Koks skirtumas tarp 1 tipo ir 2 tipo hipervizorių?
Virtualizacijos srityje hipervizoriai yra pagrindinis virtualių mašinų veikimo elementas. Tiek 1 tipo, tiek 2 tipo hipervizoriai turi savo privalumų, trūkumų ir tipinių naudojimo atvejų.
Kas yra hipervizorius?
Hipervizorius – tai programinė įranga, kuri gali paleisti kelis virtualius kompiuterius (VM) toje pačioje fizinėje aparatinėje įrangoje. Hipervizoriai taip pat vadinami virtualių kompiuterių monitoriais (VMM) ir valdo išteklius, pvz., procesorių, atmintį ir tinklus, bei paskirsto išteklius virtualiems kompiuteriams. Naudodami hipervizorius, vartotojai gali naudoti virtualius kompiuterius, kad vienu metu paleistų skirtingas operacines sistemas, pvz., „Windows“ ar „Linux“ distribucijas.
Yra dviejų tipų hipervizoriai:
- 1 tipo hipervizoriai
- 2 tipo hipervizoriai
1 tipo ir 2 tipo hipervizoriai turi tam tikrų panašumų. Abu gali sukurti kelis VM viename fiziniame kompiuteryje. Jie taip pat gali izoliuoti virtualias mašinas viena nuo kitos, o tai padidina saugumą ir užkerta kelią vienoje VM kylančioms problemoms paveikti kitas VM. Abiejų tipų hipervizoriai taip pat leidžia paleisti, sustabdyti ir stebėti VM. Be to, išteklius galima paskirstyti ir koreguoti pagal poreikį. Vartotojai paprastai gali valdyti VM ir paskirstyti išteklius per vartotojo sąsają arba API.
Kuo 1 tipo hipervizoriai skiriasi nuo 2 tipo hipervizorių?
Vienas pagrindinis skirtumas tarp 1 tipo hipervizorių ir 2 tipo hipervizorių yra tai, kad 1 tipo hipervizoriai neveikia priklausomai nuo operacinės sistemos. Kitose dviejose dalyse išsamiau aptarsime šių dviejų virtualizacijos tipų skirtumus.
1 tipo hipervizorius
1 tipo hipervizorius, dar vadinamas „bare-metal“ hipervizoriumi, veikia tiesiogiai fizinėje aparatinėje įrangoje. Naudojant šio tipo hipervizorių, hipervizorius yra pirmasis programinės įrangos sluoksnis, kuris įkeliama į kompiuterį arba serverį. Jis veikia kaip tarpininkas tarp aparatinės įrangos ir virtualių mašinų (VM). Šio tipo architektūra yra ypač galingas ir efektyvus virtualizacijos sprendimas.
Dėl tiesioginės prieigos prie fizinių išteklių 1 tipo hipervizoriai pasižymi mažu vėlavimu ir greitu reagavimo laiku. Jie gali efektyviai ir tiksliai paskirstyti procesoriaus branduolius, atmintį ir tinklo sąsajas, taip optimizuodami virtualių mašinų našumą. Be to, jie užtikrina tvirtą virtualių mašinų izoliaciją, didindami visos virtualios aplinkos saugumą ir stabilumą.
1 tipo hipervizoriai dažnai turi tokias funkcijas kaip tiesioginis perkėlimas, kai VM galima perkelti iš vienos fizinės mašinos į kitą, kol jos veikia. Daugelis 1 tipo hipervizorių teikėjų taip pat palaiko aukštą prieinamumą ir atkūrimą po avarijos. 1 tipo hipervizoriai taip pat dažnai turi automatizavimo ir valdymo sąsajas, pavyzdžiui, API arba specialias valdymo priemones.
2 tipo hipervizorius
2 tipo hipervizorius, arba hostingo hipervizorius, yra virtualizacijos technologija, kuri veikia kaip operacinės sistemos (host OS) programa. 2 tipo hipervizoriai veikia kaip sluoksnis tarp host operacinės sistemos ir VM, o VM veikia kaip procesai arba srautai host OS viduje. Hipervizorius gali pasinaudoti host OS tvarkyklėmis ir paslaugomis, todėl dažnai supaprastina diegimo procesą. VM dažnai gali talpinti įvairias svečių operacines sistemas, pvz., „Windows“, „Linux“ ar kitas specializuotas sistemas.
2 tipo hipervizoriai prieina prie aparatūros išteklių per pagrindinę operacinę sistemą, o tai reiškia, kad jie turi dalytis fiziniais ištekliais su pagrindine sistema. Tai gali sumažinti našumą, ypač jei pagrindinė operacinė sistema yra labai apkrauta arba vienu metu vyksta daug procesų. Vienas iš 2 tipo hipervizorių privalumų, palyginti su 1 tipo hipervizoriais, yra jų suderinamumas su esama aparatūros ir programinės įrangos infrastruktūra, todėl juos lengviau diegti ir integruoti į esamą IT aplinką.
2 tipo hipervizoriai paprastai siūlo grafinę vartotojo sąsają arba valdymo pultą virtualių mašinų nustatymui ir valdymui. 1 tipo hipervizorių atveju tai ne visada yra taip. Valdymo pulte vartotojai gali patogiai kurti, konfigūruoti ir paleisti VM, taip pat dinamiškai reguliuoti išteklius, pvz., CPU, RAM ir saugyklą.
