Министерство цифрового развития связи и массовых коммуникаций

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»

Кафедра «Сетевые информационные технологии и сервисы»

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Виртуализация сетевых функций и услуг»

на тему «Гипервизор: виды и принципы устройства»

Выполнил: студент группы М092501(70)

Ягудин Р.Р.

Проверил: к.т.н., доц. Павлов С.В.

Москва, 2026 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение 3

2. Понятие гипервизора, функции, преимущества и недостатки 4

3. Виды гипервизоров 7

3.1. Гипервизоры первого типа 7

3.2. Гипервизоры второго типа 7

4. Заключение 8

Список использованных источников 9

1. Введение

История виртуализации уходит корнями в эпоху мейнфреймов. В конце 1960-х и вплоть до 1970-х годов большинство систем виртуализации и гипервизоров были замечены на мейнфреймах, разработанных компанией IBM. Применялись они для реализации многопользовательского разделения времени, экспериментальной отладки новых ОС и проверки аппаратных архитектур. Ключевым преимуществом стала возможность безопасного тестирования и устранения неполадок без риска для рабочих производственных сред, что существенно сокращало затраты на создание резервных физических систем.

Новый этап развития виртуализации начался в середине 2000‑х годов, когда ОС семейства Unix и Linux активно интегрировали соответствующие программные решения. В 2005 году разработчики процессоров начали добавлять аппаратную виртуализацию в свои продукты на базе x86, что позволило преодолеть прежние ограничения производительности, снизить программные накладные расходы и сделать технологию доступной как для корпоративных серверных платформ, так и для массового рынка.

Таким образом, путь от громоздких мейнфреймов до современных высокопроизводительных серверов занял несколько десятилетий, превратив виртуализацию из узкоспециализированной технологии в повсеместно используемый инструмент оптимизации IT-инфраструктуры [1].

2. Понятие гипервизора, функции, преимущества и недостатки

Гипервизор (или монитор виртуальных машин) – это технология, обеспечивающая одновременное, параллельное выполнение нескольких гостевых ОС на единой физической платформе (хосте).

Ключевыми функциями гипервизора являются:

• Изоляция: каждая гостевая ОС работает в защищённом адресном пространстве, не имея прямого доступа к ресурсам других виртуальных машин (ВМ) или хоста.

• Управление ресурсами: динамическое распределение процессорного времени, оперативной памяти, дискового пространства и сетевых интерфейсов между ВМ.

• Безопасность: обеспечение границ доверия, контроль привилегированных операций и защита от взломов и вредоносных ПО.

• Абстракция оборудования: виртуализация или эмуляция физических компонентов (CPU, RAM, контроллеров ввода-вывода), предоставляющая гостевым ОС унифицированный интерфейс ВМ.

Технология гипервизоров предоставляет следующие преимущества, которые делают виртуализацию одним из ключевых инструментов современной IT-инфраструктуры:

• Экономия на оборудовании: ВМ позволяют системным и сетевым администраторам иметь выделенную машину для каждой службы, которую нужно запустить, при этом не требуется приобретать множество физических серверов.

• Гибкость и мобильность виртуальных машин: ВМ не зависят от аппаратного обеспечения хоста и их можно легко перенести на другую систему. Это можно сделать вручную или настроить автоматическую миграцию, что обеспечивает высокую доступность сервисов и упрощает процессы обслуживания инфраструктуры.

• Изоляция окружений: каждая ВМ работает изолированно от других, что обеспечивает стабильность системы в целом. Сбой одной ВМ не влияет на работу остальных, что критически важно для поддержания непрерывности их работы.

• Удобство управления: современные гипервизоры предоставляют централизованные инструменты управления всей виртуальной инфраструктурой, что упрощает администрирование и мониторинг.

• Быстрое развёртывание и масштабирование: создание и настройка новой ВМ занимает минуты, в то время как закупка, доставка и настройка физического сервера может потребовать недель.

Несмотря на многочисленные преимущества, технология гипервизоров имеет следующий ряд недостатков, о которых необходимо знать при планировании виртуализации IT-инфраструктуры:

• Накладные расходы ресурсов: ВМ используют много системных ресурсов, поскольку каждая из них запускает не только полную копию ОС, но и виртуальную копию всего оборудования, на котором она должна запускаться. Соответственно, возникает необходимость в использовании большого количества запоминающих устройств и машинных циклов, что требует мощного аппаратного обеспечения.

