Um hi­per­vi­sor (também escrito como hy­per­vi­sor), seja ele do tipo 1 ou do tipo 2, é um dos elementos pri­mor­di­ais da operação de máquinas virtuais. Entenda o que di­fe­ren­cia o hi­per­vi­sor tipo 1 e 2, as res­pec­ti­vas vantagens e des­van­ta­gens, e descubra a que apli­ca­ções cada um deles é mais indicado.

O que é Hi­per­vi­sor?

O Hi­per­vi­sor (hy­per­vi­sor) é o software que permite a execução de várias máquinas virtuais (VMs) por um único hardware físico. Também chamado de monitor de máquina virtual (VMM), o hi­per­vi­sor pos­si­bi­lita o ge­ren­ci­a­mento de recursos, como da unidade central de pro­ces­sa­mento (CPU), da memória e de redes, alocando-os a cada máquina virtual. Graças ao trabalho dos hi­per­vi­so­res, usuários conseguem rodar di­fe­ren­tes sistemas ope­ra­ci­o­nais, como o Windows e dis­tri­bui­ções Linux, si­mul­ta­ne­a­mente em máquinas virtuais.

Existem dois tipos de hi­per­vi­sor:

  • Hi­per­vi­sor tipo 1
  • Hi­per­vi­sor tipo 2

Apesar de diferente, o hy­per­vi­sor tipo 1 e 2 com­par­ti­lha algumas ca­rac­te­rís­ti­cas. Ambos são capazes de criar múltiplas VMs em um mesmo hardware, assim como de isolar as máquinas virtuais umas das outras, au­men­tando a segurança das execuções e pre­ve­nindo que problemas em uma única unidade afetem as demais. Ainda, o hi­per­vi­sor tipo 1 e 2 oferece im­por­tan­tes recursos de ge­ren­ci­a­mento, que permitem que usuários iniciem, parem e monitorem suas máquinas virtuais. Os dois também conseguem ajustar e alocar recursos conforme o ne­ces­sá­rio. Para acessar e controlar recursos de um hi­per­vi­sor, você deverá acessar a interface de usuário cor­res­pon­dente ou fazer uso de uma API.

Qual é a diferença do hy­per­vi­sor tipo 1 e 2?

A principal ca­rac­te­rís­tica que distingue o hi­per­vi­sor tipo 1 e 2 é essa: o tipo 1 não requer um sistema ope­ra­ci­o­nal sub­ja­cente, ao contrário do tipo 2. Abaixo, des­trin­cha­mos melhor essa e outras di­fe­ren­ças.

Hi­per­vi­sor tipo 1

Um hi­per­vi­sor tipo 1, também chamado de hi­per­vi­sor bare-metal, roda di­re­ta­mente no hardware físico. Ele é a primeira camada de software carregada no com­pu­ta­dor ou servidor, agindo como in­ter­me­diá­rio entre o hardware e as máquinas virtuais. Ao ser assim cons­truída, a ar­qui­te­tura de um hi­per­vi­sor tipo 1 consegue ser uma solução de vir­tu­a­li­za­ção ex­tre­ma­mente eficiente e poderosa.

Por conseguir acessar recursos físicos di­re­ta­mente, hi­per­vi­so­res tipo 1 possuem baixa latência e baixos tempos de resposta. Eles são capazes de alocar a CPU, a memória e as in­ter­fa­ces de rede de forma eficiente, para otimizar o de­sem­pe­nho das VMs. Além disso, hi­per­vi­so­res tipo 1 são ótimos em isolar máquinas virtuais em um mesmo hardware, au­men­tando a segurança e a es­ta­bi­li­dade do ambiente virtual.

Entre os recursos nor­mal­mente ofe­re­ci­dos por hi­per­vi­so­res tipo 1 estão a migração ao vivo, capaz de mover VMs de uma máquina física para outra enquanto estão em operação. Muitos for­ne­ce­do­res de hi­per­vi­so­res tipo 1 também prometem alta dis­po­ni­bi­li­dade e re­cu­pe­ra­ção em caso de desastre. Não menos im­por­tante, esse tipo de hi­per­vi­sor ge­ral­mente vem acom­pa­nhado de uma interface de automação e controle, como de uma API ou de fer­ra­men­tas de ge­ren­ci­a­mento próprias.