1 tipo hipervizorių pavyzdžiai
- KVM: KVM (Kernel-based virtual machine) yra „bare-metal“ hipervizorius, integruotas į Linux branduolį. Todėl jis užtikrina aukštą našumą ir lankstumą Linux aplinkose. Tai taip pat yra daugelio šiuolaikinių virtualizacijos ir debesų infrastruktūrų bendras komponentas.
- Nutanix AHV: Nutanix AHV (Acropolis Hypervisor) yra 1 tipo hipervizorius, kuris veikia kaip pagrindinis elementas Nutanix hiperkonverguotoje infrastruktūroje (HCI). AHV išsiskiria puikiu našumu ir lengvu, centralizuotu valdymu, kuris atliekamas naudojant Nutanix programinę įrangą.
- Citrix Hypervisor: anksčiau žinomas kaip XenServer, šis „bare-metal“ hipervizorius yra Citrix virtualizacijos infrastruktūros komponentas. Citrix Hypervisor turi integruotas saugumo funkcijas, kurios apsaugo nuo atakų ir užtikrina svečių operacinių sistemų izoliaciją.
2 tipo hipervizorių pavyzdžiai
- VirtualBox: Oracle VirtualBox yra hostingo hipervizorius, kuris įdiegiamas kaip programa operacinėje sistemoje, pvz., Windows, macOS ar Linux. VirtualBox yra žinomas dėl savo patogumo ir lankstumo.
- Parallels Desktop: „Parallels“ palaiko svečių operacines sistemas, pvz., „Windows“, „Linux“ ir kitas „macOS“ versijas. Programas iš virtualių mašinų galite įdėti tiesiai į doką ir lengvai keistis failais bei duomenimis tarp „macOS“ ir virtualių mašinų naudodami vilkimo ir numetimo funkciją.
- QEMU: QEMU yra atviro kodo virtualizacijos platforma, galinti emuliuoti įvairias CPU architektūras. Tai suteikia vartotojams galimybę kurti ir paleisti virtualias mašinas su įvairiomis architektūromis, pvz., x86 ant ARM aparatūros arba atvirkščiai.
Kada naudoti 1 tipo hipervizorius, o kada – 2 tipo
Renkantis tarp 1 tipo ir 2 tipo hipervizoriaus, turėtumėte atsižvelgti į konkrečius savo virtualizacijos aplinkos reikalavimus. Abiejų tipų hipervizoriai turi savo privalumų ir tinka skirtingiems naudojimo atvejams.
1 tipo hipervizorių naudojimo atvejai
- Didelės įmonės: 1 tipo hipervizoriai ypač tinka įmonėms, kurios nori serveriuose paleisti daug virtualių mašinų. Tiesioginis aparatinės įrangos valdymas užtikrina geresnį išteklių panaudojimą ir našumą.
- Duomenų centrai ir debesų infrastruktūros: duomenų centruose, kuriuose veikia daug virtualių mašinų, 1 tipo hipervizoriai yra pageidaujamas pasirinkimas, nes jie užtikrina aukštą našumą ir stabilumą. Čia ypač svarbios tokios funkcijos kaip tiesioginis perkėlimas ir didelis prieinamumas.
- Aukšti saugumo reikalavimai: palyginti su 2 tipo hipervizoriais, 1 tipo hipervizoriai turi mažiau programinės įrangos komponentų, todėl potencialus atakų paviršius yra mažesnis. 1 tipo hipervizorių architektūra reiškia, kad jie taip pat gali užtikrinti geresnį virtualių mašinų (VM) izoliavimą.
- Didelio našumo darbo krūviai: programos, kurioms reikalingas didelis našumas, pvz., duomenų bazės, mašininio mokymosi programos ir didieji duomenys, gauna naudos iš to, kad 1 tipo hipervizoriai leidžia tiesiogiai valdyti aparatinę įrangą.
2 tipo hipervizorių naudojimo atvejai
- Kūrimo ir testavimo aplinkos: 2 tipo hipervizoriai idealiai tinka kūrėjams, norintiems išbandyti skirtingas operacines sistemas ir programas toje pačioje aparatinėje įrangoje. 2 tipo hipervizoriai suteikia greitą ir paprastą būdą kurti ir valdyti virtualias mašinas.
- Mokymai: hostingo hipervizoriai puikiai tinka seminarams ir mokymams. Vartotojai gali saugiai tyrinėti ir eksperimentuoti su įvairiomis operacinėmis sistemomis ir programomis, žinodami, kad jų veiksmai nekelia jokio pavojaus aparatinei įrangai ar pagrindinei operacinei sistemai.
- Asmeninis naudojimas: 2 tipo hipervizoriai yra patogūs asmeniniam naudojimui ir nedideliems projektams. Vartotojai gali paleisti operacines sistemas ir programas savo kompiuteriuose be papildomos aparatūros ar sudėtingų konfigūracijų.
- Prieinama virtualizacija: 2 tipo hipervizoriai yra prieinama virtualizacijos galimybė. Norint juos naudoti, nereikia jokios specialios aparatinės įrangos. Dažnai juos galima naudoti nemokamai arba įsigyti programinę įrangą už palyginti mažą kainą.