Um hipervisor bare-metal é um monitor de máquina virtual (VMM, Virtual Machine Monitor) que é instalado diretamente no hardware de uma máquina física. O hipervisor é a camada que fica entre o hardware e o sistema operacional que torna a virtualização possível. Neste artigo, veremos mais detalhadamente o que é um hipervisor bare-metal, como ele funciona e por que você pode precisar de um.
O que é um hipervisor?
Para entender melhor o hipervisor bare-metal, precisamos analisar melhor os hipervisores em geral. Conforme mencionado acima, hipervisores monitoram VMs. Eles também são o aplicativo pelo qual as VMs são criadas, gerenciadas e operadas.
Os hipervisores permitem a virtualização, que é uma tecnologia que permite aos administradores de TI criar servidores virtuais, redes, armazenamento e outros hardwares físicos como VMs que podem ser executados simultaneamente em apenas um servidor físico. Os hipervisores separam o software do servidor, incluindo o sistema operacional (OS) e todos os seus aplicativos, do hardware físico no qual residem. Elas também separam VMs umas das outras.
O hipervisor lida com todas as transações necessárias traduzindo solicitações entre a máquina física e as VMs. O uso de várias VMs, que são detectadas como máquinas convidadas, em um único servidor ajuda as empresas a aproveitar ao máximo seus recursos de computação, incluindo largura de banda de rede, armazenamento e memória.
Há dois tipos principais de hipervisores: Tipo 1 e Tipo 2. O tipo de um hipervisor depende de como ele é instalado.
Tipo 1: Hipervisores ou hipervisores físicos
Um hipervisor tipo 1, ou bare-metal, é instalado diretamente no hardware de computação. Alguns hipervisores bare-metal podem até mesmo ser instalados no nível do firmware junto com o BIOS da placa-mãe. O “bare-metal” desse tipo de hipervisor se refere ao software que está sendo instalado diretamente no próprio hardware. Os hipervisores bare-metal são os hipervisores implantados com mais frequência hoje em dia.
Tipo 2: Hipervisores ou hipervisores hospedados
Esse tipo de hipervisor é instalado e operado dentro do OS da máquina host, o que significa que o OS controla e gerencia o hardware físico em vez do hipervisor. O hipervisor é considerado “hospedado” porque depende do OS do servidor para lidar com várias operações, como gerenciamento de recursos de computação e armazenamento. Embora os hipervisores hospedados operem dentro do OS existente (ou “pai”) do servidor físico, as VMs ainda podem ter SOs adicionais, se necessário. Esse hipervisor normalmente é executado em servidores baseados em nuvem que podem ser compartilhados e acessados por vários locatários e servidores virtuais.
Os hipervisores hospedados foram o primeiro tipo de hipervisor. Como o hardware x86 tradicional vem com SOs pré-carregados, os hipervisores foram instalados posteriormente como software. Isso introduziu latência, pois as transações e operações precisavam passar pelo OS e pelo hipervisor. Hoje, no entanto, a latência não é um problema real porque as ferramentas de aceleração de hardware geralmente estão disponíveis.
Como os hipervisores funcionam?
Os hipervisores trabalham fornecendo uma camada de abstração entre os recursos de hardware subjacentes e o software (sistema operacional e aplicativos) em execução. Ao dividir os recursos de hardware subjacentes, como memória, rede e computação, é possível criar várias máquinas virtuais (ou seja, servidores simulados) que tenham acesso a esses recursos. O usuário final instala o sistema operacional e os aplicativos de software de sua escolha sobre essas máquinas virtuais (VMs, Virtual Machines) sem ter que se preocupar com problemas de compatibilidade com o hardware subjacente.
As VMs são conhecidas como convidados e podem operar como se fossem computadores separados, cada um com seu próprio OS aplicativos, drivers e assim por diante. O servidor físico é chamado de host.
