Гипервизоры

Понимание виртуализации серверов и виртуальных машин будет неполным без представления о гипервизоре.

Гипервизор - программное обеспечение или аппаратная схема, обеспечивающая единовременное параллельное функционирование нескольких операционных систем на одном компьютере.

Основное назначение гипервизора - обеспечение изолированных сред выполнения для каждой виртуальной машины и управление доступом виртуальной машины и гостевой операционной системы к физическим аппаратным ресурсам компьютера.

Выделяют несколько типов гипервизоров.

Гипервизор первого типа выполняется как контрольная программа непосредственно на стороне аппаратной части компьютера. Операционные системы виртуальных машин выполняются уровнем выше.

Рис. 5.1.  Гипервизор 1го типа

Поскольку данный гипервизор работает независимо от операционной системы он обеспечивает большую производительность, надежность и безопасность.

Гипервизоры первого типа используются в следующих решениях:

• Microsoft Hyper - V.

• VMware ESX Server.

• Citrix XenServer.

Гипервизор второго типа выполняется в рамках хостовой операционной системы. Гостевые операционные системы виртуальных машин располагаются уровнем выше.

Рис. 5.2.  Гипервизор 2го типа

Данный тип гипервизоров обеспечивает худшую производительность, по сравнению с первым типом.

Гипервизоры второго типа используются в следующих решениях:

• Microsoft Virtual Server.

• VMware Server.

• Microsoft Virtual PC.

Следующим типом гипервизора является монолитный. В состав монолитного гипервизора включены драйверы аппаратных устройств.

Рис. 5.3.  Монолитный гипервизор

Использование монолитного гипервизора имеет как ряд преимуществ, так и некоторые недостатки. В качестве преимущества можно отметить сравнительно высокую производительность, поскольку гостевые операционные системы взаимодействуют напрямую с аппаратным обеспечением хостового компьютера.

При этом, учитывая многообразие аппаратных устройств таких как материнские платы, контроллеры HDD, сетевые адаптеры и т.д., разработчики решений виртуализации вынуждены тесно сотрудничать с производителями аппаратного обеспечения. Таким образом, поддерживается только оборудование, драйверы которого содержатся в гипервизоре. Также стоит отметить более низкую безопасность, поскольку все происходит в наиболее привилегированной части системы.

Монолитный гипервизор используется в решении VMware ESX.

Заключительный тип гипервизора, который мы рассмотрим - микроядерный. В данном случае драйверы устройств находятся внутри хостовой операционной системы. При этом хостовая операционная система, как гостевые, запускается в виртуальном окружении и называется "родительской". Только родительская операционная система имеет доступ к аппаратному обеспечению, дочерние, в свою очередь, могут взаимодействовать с аппаратной частью только через "родителя".

Рис. 5.4.  Микроядерный гипервизор

Данный тип гипервизоров обладает рядом преимуществ по сравнению с монолитными:

• совместимость с любым оборудованием, драйверы которого располагаются в рамках родительской ОС.

• более высокий уровень безопасности.

• более высокая производительность гипервизора, поскольку он не должен взаимодействовать с драйверами устройств.

Примером использования данного типа гипервизора является Microsoft Hyper - V.