Ein Bare Metal-Hypervisor ist ein Virtual Machine Monitor (VMM), der direkt auf der Hardware einer physischen Maschine installiert wird. Der Hypervisor ist die Schicht, die sich zwischen der Hardware und dem Betriebssystem befindet und die Virtualisierung ermöglicht. In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick darauf, was ein Bare Metal-Hypervisor ist, wie er funktioniert und warum Sie einen benötigen.
Was ist ein Hypervisor?
Um einen tieferen Einblick in den Bare Metal-Hypervisor zu gewinnen, müssen wir einen besseren Blick auf Hypervisoren im Allgemeinen werfen. Wie oben erwähnt, überwachen Hypervisoren VMs. Sie sind auch die Anwendung, mit der VMs erstellt, verwaltet und betrieben werden.
Hypervisors ermöglichen die Virtualisierung – eine Technologie, mit der IT-Administratoren virtuelle Server, Netzwerke, Storage und andere physische Hardware als VMs erstellen können, die alle gleichzeitig auf nur einem physischen Server ausgeführt werden können. Hypervisoren trennen die Software des Servers, einschließlich des Betriebssystems (OS) und aller seiner Anwendungen, von der physischen Hardware, auf der sie sich befinden. Außerdem trennen sie VMs voneinander.
Der Hypervisor verarbeitet dann alle erforderlichen Transaktionen, indem er Anfragen zwischen der physischen Maschine und VMs übersetzt. Durch die Verwendung mehrerer VMs auf einem einzigen Server, die als Gastmaschinen erkannt werden, können Unternehmen ihre Rechenressourcen, einschließlich Netzwerkbandbreite, Storage und Speicher, optimal nutzen.
Es gibt zwei Haupttypen von Hypervisoren: Typ 1 und Typ 2. Der Typ eines Hypervisors hängt davon ab, wie er installiert ist.
Typ 1: Hypervisoren oder Bare Metal-Hypervisoren
Ein Typ 1-Hypervisor oder Bare Metal-Hypervisor wird direkt auf der Computerhardware installiert. Einige Bare Metal-Hypervisoren können sogar auf Firmware-Ebene neben dem BIOS des Motherboards installiert werden. Das „Bare Metal“ dieses Hypervisor-Typs bezieht sich auf die Software, die direkt auf der Hardware selbst installiert wird. Bare Metal-Hypervisoren sind heute die am häufigsten eingesetzten Hypervisoren.
Typ 2: Hypervisoren oder gehostete Hypervisoren
Diese Art von Hypervisor wird vom OS des Host-Rechners aus installiert und betrieben, was bedeutet, dass das OS die physische Hardware anstelle des Hypervisors steuert und verwaltet. Der Hypervisor wird als „gehostet“ betrachtet, da es vom OS des Servers abhängt, verschiedene Vorgänge wie die Verwaltung von Rechen- und Storage-Ressourcen zu bewältigen. Obwohl gehostete Hypervisoren innerhalb des bestehenden Betriebssystems (oder „OS“) des physischen Servers arbeiten, können VMs bei Bedarf immer noch zusätzliche Betriebssysteme haben. Dieser Hypervisor läuft in der Regel auf Cloud-basierten Servern, die von mehreren Mandanten und virtuellen Servern gemeinsam genutzt und aufgerufen werden können.
Gehostete Hypervisoren waren die erste Art von Hypervisor. Da herkömmliche x86-Hardware mit vorinstallierten Betriebssystemen geliefert wurde, wurden Hypervisoren später als Software installiert. Dies führte zu Latenzzeiten, da Transaktionen und Operationen sowohl das OS als auch den Hypervisor durchlaufen mussten. Heutzutage ist die Latenz jedoch kein echtes Problem, da in der Regel Hardware-Beschleunigungstools verfügbar sind.
Wie funktionieren Hypervisoren?
Hypervisoren arbeiten, indem sie eine Abstraktionsebene zwischen den zugrunde liegenden Hardware-Ressourcen und der darauf ausgeführten Software (Betriebssystem und Anwendungen) bereitstellen. Durch die Aufteilung der zugrunde liegenden Hardware-Ressourcen wie Speicher, Netzwerk und Rechenleistung können mehrere virtuelle Maschinen (d. h. simulierte Server) erstellt werden, die Zugriff auf diese Ressourcen haben. Der Endbenutzer installiert das Betriebssystem und die Softwareanwendungen seiner Wahl zusätzlich zu diesen virtuellen Maschinen (VMs), ohne sich Gedanken über Kompatibilitätsprobleme mit der zugrunde liegenden Hardware machen zu müssen.
Die VMs werden als Gäste bezeichnet und können so betrieben werden, als wären sie getrennte Computer, von denen jeder über ein eigenes OS, Anwendungen, Treiber usw. verfügt. Der physische Server wird als Host bezeichnet.
Die Hauptverantwortung des Hypervisors besteht darin, die VMs zu erstellen, zu überwachen und zu verwalten und Ressourcen nach Bedarf bereitzustellen. Hypervisors können auch die Planung von VM-Vorgängen steuern, um sicherzustellen, dass sich die VMs nicht gegenseitig beeinflussen, wenn sie Ressourcen verbrauchen. Wenn eine VM CPU, Storage oder zusätzliche Bandbreite benötigt, um eine Aufgabe zu erledigen, fragt sie den Hypervisor ab und der Hypervisor macht dies möglich.