As principais responsabilidades do hipervisor são criar, monitorar e gerenciar as VMs e provisionar recursos conforme as VMs precisarem. Os hipervisores também podem controlar o agendamento de operações de VM para garantir que as VMs não afetem umas às outras enquanto consomem recursos. Quando uma VM precisa de CPU, armazenamento ou largura de banda extra para concluir uma tarefa, ela consulta o hipervisor e o hipervisor faz isso acontecer.
Hipervisores físicos x hipervisores hospedados
A maior diferença entre hipervisores tipo 1 e tipo 2 é a camada adicional de abstração de software com a qual você precisa lidar ao usar um hipervisor hospedado: o sistema operacional da máquina host. Os recursos de memória, rede e computação precisam ser recuperados por meio do OS da máquina host, adicionando latência às solicitações de VMs.
Ao comparar hipervisores bare-metal e hospedados, rapidamente fica claro que ambos têm vantagens e desvantagens.
Há vários bons motivos para os hipervisores bare-metal serem o hipervisor preferido entre as organizações hoje em dia: Eles oferecem melhor estabilidade, escalabilidade, eficiência e desempenho do que hipervisores hospedados, graças ao acesso direto ao servidor físico. Eles também são melhores no gerenciamento de recursos.
Os hipervisores hospedados não conseguem corresponder à baixa latência do bare-metal porque as solicitações de VM precisam passar pelo OS e pelo hipervisor.
Os hipervisores bare-metal normalmente são muito seguros porque estão separados do OS, que é vulnerável a ataques. Como os hipervisores hospedados são executados em um OS, qualquer vulnerabilidade do OS pode representar um risco para as VMs.
Uma área em que os hipervisores hospedados têm a vantagem é na facilidade geral de instalação, uso e gerenciamento do hipervisor e do ambiente de VM. Os hipervisores hospedados também são mais baratos do que os hipervisores bare-metal.
Qual hipervisor é melhor para minhas necessidades?
A resposta rápida a essa pergunta é que ela depende do seu caso de uso. No entanto, há algumas diretrizes gerais seguidas pela maioria das organizações.
Os hipervisores bare-metal funcionam melhor em ambientes que precisam de alto desempenho, gerenciamento e controle granulares, escalabilidade e segurança sólida. Eles são normalmente usados para aplicativos corporativos, farms de servidores e datacenters.
Os hipervisores hospedados são ideais para casos de uso em que um pouco de latência não causará problemas. Às vezes, eles são chamados de hipervisores de clientes porque as organizações os usam em ambientes de teste de software e de usuário final. Os desenvolvedores de software usam principalmente hipervisores hospedados.
Prós e contras dos hipervisores físicos
Os profissionais de hipervisor bare-metal incluem:
- Controle: Os hipervisores físicos oferecem acesso direto ao hardware, permitindo controle total sobre o sistema.
- Melhor desempenho: A latência é baixa devido ao acesso direto ao hardware, e as VMs podem operar na velocidade do hardware em si.
- Segurança máxima: Separados do OS da máquina, os hipervisores bare-metal não são afetados pelas vulnerabilidades do OS.
- Escalabilidade: Os hipervisores bare-metal permitem que a TI crie clusters de failover consideráveis e ajude as VMs a usar recursos físicos com mais eficiência.
Os contras incluem:
- Custo mais alto: Os hipervisores bare-metal são muito mais caros do que seus equivalentes hospedados, em parte porque exigem hardware.
- Maior complexidade: As habilidades necessárias para executar e gerenciar um hipervisor bare-metal são mais especializadas do que para hipervisores hospedados, e a curva de aprendizado pode ser íngreme.
Armazenamento de dados de alto desempenho para aplicativos virtualizados
Um hipervisor expõe os recursos de memória, computação e rede do hardware subjacente às suas máquinas virtuais, mas e o armazenamento de dados? A maioria dos hipervisores não leva em conta o armazenamento de dados, apenas gerenciando a memória necessária para realizar uma tarefa. Portanto, seu armazenamento de dados é tão eficiente quanto o hardware em que está armazenado. Se você quiser um acesso de armazenamento de dados verdadeiramente eficiente para suas máquinas virtuais, é importante investir em uma infraestrutura bare-metal que possa acompanhar.
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