Що таке гіпервізор віртуальної машини?

Гіпервізори - це те, що робить віртуальні машини можливими, і вони не тільки для серверів. Ви, напевно, користуєтеся кожним днем і навіть не знаєте цього. Якщо ви його не використовуєте зараз, ви будете в найближчому майбутньому.

Гіпервізор - це програмне забезпечення, яке існує поза гостьовою операційною системою для перехоплення команд, надісланих на комп'ютерне обладнання. Термін «гіпервізор» походить від різних рівнів ядра операційних систем; вона виконує дії з більшим авторитетом, ніж рівень "керівника", отже, гіпер-козирок.

Зображення через striatic на Flickr

Основи гіпервізора

Гіпервізор також відомий як Менеджер віртуальних машин (VMM), і єдина його мета - дозволити декільком «машинам» спільно використовувати одну апаратну платформу. Операційні системи розроблені таким чином, що вони мають один-на-один зв'язок з апаратним забезпеченням, на якому вони працюють, але з багатоядерними, багатопоточними процесорами та незграбними обсягами оперативної пам'яті..

Гіпервізор відокремлює операційну систему (ОС) від апаратного забезпечення, беручи на себе відповідальність за те, щоб кожному запущеному ОС вдаватися до основного обладнання. Він виступає в ролі трафіку, щоб дозволити час використовувати процесор, пам'ять, GPU та інше обладнання. Кожна операційна система, контрольована гіпервізором, називається гостьовою ОС, а операційна система гіпервізора, якщо така є, називається хост-ОС. Оскільки вона стоїть між гостьовою ОС і апаратним забезпеченням, ви можете мати стільки різних гостьових ОС, скільки може працювати ваша система; можна навіть мати різні типи (наприклад, Windows, OS X, Linux).

Відділення апаратного і програмного забезпечення виявляється також корисним для портативності. Оскільки гіпервізор виступає як посередник, набагато легше переходити з комп'ютера на комп'ютер без необхідності встановлення нових драйверів або оновлення гостьової ОС. Можливо, ви помітили це, якщо ви взяли віртуальні віртуальні машини Virtualbox і розмістили їх на іншому комп'ютері. Для гостьової ОС не відбувається помітних змін, хоча хост ОС і апаратні засоби можуть бути зовсім іншими.

Іншою важливою перевагою віртуалізації ОС є безпека. Якщо ви хочете перевірити програмне забезпечення, яке може бути шкідливим для вашого комп'ютера, рекомендується перевірити його на віртуальній машині, а не на хост-ОС. Якщо гостьова ОС інфікується і пронизана вірусами, вона не вплине на файли на хост-ОС, якщо спільні папки або мережевий міст не з'єднають ці дві. Дві операційні системи існують повністю відокремлені один від одного і не знають про існування один одного, що робить безпечним обчислення.

Деякі популярні гіпервізори - VMware ESXi, Xen, Microsoft Hyper-V, VMware Workstation, Oracle Virtualbox і Microsoft VirtualPC. Все це дозволяє користувачеві віртуалізувати одну або більше операційних систем на одному апаратному забезпеченні.

Різні типи гіпервізора

Гіпервізори можуть бути розбиті на два основні типи:

Тип 1, a.k.a. bare metal - це гіпервізор, який встановлюється безпосередньо на комп'ютер. Немає хост-ОС, а гіпервізор має прямий доступ до всіх апаратних засобів і функцій. Основними причинами для встановлення гіпервізора типу 1 є запуск декількох операційних систем на одному комп'ютері без накладних витрат на хост-ОС або для використання переваг перенесення та абстракції апаратних засобів. Голі метали найчастіше використовуються для серверів через їхню безпеку та переносимість для переходу від апаратного забезпечення до апаратних засобів у разі аварії. Хорошими прикладами гіпервізорів типу 1 є VMware ESXi, Citrix XenServer і Microsoft Hyper-V.
Тип 2, a.k.a. hosted, це те, що більшість людей, напевно, знайомі з віртуальними операційними системами. Розподілені гіпервізори вимагають хост-ОС і часто розглядаються як встановлене програмне забезпечення всередині хоста. Тип 2 може одночасно працювати з декількома операційними системами, але не має прямого доступу до апаратних засобів і тому має більше накладних витрат при запуску гостя. Це означає, що гостьова операційна система не буде працювати на повному потенціалі, і якщо ваш пристрій аварійно завершиться, ви також не матимете доступу до своїх гостей. Гіпервізори 2-го типу є ідеальним способом для перевірки декількох операційних систем у Windows, OS X або Linux. Хорошими прикладами є робоча станція VMWare, VMware Parallels, Oracle Virtualbox і Microsoft VirtualPC.

Гіпервізори майбутнього

Більшість гіпервізорів сьогодні використовуються для масштабних розгортань серверів або для кінцевих користувачів для запуску застарілих програм або для випробування іншої операційної системи. Проте в цій думці вже були певні зміни з поточними версіями Android і чутками про Windows 8.

Android використовує ядро Linux для взаємодії з апаратними та фоновими службами, а потім використовує віртуальну машину Dalvik для запуску програмного забезпечення, з яким користувач взаємодіє. Незважаючи на те, що не дозволяє користувачу запускати кілька операційних систем одночасно, Android дуже схожий на гіпервізор типу 1. Основний хост Linux повністю прозорий для кінцевого користувача, якщо ви не викоріните свій телефон і не хочете взаємодіяти з ним.

За чутками, Windows 8 працює повністю як гостьова ОС на базі Microsoft Hyper-V. Hyper-V бере на себе відповідальність за керування вашим обладнанням та виконання фонових завдань, таких як резервне копіювання та перевірка файлової системи. Подібно до Android, це дозволить вам мати кращу портативність, гнучкість і безпеку в ОС. Не кажучи вже, це зробить вашу установку Windows 8 повністю портативною, тому ви можете взяти її з собою з комп'ютера на комп'ютер.

Веб-сервери продовжуватимуть використовувати переваги гіпервізорів для максимізації використання обладнання та зниження витрат. Якщо у вас є спільний веб-хостинг через популярний веб-хост, ви, швидше за все, вже на гіпервізорі типу 1 і не знали. З гарним серверним обладнанням, гіпервізори з голими металами можуть підштовхнути межі, як правило, тільки з однією встановленою операційною системою, до буквально тисячі доступних. Це не тільки заощаджує гроші, коли мова йде про придбання апаратних засобів, але й охолодження і потужність зменшуються до невеликої частки, що було раніше для запуску такої ж кількості машин.