O que é um hipervisor?
Um hipervisor é um software que você pode usar para executar várias máquinas virtuais em uma única máquina física. Cada máquina virtual tem seu próprio sistema operacional e aplicativos. O hipervisor aloca os recursos de computação física subjacentes, como CPU e memória, para máquinas virtuais individuais conforme necessário. Assim, ele oferece suporte ao uso ideal da infraestrutura física de TI.
Por que um hipervisor é importante?
Os hipervisores são a tecnologia subjacente por trás da virtualização ou a separação entre hardware e software. Os administradores de TI podem criar várias máquinas virtuais em uma única máquina do host. Cada máquina virtual tem seu próprio sistema operacional e seus recursos de hardware, como uma CPU, um acelerador de gráficos e armazenamento. Você pode instalar aplicações de software em uma máquina virtual, da mesma forma como você faz em um computador físico.
Os princípios básicos das máquinas virtuais e de outras tecnologias de virtualização viabilizaram os serviços de computação em nuvem em aplicações corporativas. Eles permitem escalar os serviços de computação de forma eficiente em uma infraestrutura de hardware limitada. Por exemplo, departamentos diferentes em uma empresa podem executar workloads separadamente, usando várias máquinas virtuais em um único servidor.
Quais são os benefícios de um hipervisor?
As organizações usam software de virtualização, como hipervisores, porque eles as ajudam a usar os recursos de forma mais eficiente e a reduzir o investimento em hardware. A virtualização oferece outros benefícios, conforme descrito abaixo:
Independência de hardware
Um hipervisor abstrai o hardware do host do ambiente do software operacional. Administradores de TI podem configurar, implantar e gerenciar aplicações de software sem se limitar a uma configuração de hardware específica. Por exemplo, você pode executar um macOS em uma máquina virtual, ao invés de computadores iMac.
Eficiência
Os hipervisores tornam a configuração do sistema operacional de um servidor mais eficiente. A instalação manual do sistema operacional e de componentes de software relacionados é um processo demorado. Ao invés disso, você pode configurar o hipervisor para criar o ambiente virtual imediatamente.
Escalabilidade
As organizações usam hipervisores para maximizar o uso de recursos em computadores físicos. Ao invés de usar máquinas separadas para workloads diferentes, os hipervisores criam vários computadores virtuais para executar vários workloads em uma única máquina. Isso se traduz em escalabilidade mais rápida e na redução das despesas de hardware para as empresas.
Portabilidade
As equipes de TI podem alocar recursos de memória, de rede, do processamento e de armazenamento em vários servidores, conforme necessário. Elas podem transferir os workloads facilmente entre as máquinas e as plataformas. Quando uma aplicação exige maior potência de processamento, o hipervisor fornece acesso ininterrupto a recursos físicos adicionais.
Quais são os casos de uso para hipervisores?
O software de virtualização que usa a tecnologia de hipervisores têm vários casos de uso. Veja alguns exemplos a seguir.
Virtualização de desktops
Os funcionários usam o software de virtualização para emular uma versão do ambiente de computação da estação de trabalho no servidor. Isso permite que eles acessem as aplicações e arquivos do seu trabalho remotamente.
Otimização de recursos
As empresas usam hipervisores para consolidar vários computadores que executam diferentes funções em um único servidor. Por exemplo, se as equipes de produção, marketing e atendimento ao cliente executam suas workloads em servidores físicos individuais, isso pode resultar em recursos ociosos. Com um hipervisor, você pode hospedar as máquinas virtuais para as respectivas unidades de negócios em um único servidor, mesmo se elas exigirem sistemas operacionais e componentes de software diferentes.
Recuperação com falha
O hipervisor captura snapshots do estado anterior da máquina virtual em uma imagem dela, um arquivo que contém as instruções de instalação, as configurações e outros detalhes da máquina virtual. Os administradores do sistema podem usar o arquivo de imagem para restaurar a máquina virtual no caso de falhas. Ele oferece também capacidade para criar cópias de backup ou mover a máquina virtual para um host diferente.
Continuidade do sistema herdado
Algumas organizações investiram significativamente em software que superou o servidor subjacente. Hipervisores oferecem uma opção para continuar a executar o software virtualizando o ambiente de hardware necessário. Isso permite que as empresas ofereçam suporte às iniciativas de transformação para a nuvem com o mínimo de interrupção aos fluxos de trabalho existentes dos negócios.
Como um hipervisor funciona?
Os administradores de sistema instalam o software de hipervisores em servidores físicos. O hipervisor carrega as imagens da máquina virtual para criar vários sistemas operacionais virtuais. A máquina física é conhecida como host e o sistema operacional virtual como convidado.
Alocação de recursos
O hipervisor garante que cada máquina virtual receba os recursos alocados conforme configurado. Ele faz isso atuando como um intermediário entre as máquinas convidadas e o hardware físico subjacente. O hipervisor retransmite as solicitações para o processamento de potência, memória, armazenamento e outros recursos para a máquina host de várias formas, incluindo chamadas de API. Uma API é um método de comunicação do software que permite a troca de dados por diferentes aplicações.
Quais são os tipos de hipervisores?
Existem dois tipos de hipervisor, que se diferenciam em arquitetura e performance.
