Os hi­per­vi­so­res do tipo 1 e do tipo 2 são elementos fun­da­men­tais para operar máquinas virtuais. Ambas as abor­da­gens têm os seus res­pe­ti­vos pontos fortes, pontos fracos e opções de uti­li­za­ção.

O que é um hi­per­vi­sor?

Um hi­per­vi­sor é um software que pode executar várias máquinas virtuais (VM) no mesmo hardware físico. Também é conhecido como monitor de máquina virtual (VMM). O hi­per­vi­sor ad­mi­nis­tra recursos como CPU, memórias e redes e os atribui à VM. Dessa forma, os uti­li­za­do­res podem operar em paralelo diversos sistemas ope­ra­ci­o­nais, como Windows ou dis­tri­bui­ções Linux, na máquina virtual.

Existem dois tipos de hi­per­vi­so­res:

  • Hi­per­vi­sor tipo 1
  • Hi­per­vi­sor tipo 2

Os hi­per­vi­so­res do tipo 1 e 2 têm alguns pontos em comum. Ambos isolam as VMs umas das outras, o que reforça a segurança e evita que um problema numa VM afete as outras. Ambos os tipos de hi­per­vi­so­res oferecem funções de gestão, como iniciar, parar ou mo­ni­to­ri­zar máquinas virtuais, bem como atribuir e ajustar recursos conforme ne­ces­sá­rio. Estas funções são nor­mal­mente con­tro­la­das através de uma interface de uti­li­za­dor ou uma API.

Qual é a diferença entre hi­per­vi­so­res do tipo 1 e 2?

Você re­co­nhe­cerá o hi­per­vi­sor tipo 1 porque, ao contrário do hi­per­vi­sor tipo 2, ele não requer um sistema ope­ra­ci­o­nal sub­ja­cente. A seguir, vamos nos apro­fun­dar nas ca­rac­te­rís­ti­cas es­pe­cí­fi­cas de cada tipo de vir­tu­a­li­za­ção.

Hi­per­vi­sor tipo 1

Um hi­per­vi­sor de tipo 1, também conhecido como hi­per­vi­sor bare metal, é executado di­re­ta­mente no hardware físico. Neste caso, o hi­per­vi­sor é a primeira camada de software carregada no PC ou servidor e atua como in­ter­me­diá­rio entre o hardware e a máquina virtual (VM). Esta ar­qui­te­tura oferece uma solução eficiente e es­pe­ci­al­mente potente para a vir­tu­a­li­za­ção.

Ao aceder di­re­ta­mente aos recursos físicos, os hi­per­vi­so­res do tipo 1 têm baixa latência e tempo de reação rápido. Eles podem dis­tri­buir os núcleos da CPU, a memória e as in­ter­fa­ces de rede de maneira eficiente e precisa, oti­mi­zando o de­sem­pe­nho das máquinas virtuais. Além disso, garantem um iso­la­mento robusto entre as di­fe­ren­tes máquinas virtuais, o que reforça a segurança e a es­ta­bi­li­dade de todo o ambiente virtual.

Os hi­per­vi­so­res de tipo 1 ge­ral­mente oferecem funções como migração ao vivo, com a qual é possível trans­fe­rir as VMs de uma máquina física para outra, mesmo estando em fun­ci­o­na­mento. Além disso, muitos for­ne­ce­do­res oferecem alta dis­po­ni­bi­li­dade e re­cu­pe­ra­ção de desastres. Os hi­per­vi­so­res de tipo 1 ge­ral­mente têm in­ter­fa­ces para automação e controlo, como fer­ra­men­tas de gestão especiais ou API.