• Снижение производительности у гипервизоров второго типа: хост-ОС создаёт дополнительную нагрузку на физическое оборудование, что может привести к проблемам с задержками у ВМ. Кроме того, если на хост-машине, например, 32 ГБ оперативной памяти, а пользователь создаёт три ВМ по 8 ГБ каждая, у него останется 8 ГБ оперативной памяти для поддержания работы физической машины, что может оказаться недостаточным.

• Риски безопасности: несмотря на то, что гипервизоры считаются безопасными, это не отменяет того факта, что у них нет проблем, связанных с безопасностью. Хакеры могут создавать вредоносные программы и руткиты, которые устанавливаются под ОС как гипервизор. Этот процесс, известный как гиперджекинг, сложно обнаружить, так как вредоносное ПО может перехватывать действия ОС без необходимости защиты от вредоносного ПО, поскольку данное вредоносное ПО уже работает под ОС.

• Ограничения функционала без дополнительных инструментов: у гипервизоров первого типа виртуальные ОС имеют мало опций и настроек, они предельно просты в плане исполнения, что может ограничивать возможности тонкой настройки системы под специфические задачи [2].

3. Виды гипервизоров

Существует два основных вида гипервизоров, различающихся по своему месту в архитектуре виртуализации и способу взаимодействия с аппаратным обеспечением. Ниже представлено их описание, области применения и примеры.

1. Гипервизоры первого типа

Гипервизоры первого типа устанавливаются непосредственно на физическое оборудование без участия ОС. Такой тип полностью контролирует запуск, работу и взаимодействие всех ВМ с устройствами, самостоятельно распределяя вычислительные ресурсы и контролируя обращения гостевых систем к аппаратным компонентам.

Данный тип гипервизоров широко применяется в дата-центрах и облачными провайдерами, где требуется максимальная производительность и стабильность. Наиболее известными представителями этого типа являются VMware ESXi, Microsoft Hyper-V и Oracle VM Server.

2. Гипервизоры второго типа

Гипервизоры второго типа функционируют как обычное приложение, установленное в среде полноценной ОС (хоста). Запросы гостевых систем к оборудованию транслируются гипервизором в запросы к хостовой ОС, которая и осуществляет реальное взаимодействие с устройствами.

Гипервизоры второго типа наиболее популярны для персонального использования, тестовых сред и небольших развёртываний, где не требуется максимальная производительность. Наиболее известными представителями этого типа являются Oracle VM VirtualBox, VMware Workstation и VMware Player [3,4,5].

4. Заключение

Гипервизор остаётся краеугольным камнем современной вычислительной инфраструктуры. Он представляет собой важное ПО, которое делает виртуализацию возможной, создавая виртуализационный слой между физическим оборудованием и операционными системами, а его разделение на два основных типа отражает баланс между производительностью, безопасностью и удобством развёртывания.

Таким образом, гипервизор не является статичной технологией, а продолжает эволюционировать вместе с требованиями к современным системам. Глубокое понимание его архитектуры, возможностей и ограничений необходимо для грамотного проектирования, эксплуатации и защиты виртуализированных сетевых сред. Дальнейшее развитие направления связано с оптимизацией производительности, повышением уровня автоматизации и интеграцией гипервизорных решений в концепции облачно-нативных и edge-вычислений, что открывает новые перспективы для специалистов в области сетевых технологий.

Список использованных источников

1. Itelon.ru: блог об информационных технологиях. – Россия, 2025. – URL: https://itelon.ru/blog/chto-takoe-gipervizor/ (дата обращения: 19.05.2026).

2. Cloud.ru: блог облачной платформы. – Россия, 2025. – URL: https://cloud.ru/blog/chto-takoye-gipervizor (дата обращения: 19.05.2026).

3. KursHub.ru: образовательный портал. – Россия, 2025. – URL: https://kurshub.ru/journal/blog/chto-takoe-gipervizor-i-kak-on-rabotaet/ (дата обращения: 19.05.2026).

4. Платунова С. М. Администрирование вычислительных сетей на базе MS Windows Server: Учебное пособие. – СПб: НИУ ИТМО, 2013. – 127 с.

5. Арьков В. Ю. Виртуализация и контейнеризация: Учебное пособие. Издательские решения, 2022. — 152 с.

9