Bare Metal-Hypervisoren im Vergleich zu gehosteten Hypervisoren
Der größte Unterschied zwischen Hypervisoren vom Typ 1 und Typ 2 ist die zusätzliche Ebene der Softwareabstraktion, mit der Sie bei der Verwendung eines gehosteten Hypervisors konfrontiert sein müssen: das Betriebssystem des Host-Rechners. Speicher-, Netzwerk- und Rechenressourcen müssen über das OS des Host-Rechners abgerufen werden, wodurch Anfragen von VMs eine Latenzzeit erhalten.
Beim Vergleich von Bare Metal- und gehosteten Hypervisoren wird schnell deutlich, dass sie sowohl Vor- als auch Nachteile haben.
Es gibt mehrere gute Gründe, warum Bare Metal-Hypervisoren heute der Hypervisor der Wahl in allen Unternehmen sind: Sie bieten dank ihres direkten Zugriffs auf den physischen Server eine bessere Stabilität, Skalierbarkeit, Effizienz und Performance als gehostete Hypervisoren. Sie sind auch besser im Ressourcen-Management.
Gehostete Hypervisoren können nicht mit der geringen Latenz von Bare Metal übereinstimmen, da VM-Anforderungen sowohl über das OS als auch über den Hypervisor ausgeführt werden müssen.
Bare Metal-Hypervisoren sind in der Regel sehr sicher, da sie vom OS getrennt sind, das anfällig für Angriffe ist. Da gehostete Hypervisoren innerhalb eines OS ausgeführt werden, können alle OS ein Risiko für die VMs darstellen.
Ein Bereich, in dem gehostete Hypervisoren den Vorteil haben, ist die allgemeine einfache Installation, Nutzung und Verwaltung der Hypervisor- und VM-Umgebung. Gehostete Hypervisoren sind auch günstiger als Bare Metal-Hypervisoren.
Welcher Hypervisor eignet sich am besten für meine Anforderungen?
Die schnelle Antwort auf diese Frage ist, dass sie von Ihrem Anwendungsfall abhängt. Es gibt jedoch einige allgemeine Richtlinien, die von den meisten Unternehmen befolgt werden.
Bare Metal-Hypervisoren eignen sich am besten in Umgebungen, in denen hohe Performance, granulare Verwaltung und Kontrolle, Skalierbarkeit und hohe Sicherheit erforderlich sind. Sie werden in der Regel für Unternehmensanwendungen, Serverfarmen und Rechenzentren verwendet.
Gehostete Hypervisoren sind ideal für Anwendungsfälle, in denen ein wenig Latenz keine Probleme verursacht. Sie werden manchmal als Client-Hypervisoren bezeichnet, da Unternehmen sie in Softwaretest- und Endbenutzer-Testumgebungen verwenden. Softwareentwickler verwenden in erster Linie gehostete Hypervisoren.
Vor- und Nachteile von Bare Metal-Hypervisoren
Zu den Bare Metal-Hypervisor-Vorteilen gehören:
- Kontrolle: Mit Bare Metal-Hypervisoren haben Sie direkten Zugriff auf die Hardware und die volle Kontrolle über Ihr System.
- Beste Performance: Die Latenz ist aufgrund des direkten Zugriffs auf Hardware gering, und VMs können mit der Geschwindigkeit der Hardware selbst arbeiten.
- Ultimative Sicherheit: Abgetrennt vom OS der Maschine sind Bare Metal-Hypervisoren nicht von den Schwachstellen des OS betroffen.
- Skalierbarkeit: Mit Bare Metal-Hypervisoren kann die IT große Failover-Cluster erstellen und VMs dabei helfen, physische Ressourcen effizienter zu nutzen.
Zu den Nachteilen gehören:
- Höhere Kosten: Bare Metal-Hypervisoren sind viel teurer als ihre gehosteten Gegenstücke, zum Teil, weil sie Hardware benötigen.
- Höhere Komplexität: Die Fähigkeiten, die zum Ausführen und Verwalten eines Bare Metal-Hypervisors erforderlich sind, sind spezialisierter als für gehostete Hypervisoren, und die Lernkurve kann steil sein.
Performanter Daten-Storage für virtualisierte Apps
Ein Hypervisor stellt den Speicher, die Rechenleistung und die Netzwerkressourcen der zugrunde liegenden Hardware seinen virtuellen Maschinen zur Verfügung. Aber wie sieht es mit Daten-Storage aus? Die meisten Hypervisoren berücksichtigen den Daten-Storage nicht, sondern verwalten nur den für die Ausführung einer Aufgabe erforderlichen Speicher. Ihr Daten-Storage ist daher nur so leistungsstark wie die Hardware, in der er gespeichert ist. Wenn Sie wirklich leistungsfähigen Daten-Storage-Zugriff für Ihre virtuellen Maschinen wünschen, ist es wichtig, in eine Bare Metal-Infrastruktur zu investieren, die mithalten kann.
Als VMware Technology Alliance Partner hat Pure Storage eng mit VMware zusammengearbeitet, um eine wirklich VM-bewusste Storage-Lösung zu schaffen, die sich nahtlos in VMware vSphere Storage APIs Array Integration (VAAI) integrieren lässt.
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