Виртуализация создает совершенно новые возможности в технологии. Вместо того чтобы создавать полную систему (включая аппаратное обеспечение и операционную систему, построенную вокруг него), человек просто создает ее виртуальную версию — в некотором смысле, это иллюзия среды ПК. Эта технология используется, например, при разработке программного обеспечения для создания более безопасной среды тестирования. Однако для того, чтобы она могла функционировать, виртуальная машина должна быть перенесена на физическую систему. Между этими двумя уровнями должен быть орган, который создает соединение, не подвергаясь слишком сильному влиянию физического или виртуального уровней. Поэтому в качестве посредника выступает абстрактный уровень: так называемый гипервизор.
Что такое гипервизор?
Когда создается виртуальная машина (ВМ), она запускается на базе невиртуальной, реальной машины — например, на ПК. Таким образом, виртуальная машина зависит от физического оборудования. По этой причине между обоими уровнями существует уровень, который отвечает за ее управление: гипервизор. Гипервизор — это программное обеспечение, которое берет на себя управление необходимыми ресурсами. Эта программа, иначе называемая монитором виртуальных машин (VMM), назначает основное хранилище, хранилище на фиксированных дисках, сетевые компоненты и производительность процессора в системе. Таким образом, на хост-системе могут работать несколько разных виртуальных машин, а гипервизор следит за тем, чтобы они не мешали друг другу и чтобы все они имели необходимую производительность.
По сути, гостевая система (следовательно, виртуализация) не замечает ни одного из организационных шагов VMM. Гипервизор абстрагирует аппаратное обеспечение таким образом, что ВМ возникает из установленной аппаратной среды. Поскольку требования, зависящие от выполняемых программ, всегда меняются в виртуальных машинах, тот факт, что гипервизор может предоставлять ресурсы по мере необходимости, является одним из его существенных преимуществ. Гостевая система также не замечает этого: Виртуальная машина не способна распознать существование других машин, работающих на том же физическом оборудовании.
Строгое разделение между различными виртуальными машинами обеспечивает не только хорошее распределение ресурсов — оно также повышает безопасность. С помощью гипервизора можно гарантировать, что гостевая система не сможет получить доступ к данным другой гостевой системы. Это особенно важно для целей тестирования, чтобы неисправная программа не смогла повредить другие тестовые среды.
Поскольку гипервизор образует лишь абстрактный слой и моделирует аппаратную среду для виртуальной машины, гостевая система не привязана к конкретному гипервизору — и так же мало привязана к конкретной хост-системе. По этой причине виртуализация с помощью гипервизора очень интересна для облачных сервисов: Провайдеры услуг могут просто перенести виртуализированную тестовую среду на другую физическую машину, при этом программы, работающие на виртуальной машине, не будут испытывать проблем.
Монитор виртуальной машины также предоставляет пользователю возможности управления. Таким образом, отдельные гостевые системы могут быть организованы и настроены. В основном, для создания, настройки и запуска виртуальных машин, а также их удаления можно использовать графический интерфейс пользователя.
Различные типы мониторов виртуальных машин
Существует два различных типа мониторов виртуальных машин, которые отличаются друг от друга своими уникальными преимуществами. Версия, которую мы упомянем первой, также является более старой из двух. Еще в 1960-х годах были предприняты попытки тестирования виртуализации с помощью этой технологии.
Гипервизор первого типа
Первый тип гипервизора — это гипервизор «голого металла» или «родной» гипервизор. Эта форма VMM накладывается непосредственно на физическое оборудование и не связана с операционной системой хоста. По этой причине данный тип гипервизора должен сам содержать драйверы устройств. Потребление ресурсов при использовании гипервизора типа 1 относительно невелико, поскольку мощность компьютера зависит не только от операционной системы хоста. Эта форма гипервизора в первую очередь предназначена для пользователей, которые хотят использовать его для создания сервера для виртуализации. Для небольших проектов в категории домашних пользователей гипервизор типа 1 слишком сложен.
Гипервизор второго типа
Второй вариант (также известный как размещенный гипервизор) требует наличия существующей операционной системы, которая, в свою очередь, устанавливается на физическое оборудование. Таким образом, гипервизор типа 2 также устанавливается, как и любая другая программа. Затем VMM управляет виртуализацией. Драйвер устройства не должен быть установлен в гипервизоре, так как реальная операционная система может легко передать его программе. Это удобство достигается ценой производительности. Значительная часть ресурсов уже потеряна для операционной системы хоста. Однако благодаря простой установке и настройке гипервизоры типа 2 отлично подходят для небольших проектов.