Hipervisor tipo 1
O hipervisor tipo 1 fica no tipo do servidor metal e tem acesso direto aos recursos de hardware. Por isso, o hipervisor tipo 1 também é conhecido como hipervisor bare-metal. A máquina host não tem um sistema operacional instalado em uma configuração de hipervisor bare-metal. Em vez disso, o software do hipervisor atua como um sistema operacional leve.
Prós e contras
Devido à arquitetura, o hipervisor tipo 1 é muito eficiente. Ele pode gerenciar e alocar recursos diretamente para várias máquinas virtuais sem passar pelo sistema operacional host. Esses tipos de hipervisor também são mais seguros, já que a ausência de um sistema operacional host reduz o risco de instabilidade.
Hipervisor tipo 2
O hipervisor tipo 2 é um programa de hipervisor instalado em um sistema operacional host. Também é conhecido como hipervisor hospedado ou integrado. Como outras aplicações de software, hipervisores hospedados não têm controle completo dos recursos de computador. Ao invés disso, o administrador do sistema aloca os recursos para o hipervisor hospedado, que os distribui para as máquinas virtuais.
Prós e contras
A presença do sistema operacional do host introduz latência ao ambiente virtualizado. Quando a máquina virtual solicita recursos de computação, o hipervisor não consegue acessar o hardware subjacente diretamente e retransmite a solicitação para o sistema operacional do host. Além disso, o hipervisor e as máquinas virtuais hospedadas são dependentes da estabilidade do sistema operacional do host.
Hipervisores do tipo 1 comparados aos hipervisores do tipo 2
Apesar das diferenças, os dois tipos de hipervisores são úteis em diferentes aplicações. Por exemplo, datacenters de nuvens corporativas usam hipervisores do tipo 1, ou bare metal, devido a eficiência, escalabilidade e flexibilidade deles na alocação de recursos para máquinas virtuais. Além disso, um hipervisor do tipo 1 é normalmente mais seguro e estável porque não é executado sobre outro sistema operacional.
Por outro lado, administradores usam hipervisores do tipo 2 porque eles são mais fáceis de usar. Hipervisores do tipo 2 são mais fáceis de instalar, configurar e usar do que hipervisores bare metal. A instalação e uso desses hipervisores é semelhante à de outras aplicações para desktop.
O que é um hipervisor de nuvem?
Um hipervisor em nuvem consiste em tecnologias de virtualização que abstraem os recursos do hardware físico de um datacenter de um provedor de nuvem. Eles permitem que as organizações executem workloads distribuídas na arquitetura de nuvem. Isso permite que ambientes de nuvem multilocatários, nos quais usuários individuais ou empresas podem executar workloads ou armazenar dados em um compartimento independente de forma lógica.
Provedores de nuvem geralmente usam hipervisores bare-metal para alocar recursos de hardware virtualizado aos usuários. Por exemplo, o Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) permite que as organizações escalera suas capacidades de computação em nuvem com hipervisores baseados em Xen. Isso fornece um solução de nuvem com bom custo-benefício em que as empresas pagam apenas pelos recursos de computação necessários para executar workloads da AWS.
Qual a diferença entre hipervisores e contêineres?
Um contêiner é um pacote de software que armazena todos os arquivos e as configurações necessárias para executar uma aplicação em qualquer sistema operacional. Os desenvolvedores usam contêineres para reduzir as complexidades do desenvolvimento de software e aumentar a eficiência ao implantar aplicações. Uma aplicação conteinerizada pode executar em uma nuvem pública, hibrida ou on-premises com performance consistente porque é independente do sistema operacional subjacente.
Tanto hipervisores quanto contêineres fornecem virtualização, mas em diferentes camadas de software. Um hipervisor abstrai o hardware do ambiente do software. Em contraste, um contêiner executar em um ambiente em que um mecanismo de contêiner abstrai o sistema operacional.
Quais são as considerações de segurança para hipervisores?
Programas de software em uma máquina virtual não interferem com aplicações em outros sistemas operacionais convidados, o que fornece um grau de segurança. No entanto, o ambiente virtualizado se apoia no hipervisor para uma postura de segurança robusta. Qualquer problema que afete o hipervisor impactará todas as máquinas virtuais executando acima dele. Portanto, é essencial usar um hipervisor com medidas de segurança integradas para proteger a integridade do workload.
Como a AWS ajuda com hipervisores?
AWS Nitro System é um hipervisor leve que permite que as organizações inovem mais rápido em um ambiente de nuvem seguro. É uma tecnologia de virtualização de última geração que delega tarefas de gerenciamento de hipervisor a softwares e hardwares específicos. Isso permite que o AWS Nitro System dedique todos os recursos de computação ao seu workload da AWS.
Estes são alguns benefícios do AWS Nitro System:
- O AWS Nitro System monitora continuamente os recursos virtualizados e evita acesso inadvertido,
- As organizações obtém performance aprimorada com cartões Nitro dedicados, Incluindo rede de alta velocidade, Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) de alta velocidade e aceleração de E/S.
- O AWS Nitro Enclaves permite que as organizações criem ambientes de computação isolados para proteger informações de identificação pessoal (PII), dados financeiros e outras informações sigilosas.
- O AWS Nitro System é compatível com versões anteriores de instâncias do EC2. Isso permite que as organizações executem workloads em modernos componentes de hardware e software.
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