Hi­per­vi­sor tipo 2

Um hi­per­vi­sor tipo 2, também chamado de hi­per­vi­sor hospedado, é uma tec­no­lo­gia de vir­tu­a­li­za­ção que roda como uma aplicação em um sistema ope­ra­ci­o­nal existente (sistema ope­ra­ci­o­nal host). Hi­per­vi­so­res tipo 2 agem como uma camada entre o sistema ope­ra­ci­o­nal host e as máquinas virtuais, que são exe­cu­ta­das como processos ou threads no sistema ope­ra­ci­o­nal host. Dessa forma, esse tipo de hi­per­vi­sor consegue se be­ne­fi­ciar dos drivers e dos serviços ofe­re­ci­dos pelo host, o que facilita bastante a con­fi­gu­ra­ção. Assim, máquinas virtuais conseguem hospedar di­fe­ren­tes sistemas ope­ra­ci­o­nais con­vi­da­dos, como o Windows, o Linux e outros.

Como o hi­per­vi­sor tipo 2 acessa o hardware por meio do sistema ope­ra­ci­o­nal host, ele com­par­ti­lha recursos físicos com o sistema host. O fato pode afetar ne­ga­ti­va­mente o de­sem­pe­nho do ambiente virtual, es­pe­ci­al­mente quando o sistema ope­ra­ci­o­nal host está muito carregado ou com muitos processos si­mul­tâ­neos. Vantagem do hi­per­vi­sor tipo 2 é sua maior com­pa­ti­bi­li­dade com in­fra­es­tru­tu­ras de hardware e software exis­ten­tes, o que facilita sua im­ple­men­ta­ção e in­te­gra­ção em ambientes de TI já es­ta­be­le­ci­dos.

Hi­per­vi­so­res tipo 2 nor­mal­mente oferecem uma interface gráfica de usuário ou um painel de controle, para que usuários possam con­fi­gu­rar e gerenciar suas máquinas virtuais com mais fa­ci­li­dade e dinamismo, o que nem sempre é dis­po­ni­bi­li­zado por hi­per­vi­so­res tipo 1. Essa interface gráfica também é útil para a re­a­li­za­ção de ajustes na CPU, na RAM e no ar­ma­ze­na­mento.

Exemplos de hy­per­vi­sor tipo 1

  • KVM (Kernel-based Virtual Machine): É um hi­per­vi­sor bare-metal que já vem integrado ao kernel do Linux, ofe­re­cendo alta per­for­mance e fle­xi­bi­li­dade nesse tipo de ambiente. O hi­per­vi­sor KVM é bastante en­con­trado em in­fra­es­tru­tu­ras de vir­tu­a­li­za­ção e em nuvens.
  • Nutanix AHV (Acropolis Hy­per­vi­sor): É um hi­per­vi­sor tipo 1 que funciona como elemento central da in­fra­es­tru­tura hi­per­con­ver­gente Nutanix. O AHV destaca-se por sua excelente per­for­mance e por pos­si­bi­li­tar uma gestão cen­tra­li­zada e fa­ci­li­tada, por meio do software Nutanix.
  • Citrix Hy­per­vi­sor: Este hi­per­vi­sor bare-metal, an­te­ri­or­mente chamado de XenServer, faz parte da in­fra­es­tru­tura de vir­tu­a­li­za­ção da Citrix. O Citrix Hy­per­vi­sor vem com fun­ci­o­na­li­da­des de segurança in­te­gra­das, com o objetivo de garantir o iso­la­mento dos sistemas ope­ra­ci­o­nais con­vi­da­dos, pre­ve­nindo ataques.

Exemplos de hy­per­vi­sor tipo 2

  • Vir­tu­al­Box: Este é o hi­per­vi­sor hospedado da Oracle, que pode ser instalado como uma aplicação nos sistemas ope­ra­ci­o­nais exis­ten­tes, como no Windows, no macOS e no Linux. Bastante conhecido, ele se tornou popular por sua fa­ci­li­dade de uso e pela fle­xi­bi­li­dade.
  • Parallels Desktop: Este hi­per­vi­sor suporta sistemas ope­ra­ci­o­nais con­vi­da­dos como Windows, Linux e até versões do macOS. Ele permite po­si­ci­o­nar apli­ca­ções de VMs di­re­ta­mente no Dock, além de facilitar o com­par­ti­lha­mento de arquivos entre o macOS e as máquinas virtuais, por arrastar e soltar (drag and drop).
  • QEMU: Pla­ta­forma de vir­tu­a­li­za­ção open-source capaz de emular ar­qui­te­tu­ras de CPU, pos­si­bi­li­tando a criação e a execução de máquinas virtuais com di­fe­ren­tes ar­qui­te­tu­ras. Por exemplo, o QEMU pode emular ar­qui­te­tu­ras x86 em um hardware ARM e vice-versa.

