров существуют?

Все более популярной становится технология гипервизора. Она предполагает развертывание ПО и приложений на физическом оборудовании, но только с применением виртуализации. Используется такое решение для ускорения и упрощения разработки, тестирования или поддержки ПО. Дело в том, что инструмент помогает значительно экономить ресурсы и избежать использования дорогостоящих серверов.

Все чаще для серверной виртуализации применяются облачные инструменты, а также различные аппаратные ресурсы. Давайте разбираться, в чем заключаются преимущества технологии и какие виды гипервизоров могут использоваться.

Что такое гипервизор

Первые технологии виртуализации стали использоваться еще в конце 60-х годов. Именно тогда мейнфреймы IBM начали поддерживать эту технологию, а гипервизоры стали предоставляться в качестве встроенного ПО. Первоначально технология применялась для эмуляции системных процессов и тестирования ОС.

В начале нового века интерес к методикам виртуализации значительно повысился. Инструмент стал применятся d UNIX-подобных системах, что, в первую очередь, было связано с увеличением производительности машин. Также сама архитектура стала более безопасной и отказоустойчивой, что способствовало ее повсеместному распространению.

В начале 2000-х технологии виртуализации стали применяются на аппаратном уровне, что позволило использовать ее даже в домашних системах.

Если возвращаться к определению гипервизора, то на сегодня – это ПО, которое может развертывать и запускать ВМ, изолируя их от аппаратной части. Физическое оборудование, на котором развертывается гипервизор, называют хост-машиной, а виртуальные машины, которые создаются в процессе, – гостевыми.

Благодаря использованию такого инструмента оборудование хоста может взаимодействовать с несколькими ВМ и использовать их ресурсы независимо друг от друга. В результате этого повышается эффективность работы всего центра обработки данных.

К числу задач гипервизора относят следующее:

• выполнение инструкций машин;
• эмуляция ресурсов;
• предотвращение действия гостевых ОС на основном хосте.

Также технология используется для развертывания и запуска приложений в используемых программных средах.

Контейнеры и гипервизоры – в чем разница

Сегодня прямую конкуренцию гипервизорам составляет технология контейнеров. Это обусловлено тем, что новый инструмент позволяет развернуть большее количество приложений, используя только один физический хост.

Гипервизор виртуализирует аппаратные ресурсы, которые нужны для работы операционной системы. Но при использовании такого инструмента возрастает потребность в дополнительных аппаратных мощностях.

При применении контейнеров ядро операционной системы поддерживает одновременно несколько изолированных экземпляров пространства, что позволяет избежать проблем с мощностями. Однако многие отмечают большую уязвимость новой технологии. Гипервизор поддерживает несколько машин со своей операционной системой и приложениями, что позволяет увеличить отказоустойчивость всей системы. Контейнеры работают поверх операционки хоста, поэтому существенно возрастает риск отказа.

Типы гипервизоров

Вернемся к рассмотрению технологии гипервизоров и поговорим о существующих разновидностях. Выделяют два типа – первый и второй. К первому относятся решения, которые функционируют на аппаратном уровне и не нуждаются в дополнительной установке операционки на хост. Именно такие гипервизоры считаются аппаратными. Второй тип – инструменты, для которых необходима ОС, которая обеспечивает доступ монитора ВМ к аппаратным ресурсам. Отдельная категория – гибридные инструменты, которые встречают намного реже.

В корпоративной среде наибольшее распространение получили инструменты первого типа. Они работают на аппаратном уровне без дополнительных программ, а значит – отличаются большей производительностью и эффективностью. Однако стоит отметить, что оба типа могут виртуализировать такие элементы, как память, сетевые параметры, процессор и т .д.

Гипервизоры 1-го типа

Hypervisor первого типа функционирует на имеющемся физическом оборудовании, другое название такого инструмента – bare-metal. Его особенность в том, что он не загружает основную ОС, а использует непосредственный доступ к имеющемуся оборудованию.

Помимо высокой эффективности, гипервизоры 1-го типа отличаются повышенной безопасностью. Использование виртуализации позволяет снизить риск атак, связанных с уязвимостями в работе операционки. Каждая гостевая машина имеет свою ОС и изолирована от других ВМ, поэтому даже в случае прямой угрозы нет риска для других развертываемых машин.

Компании нередко применяют такой инструмент для получения рабочих нагрузок производственного уровня. Технология подходит для процессов, требующих длительной безотказной работы и быстрого восстановления.

Плюс технологии в том, что она легко поддается масштабированию для виртуализации рабочих нагрузок на большие объемы оперативной памяти. Кроме этого, hypervisors 1-го типа нередко поддерживают программные инструменты для хранения сети и файлов, что позволяет увеличить безопасность всего хоста.

Максимальные возможности применения инструмента возможно получить только при использовании внешнего управления.

Гипервизоры 2-го типа

Их главная особенность в том, что они устанавливаются поверх существующей операционной системы, из-за чего имеют второе название «хостируемые». Такой инструмент находится в полной зависимости от установленной ОС и требует дополнительных разрешений для использования процессора, хранилища или других ресурсов хоста.

Второй тип гипервизоров появился намного раньше первого, изначально он добавлялся поверх систем при использовании виртуализации x86. Сегодня инструмент используется реже гипервизоров первого типа, что связано с неизбежными задержками, которые он вызывает в работе ВМ. Каждая машина должна проходить через операционку основного хоста, что замедляет время работы и скорость ответа. Кроме этого, возрастает риск возникновения критических ошибок.

Гипервизоры второго типа не применяются в ЦОДах и встречаются только в клиентских системах, так как в этом случае безопасность и эффективность вызывает меньше опасений. Стоит отметить, что такие инструменты имеют и некоторые преимущества над 1 типом — они стоят дешевле, благодаря чему отлично подходят в качестве платформы для тестирования ПО.

Аппаратное ускорение

При использовании виртуализации нередко применяются дополнительные возможности аппаратного ускорения. Существуют отдельные инструменты для процессоров Intel и AMD, также можно встретить и другие расширения, базирующиеся на методике виртуализации.

Аппаратное ускорение, как правило, помогает выполнять объемные и емкие задачи и тем самым повышает производительность системы. Кроме этого, удается увеличить количество виртуальных машин.

Гипервизоры обоих типов имеют поддержку функции аппаратного ускорения, но реализовано это по-разному. Например, 1 тип вообще не способен работать без применения таких технологий. 2 тип при наличии функционала может использовать аппаратное ускорение, но потребуется задействовать средства эмуляции программ.

Что выбрать

При поиске гипервизора потребуется учитывать вид и объем нагрузок. Для больших компаний, нуждающихся в большом числе виртуальных машин, обычно применяется 1-й тип, для развертывания тестовой среды – подойдет 2-й тип.

Внимательно нужно подойти к анализу решаемых задач. Также стоит учитывать особенности лицензирования, аппаратные требования и необходимый функционал. Не забудьте про рабочие нагрузки, необходимый уровень безопасности и экономичность использования доступных серверов.

На рынке можно найти разные виды гипервизоров. Например, Hyper-V, KVM, Oracle VM VirtualBox, поэтому проблем с поиском нужного решения точно не возникнет.

Специалисты нашего дата-центра Xelent готовы помочь с выбором технологии виртуализации. Если у вас остались вопросы, то обязательно задайте их через форму на сайте или по телефону!