Виртуализация стала краеугольной технологией, обеспечивающей эффективное использование вычислительных ресурсов и гибкое управление IT-инфраструктурой. В ее основе лежит гипервизор, критически важный компонент, который и делает виртуализацию возможной.
Что такое гипервизор
Гипервизор — программный слой, отделяющий вычислительные ресурсы от физического оборудования. Он создает и управляет виртуальными машинами и распределяет между ними аппаратные мощности: CPU, память, хранилище и сеть, гарантируя каждой виртуальной машине свою, заранее определенную часть общих ресурсов. Кроме того гипервизор обеспечивает изоляцию виртуальных машин друг от друга.
Зачем нужен гипервизор
Гипервизоры произвели революцию в управлении ИТ-инфраструктурой, и заложили основу для облачных вычислений и моделей предоставления облачных ресурсов: IaaS, PaaS, SaaS и некоторых других. Они сформировали основу облачной инфраструктуры, создав многопользовательскую среду и эластичное распределение ресурсов.
Благодаря гипервизорам стало возможно запускать различные операционные системы одновременно на одном физическом оборудовании, обеспечивая гибкость в вычислительных средах.
Типы гипервизоров
Гипервизоры подразделяются на три основных типа. Гипервизоры первого типа устанавливаются непосредственно на оборудование, второго — поверх операционной системы, а есть еще один тип — гибридные, которые сочетают то и другое.
Гипервизоры первого типа
Гипервизоры первого типа ассоциируются с аппаратной виртуализацией, так как устанавливаются непосредственно на серверное оборудование. Такой подход обеспечивает эффективное использование ресурсов и востребован там, где решающее значение имеет производительность: в корпоративных средах, центрах обработки данных, частных и публичных облаках.
Примеры гипервизоров первого типа
VMware ESXi и Microsoft Hyper—V — два самых популярных гипервизора первого типа.
VMware ESXi — это проприетарный гипервизор, созданный компанией VMware. Он обеспечивает высокую производительность и масштабируемость, поддерживает большое число гостевых операционных систем. Гипервизор очень популярен в крупных корпоративных инфраструктурах и ценится за зрелую экосистему инструментов управления.
Microsoft Hyper—V — еще один проприетарный гипервизор, тесно интегрированный со средой Windows Server. Он обеспечивает высокую производительность, особенно для рабочих нагрузок на базе Windows.
Оба гипервизора имеют свои сильные стороны, а выбор между ними часто зависит от долгосрочной IT-стратегии, параметров существующей инфраструктуры, опыта персонала и требований к рабочим нагрузкам.
Гипервизоры второго типа
Гипервизоры второго типа развертываются поверх операционной системы. Из-за дополнительного слоя между гипервизором и оборудованием такой подход снижает производительность, но обеспечивает гибкость и простоту использования.
Гипервизоры второго типа используются в сценариях, где простота установки и управления важнее производительности. Это среды разработки и запуск нескольких операционных систем на десктопе или ноутбуке.
Примеры гипервизоров второго типа
VMware Workstation — популярна среди разработчиков и ИТ-специалистов, позволяет запускать несколько виртуальных машин с разными ОС на декстопе или ноутбуке.
Oracle VirtualBox — гипервизор с открытым исходным кодом, работающий на ОС Windows, Linux, macOS и Solaris.
Parallels Desktop — в основном используется на macOS для запуска Windows и других операционных систем на оборудовании Apple.
Гипервизоры гибридного типа
Такие гипервизоры тесно интегрированы с операционной системой, устанавливаемой на аппаратные ресурсы. Поэтому они сочетают преимущества гипервизоров первого и второго типов и обеспечивают производительность, близкую к гипервизорам первого типа. Можно сказать, что они размывают традиционные границы между первыми двумя типами гипервизоров.
Иногда их относят к к гипервизорам второго типа, но такая классификация ошибочна. Они не развернуты поверх ОС, а интегрированы в ядра операционных систем. Поэтому они ближе к гипервизорам первого типа, со всеми их преимуществами. Поэтому их выделяют в отдельную категорию.