Como escolher entre o hi­per­vi­sor tipo 1 e 2?

Para optar pelo hy­per­vi­sor tipo 1 ou 2, você deve levar em con­si­de­ra­ção as ne­ces­si­da­des es­pe­cí­fi­cas do seu ambiente de vir­tu­a­li­za­ção. Ambos oferecem im­por­tan­tes vantagens, mas cada um é adequado a um tipo de cenário.

Apli­ca­ções do hy­per­vi­sor tipo 1

  • Ambientes cor­po­ra­ti­vos com grande demanda: Hi­per­vi­so­res tipo 1 são ideais para empresas que precisam operar um grande número de máquinas virtuais em ser­vi­do­res. Por acessarem di­re­ta­mente o hardware físico, eles favorecem a uti­li­za­ção dos recursos e con­tri­buem para o de­sem­pe­nho.
  • Centros de dados e in­fra­es­tru­tu­ras de nuvem: Centros de dados operam inúmeras máquinas virtuais ao mesmo tempo. Por esse motivo, hi­per­vi­so­res tipo 1 são mais adequados, jus­ta­mente pela per­for­mance e es­ta­bi­li­dade. Recursos de migração ao vivo e de alta dis­po­ni­bi­li­dade são es­sen­ci­ais em ambientes como esses.
  • Ambientes que requerem alto grau de segurança: Hi­per­vi­so­res tipo 1 possuem menos com­po­nen­tes de software que hi­per­vi­so­res tipo 2, fato que reduz a potencial su­per­fí­cie de ataque. Além disso, a ar­qui­te­tura desses hi­per­vi­so­res isola máquinas virtuais de forma mais eficiente.
  • Cargas de trabalho de alto de­sem­pe­nho: Apli­ca­ções que exigem alta per­for­mance, como bancos de dados, de machine learning e de big data, be­ne­fi­ciam-se do acesso direto ao hardware, ca­rac­te­rís­tica principal dos hi­per­vi­so­res tipo 1.

Apli­ca­ções do hy­per­vi­sor tipo 2

  • Ambientes de de­sen­vol­vi­mento e teste: Hi­per­vi­so­res tipo 2 são ideais para de­sen­vol­ve­do­res que precisam testar di­fe­ren­tes sistemas ope­ra­ci­o­nais e apli­ca­ções em um mesmo hardware, já que são capazes de criar e gerenciar VMs de forma mais rápida.
  • Ambientes de trei­na­mento: Hi­per­vi­so­res hos­pe­da­dos são igual­mente adequados a ambientes de trei­na­mento, pois permitem que usuários possam explorar e testar di­fe­ren­tes sistemas ope­ra­ci­o­nais e apli­ca­ções, sem que isso impacte o hardware ou o sistema ope­ra­ci­o­nal host.
  • Uso pessoal ou doméstico: Hi­per­vi­so­res tipo 2 são soluções ex­tre­ma­mente con­ve­ni­en­tes para vir­tu­a­li­za­ções pessoais ou de pequenos projetos. Eles permitem que usuários rodem sistemas ope­ra­ci­o­nais e apli­ca­ções em seus próprios com­pu­ta­do­res, sem que haja ne­ces­si­dade de qualquer hardware adicional ou con­fi­gu­ra­ção mais complexa.
  • Vir­tu­a­li­za­ção de baixo custo: Um hi­per­vi­sor tipo 2 é uma opção econômica de vir­tu­a­li­za­ção, por não demandar um hardware es­pe­ci­a­li­zado. Ainda, algumas soluções que oferecem hi­per­vi­so­res tipo 2 podem ser usadas gra­tui­ta­mente, ou mediante o pagamento uma taxa de baixo valor.
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