Hi­per­vi­sor tipo 2

Um hi­per­vi­sor tipo 2, ou hi­per­vi­sor hospedado, é uma tec­no­lo­gia de vir­tu­a­li­za­ção que é executada como um apli­ca­tivo em um sistema ope­ra­ci­o­nal existente (SO hos­pe­deiro). O hi­per­vi­sor tipo 2 atua como uma camada entre o sistema ope­ra­ci­o­nal hos­pe­deiro e as VMs, que são exe­cu­ta­das como processos ou threads dentro do SO hos­pe­deiro. O hi­per­vi­sor aproveita os con­tro­la­do­res e serviços do hos­pe­deiro, portanto, configurá-lo ge­ral­mente não é muito difícil. As VMs podem facilitar vários sistemas ope­ra­ti­vos con­vi­da­dos, como Windows, Linux ou outros sistemas es­pe­ci­a­li­za­dos.

Como o hi­per­vi­sor alojado no sistema operativo anfitrião recorre aos recursos de hardware, partilha os recursos físicos com o sistema anfitrião. Isto pode provocar uma perda de de­sem­pe­nho, es­pe­ci­al­mente quando o sistema operativo anfitrião consome muito ou são exe­cu­ta­dos vários processos ao mesmo tempo. No entanto, uma vantagem do tipo 2 em relação ao tipo 1 é a sua com­pa­ti­bi­li­dade com o hardware e a in­fra­es­tru­tura de software exis­ten­tes, o que facilita a execução e in­te­gra­ção em ambientes in­for­má­ti­cos exis­ten­tes.

Os hi­per­vi­so­res do tipo 2 ge­ral­mente fornecem uma interface gráfica de uti­li­za­dor ou um painel de controlo para con­fi­gu­rar e ad­mi­nis­trar as máquinas virtuais, algo que nem sempre acontece com os hi­per­vi­so­res do tipo 1. Através do painel de controlo, os uti­li­za­do­res podem criar, con­fi­gu­rar e iniciar máquinas virtuais con­for­ta­vel­mente, assim como recursos, como ajustar di­na­mi­ca­mente a CPU, a RAM e a memória.

Exemplo de hi­per­vi­sor tipo 1

  • KVM. KVM (Kernel-based Virtual Machine) é um hi­per­vi­sor bare metal integrado no kernel do Linux. Oferece alto de­sem­pe­nho e fle­xi­bi­li­dade em ambientes Linux. O KVM costuma ser um com­po­nente básico em muitas in­fra­es­tru­tu­ras modernas de vir­tu­a­li­za­ção e nuvem.
  • AHV da Nutanix. O AHV da Nutanix (Acropolis Hy­per­vi­sor) é um hi­per­vi­sor de tipo 1 que funciona como elemento central da in­fra­es­tru­tura hi­per­con­ver­gente da Nutanix. O AHV ca­rac­te­riza-se por um de­sem­pe­nho muito bom e uma gestão cen­tra­li­zada simples a partir do software da Nutanix.
  • Citrix Hy­per­vi­sor. Este hi­per­vi­sor bare metal costumava ser chamado de XenServer. É um com­po­nente da in­fra­es­tru­tura de vir­tu­a­li­za­ção Citrix que, com as suas funções de segurança in­te­gra­das, garante o iso­la­mento dos sistemas ope­ra­ti­vos con­vi­da­dos e evita ataques.

Exemplo de hi­per­vi­sor tipo 2

  • Vir­tu­al­Box. O Vir­tu­al­Box da Oracle é um hi­per­vi­sor hospedado que é instalado como um apli­ca­tivo em um sistema ope­ra­ci­o­nal existente, como Windows, macOS ou Linux. O Vir­tu­al­Box é conhecido por sua grande fa­ci­li­dade de uso e fle­xi­bi­li­dade.
  • Parallels Desktop. O Parallels suporta sistemas ope­ra­ti­vos con­vi­da­dos como Windows, Linux ou mesmo outras versões do macOS. Pode colocar apli­ca­ções de máquinas virtuais di­re­ta­mente no Dock. Também permite a troca de ficheiros e dados com a função arrastar e soltar entre o macOS e a máquina virtual.
  • QEMU. É uma pla­ta­forma de vir­tu­a­li­za­ção de código aberto que pode emular a ar­qui­te­tura da CPU, per­mi­tindo criar e executar máquinas virtuais com diversas ar­qui­te­tu­ras. O QEMU pode, por exemplo, emular ar­qui­te­tu­ras x86 em hardware ARM ou vice-versa.

