Типы гипервизоров – сравнительный анализ


Типы гипервизоров – сравнительный анализ

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.


Аренда облачного сервера для разработки, хостинга, обученияПодробнее





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.


Полезный материал?
5
3
автор: Всеволод
опубликовано: 06.02.2021
Читайте нас: 
Последние статьи
Вверх!