Примеры гипервизоров гибридного типа
KVM. Он по умолчанию включен в ядро Linux и содержится в большинстве его дистрибутивов. Это обстоятельство и стало причиной его огромной популярности. KVM поддерживает широкий спектр гостевых операционных систем, включая различные дистрибутивы Linux, Windows и даже некоторые архитектуры, отличные от x86.
KVM часто используется вместе с QEMU, отвечающим за эмуляцию устройств. Комбинация QEMU—KVM — это мощное и гибкое решение для виртуализации. Она широко используется в платформах виртуализации, например, OpenStack и oVirt.
Bhyve — часть ядра операционной системы FreeBSD. Он обеспечивает высочайшую производительность и поддерживает широкий спектр гостевых операционных систем, включая FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, Linux и Windows.
Одна из сильных сторон bhyve, его легковесность. У него минимальные накладные расходы, что делает его особенно привлекательным для сред, где решающее значение имеет максимальная эффективность, например, у публичных облачных провайдеров.
Проприетарные гипервизоры на базе KVM и bhyve
KVM и bhyve — открытые , на их основе разработчики создают собственные проприетарные продукты. При этом KVM распространяется под лицензией GPL, а bhyve — BSD. Разница между ними в том, что GPL разрешает коммерческое использование, но с ограничениями на закрытие исходного кода. BSD позволяет использовать код практически без ограничений и включать его в проприетарные продукты без необходимости открытия исходного кода. То есть bhyve проще интегрировать в проприетарные продукты не опасаясь юридических сложностей.
Существенно переработанный bhyve лег в основу гиперконвергентной платформы виртуализации vStack. Она развертывается на оборудование x86, отличается высоким уровнем утилизации вычислительных ресурсов и наличием решения для резервного копирования. Платформа предназначена для развертывания частного или публичного облака.
На базе KVM и Linux создано огромное количество проприетарных платформ виртуализации. Только в России таких платформ более десятка, у каждой свои особенности и преимущества.
Контейнеризация и гипервизоры
Довольно часто гипервизоры сравниваются с контейнерами. Такое сравнение не совсем корректно. Виртуализация на базе гипервизоров и контейнерные технологии в большинстве сценариев не конкурируют, а дополняют друг друга. Они работают по-разному и решают разные задачи, а одна организация может использовать в своей IT-инфраструктуре и виртуализацию и контейнеры.
Виртуализация эмулирует полное аппаратное окружение, позволяя запускать различные операционные системы на одном физическом хосте. Такой подход обеспечивает высокую степень изоляции, но требует больше ресурсов и времени для запуска. Контейнеризация, в свою очередь, работает на уровне операционной системы, изолируя только процессы и зависимости приложений. Благодаря этом контейнеры легковесны, быстро запускаются и расходуют мало ресурсов. Они не связаны с базовой инфраструктурой, поэтому их можно переносить между облаками и операционными системами.
Виртуализация на базе гипервизоров идеально подходит для огромного числа сценариев — от создания виртуальных серверов для хостинга, до развертывания частного облака с готовым набором сервисов.
Самый популярный продукт для управления контейнерами — Kubernetes, он подходит для развертывания гибко масштабируемых приложений на основе микросервисной архитектуры и некоторых других задач. При этом развертываться он может как в облаке, так и на голом железе.
О выборе гипервизора
Гипервизор — ключевой компонент виртуализации, однако важно понимать, что выбирают не его, а платформу виртуализации в основе которой он находится. Такие платформы кроме гипервизора содержат еще и инструменты управления виртуальными ресурсами, средства резервного копирования и миграции между платформами разных вендоров. Актуальный рейтинг российских платформ сделан изданием TAdviser. Первую тройку возглавляют Basis, Orion soft и vStack.
Узнать дополнительную информацию и задать интересующие вас вопросы возможно на нашем портале — https://community.vstack.com/