Quando é con­ve­ni­ente usar um hi­per­vi­sor tipo 1 ou tipo 2?

Para escolher entre um hi­per­vi­sor tipo 1 e tipo 2, é ne­ces­sá­rio con­si­de­rar os re­qui­si­tos es­pe­cí­fi­cos do seu ambiente de vir­tu­a­li­za­ção. Ambos os tipos de hi­per­vi­so­res têm as suas vantagens e são adequados para diversos casos de uso.

Casos de uso para hi­per­vi­so­res do tipo 1

  • Ambientes em­pre­sa­ri­ais de grande escala. Os hi­per­vi­so­res de tipo 1 são ideais para empresas que desejam operar muitas máquinas virtuais nos ser­vi­do­res. O controlo direto do hardware favorece uma melhor uti­li­za­ção dos recursos e um maior ren­di­mento.
  • Centros de dados e in­fra­es­tru­tu­ras em nuvem. Nos centros de dados onde são exe­cu­ta­das várias máquinas virtuais, a melhor opção são os hi­per­vi­so­res de tipo 1, pois oferecem alto de­sem­pe­nho e es­ta­bi­li­dade. Funções como migração ao vivo e alta dis­po­ni­bi­li­dade são de­ter­mi­nan­tes.
  • Elevados re­qui­si­tos de segurança. Os hi­per­vi­so­res de tipo 1 têm menos com­po­nen­tes de software do que os de tipo 2. Isto reduz a possível su­per­fí­cie de ataque. Além disso, os hi­per­vi­so­res de tipo 1 garantem um melhor iso­la­mento entre máquinas virtuais (VM) graças à sua ar­qui­te­tura.
  • Cargas de trabalho de alto de­sem­pe­nho. Programas que exigem muito de­sem­pe­nho, como bases de dados, apli­ca­ções para apren­di­za­gem au­to­má­tica ou big data, podem apro­vei­tar o controlo direto do hardware com hi­per­vi­so­res de tipo 1.

Casos de uso para hi­per­vi­so­res do tipo 2

  • Ambientes de teste e de­sen­vol­vi­mento. Os hi­per­vi­so­res de tipo 2 são ideais para pro­gra­ma­do­res que desejam testar vários sistemas ope­ra­ti­vos e apli­ca­ções no mesmo hardware. Os hi­per­vi­so­res de tipo 2 são uma opção rápida e fácil para criar e gerir VMs.
  • Ambientes de formação. Os hi­per­vi­so­res alojados são ideais para ambientes edu­ca­ti­vos e de formação, onde os uti­li­za­do­res pretendem explorar e testar vários sistemas ope­ra­ti­vos e apli­ca­ções sem receio de que isso tenha re­per­cus­sões no hardware ou no sistema operativo anfitrião.
  • Uso pessoal ou doméstico. Para uso pessoal ou pequenos projetos, os hi­per­vi­so­res de tipo 2 são uma solução con­ve­ni­ente. Os uti­li­za­do­res podem executar sistemas ope­ra­ti­vos e apli­ca­ções no seu próprio com­pu­ta­dor de forma rápida e fácil, sem hardware adicional ou con­fi­gu­ra­ções complexas.
  • Vir­tu­a­li­za­ção a um bom preço: os hi­per­vi­so­res de tipo 2 re­pre­sen­tam uma opção económica para vir­tu­a­li­zar. Não requerem hardware es­pe­cí­fico e, muitas vezes, são gratuitos ou estão dis­po­ní­veis a preços baixos.
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