Wat is een hypermotor voor virtuele machines?

Hypervisors maken virtuele machines mogelijk en ze zijn niet alleen meer voor servers. Je gebruikt er waarschijnlijk elke dag één en weet het niet eens. Als je er nu geen gebruikt, zal dat in de nabije toekomst zijn.

Een hypervisor is software die buiten een gastbesturingssysteem bestaat om de opdrachten te onderscheppen die naar de computerhardware worden verzonden. De term "hypervisor" komt van de verschillende niveaus van een kernel van het besturingssysteem; het voert acties uit met meer autoriteit dan het "supervisor" -niveau, vandaar, hyper-vizier.

Afbeelding via striatic op Flickr

Hypervisor Basics

Een hypervisor is ook bekend als een Virtual Machine Manager (VMM) en het enige doel is om meerdere "machines" één hardwareplatform te laten delen. Besturingssystemen zijn zo ontworpen dat ze een één-op-één-relatie hebben met de hardware waarop ze worden uitgevoerd, maar met multi-core, multi-threaded processors en belachelijk grote hoeveelheden RAM, is het uitvoeren van meerdere tegelijk een fluitje van een cent.

De hypervisor scheidt het besturingssysteem (OS) van de hardware door de verantwoordelijkheid te nemen om elk OS-besturingssysteem de tijd te geven met de onderliggende hardware. Het fungeert als een verkeersagent om tijd vrij te maken om de CPU, het geheugen, de GPU en andere hardware te gebruiken. Elk besturingssysteem beheerd door de hypervisor wordt een gast-OS genoemd en het besturingssysteem van de hypervisor, indien van toepassing, wordt het host-besturingssysteem genoemd. Omdat het tussen gast-OS en hardware staat, kunt u zoveel gast-besturingssystemen gebruiken als uw systeem aankan; je kunt zelfs verschillende typen hebben (bijvoorbeeld Windows, OS X, Linux).

Het scheiden van hardware en software blijkt ook goed te zijn voor draagbaarheid. Omdat de hypervisor als tussenstation fungeert, is het veel eenvoudiger om van computer naar computer te gaan zonder dat u nieuwe stuurprogramma's hoeft te installeren of uw gast-besturingssysteem hoeft te updaten. Je hebt dit misschien gemerkt als je je Virtualbox-VM's hebt genomen en op een andere computer hebt gezet. Voor het gast-besturingssysteem is er geen merkbare verandering, hoewel het besturingssysteem en de hardware van de host compleet anders kunnen zijn.

Een ander groot voordeel van virtualisatie van een besturingssysteem is beveiliging. Als u software wilt testen die schadelijk kan zijn voor uw computer, is het raadzaam deze te testen op een virtuele machine in plaats van op uw host-besturingssysteem. Als het gast-besturingssysteem geïnfecteerd raakt en vol zit met virussen, heeft dit geen invloed op de bestanden op het host-besturingssysteem, tenzij gedeelde mappen of een netwerkbrug de twee verbinden. De twee besturingssystemen zijn volledig van elkaar gescheiden en hebben geen kennis van elkaars bestaan, wat een veilig computergebruik tot gevolg heeft.

Sommige populaire hypervisors zijn VMware ESXi, Xen, Microsoft Hyper-V, VMware Workstation, Oracle Virtualbox en Microsoft VirtualPC. Met al deze functies kan een gebruiker een of meer besturingssystemen virtualiseren op een enkel stuk hardware.

Verschillende Hypervisor-typen

Hypervisors kunnen worden opgesplitst in twee hoofdtypen:

Type 1, a.k.a. bare metal, is een hypervisor die rechtstreeks op een computer wordt geïnstalleerd. Er is geen host-besturingssysteem en de hypervisor heeft directe toegang tot alle hardware en functies. De belangrijkste redenen om een hypervisor van type 1 te installeren, zijn meerdere besturingssystemen op dezelfde computer draaien zonder de overhead van een host-besturingssysteem of om te profiteren van de overdraagbaarheid en hardware-abstractie. Kale metalen worden meestal gebruikt voor servers vanwege hun veiligheid en draagbaarheid om van hardware naar hardware te gaan in geval van een crash. Goede voorbeelden van type 1 hypervisors zijn VMware ESXi, Citrix XenServer en Microsoft Hyper-V.
Type 2, a.k.a. gehost, is wat de meeste mensen waarschijnlijk kennen als het gaat om het virtualiseren van besturingssystemen. Gehoste hypervisors vereisen een host-besturingssysteem en worden vaak behandeld als geïnstalleerde software in de host. Type 2 kan nog steeds meerdere besturingssystemen tegelijk uitvoeren, maar heeft geen directe toegang tot de hardware en heeft daarom meer overhead bij het uitvoeren van een gast. Dit betekent dat het gast-OS niet optimaal draait en als uw host crasht, hebt u ook geen toegang tot uw gasten. Type 2 hypervisors zijn de ideale manier om te gaan wanneer u meerdere besturingssystemen binnen Windows, OS X of Linux moet testen. Goede voorbeelden zijn VMWare Workstation, VMware Parallels, Oracle Virtualbox en Microsoft VirtualPC.

Hypervisors van de toekomst

De meeste hypervisors worden tegenwoordig gebruikt voor grootschalige serverimplementaties of voor eindgebruikers om oudere apps uit te voeren of een ander besturingssysteem uit te proberen. Er is echter al enige verandering in dit denken geweest met de huidige versies van Android en geruchten over Windows 8.

Android gebruikt een Linux-kernel voor interactie met hardware- en achtergrondservices en gebruikt vervolgens een virtuele machine genaamd Dalvik om software uit te voeren waarmee de gebruiker communiceert. Ondanks dat een gebruiker niet tegelijkertijd meerdere besturingssystemen kan uitvoeren, lijkt Android sterk op een hypervisor van type 1. De onderliggende Linux-host is volledig transparant voor de eindgebruiker, tenzij u uw telefoon roostert en ermee wilt communiceren.

Windows 8 gaat naar verluidt helemaal als gast-besturingssysteem draaien bovenop Microsoft's Hyper-V. Hyper-V neemt de verantwoordelijkheid voor het beheer van uw hardware en het uitvoeren van achtergrondtaken, zoals back-ups en controles van bestandssystemen. Net als Android zou dit u in staat stellen om een betere portabiliteit, flexibiliteit en beveiliging binnen uw besturingssysteem te hebben. Om nog maar te zwijgen van het feit dat het uw Windows 8-installatie volledig draagbaar zou maken, zodat u het van computer naar computer kunt meenemen.

Webservers zullen blijven profiteren van hypervisors om hun hardware-gebruik te maximaliseren en de kosten laag te houden. Als u via een populaire webhost webhosting hebt gedeeld, bevindt u zich waarschijnlijk al op een hypervisor van type 1 en wist u het niet. Met goede serverhardware kunnen bare-metal-hypervisors de grenzen verleggen van meestal slechts één besturingssysteem geïnstalleerd hebben, tot letterlijk duizenden beschikbaar. Dit bespaart niet alleen geld als het gaat om het kopen van hardware, maar ook koeling en stroom worden teruggebracht tot een kleine fractie van wat het vroeger was om hetzelfde aantal machines te laten draaien..