Ein Hypervisor spielt eine entscheidende Rolle als zentraler Manager von Virtual Machines (VMs) in einem Betriebssystem (OS). Es fungiert als Vermittler zwischen der physischen Hardware und den VMs, wobei es die Hardware -Ressourcen abstrahiert und jedem VM nach Bedarf zugewiesen wird. Hier ist eine Aufschlüsselung seiner Schlüsselfunktionen:
1. Ressourcenzuweisung und -verwaltung:
* CPU -Virtualisierung: Die Hypervisor -Zeitpläne und Zuordnen der CPU -Zeit für jede VM. Es gewährleistet die faire Teile der CPU -Ressourcen und verhindert, dass eine VM die CPU monopolisiert.
* Speicherverwaltung: Der Hypervisor weist den auf der Hostmaschine verfügbaren physischen RAM zu und verwaltet. Es weist jedem VM einen Teil des Speichers zu, isoliert die Speicherräume, um eine Störung zwischen VMs zu verhindern, und implementiert Speicherverwaltungstechniken wie Tausch oder Balloning.
* I/O -Virtualisierung: Der Hypervisor stellt E/A -Anfragen von VMs ab und übersetzt sie in Befehle, die die physische Hardware versteht. Es virtualisiert die Netzwerkschnittstellen, Speichercontroller und andere E/A -Geräte, sodass jeder VM auf diese Ressourcen zugreifen kann, als wären sie direkt angeschlossen.
* Speichervirtualisierung: Der Hypervisor präsentiert den VMs virtuelle Festplatten, die normalerweise als Dateien auf dem Speichersystem des Hosts gespeichert werden. Es verwaltet den Speicherplatz und bietet Funktionen wie dünne Bereitstellung (Zuweisung von Speicher bei Bedarf) und Schnappschüsse.
2. Isolation und Sicherheit:
* Prozessisolierung: Der Hypervisor stellt sicher, dass jeder VM in einer separaten, isolierten Umgebung läuft. Dies verhindert, dass ein VM auf den Speicher oder eine andere Ressourcen eines anderen VM zugreift und die Sicherheit und Stabilität verbessert. Wenn ein VM stürzt, betrifft es die anderen nicht.
* Ressourcengrenzen: Der Hypervisor kann Ressourcengrenzen für jede VM durchsetzen, z. B. die Einschränkung der Menge an CPU-, Speicher- oder Festplattenraum, die er verwenden kann. Dies hilft, Ressourcenkonflikte zu verhindern, und stellt sicher, dass alle VMs Zugriff auf die Ressourcen haben, die sie benötigen.
* Sicherheitsfunktionen: Viele Hypervisoren umfassen integrierte Sicherheitsfunktionen wie Access Control Lists (ACLS) und Verschlüsselung, um die VMs und das Hostsystem vor nicht autorisierten Zugriff zu schützen.
3. Abstraktion und Hardwareunabhängigkeit:
* Hardware -Abstraktion: Der Hypervisor verbirgt die zugrunde liegende Hardware aus den VMs. Auf diese Weise können VMs unabhängig von der spezifischen Hardwarekonfiguration des Host -Computers ausführen. Dies ist für die Portabilität von entscheidender Bedeutung - ein VM kann zwischen verschiedenen physischen Servern ohne Änderung bewegt werden, solange sie kompatible Hypervisoren haben.
* Emulation (für Hypervisoren Typ 2): Einige Hypervisoren (Typ 2, unten beschrieben) müssen möglicherweise bestimmte Hardwarekomponenten emulieren, wenn das Gast -Betriebssystem eine andere Hardware -Architektur erwartet als der Host. Diese Emulation führt dazu ein, dass sie weniger leistungsfähig ist als die Virtualisierung.
4. Live -Migration:
* Viele Hypervisors unterstützen Live -Migration, wodurch ein VM ohne Ausfallzeiten von einem physischen Server auf einen anderen verschoben wird. Dies ist für die Lastausgleich, Wartung und Katastrophenerholung von entscheidender Bedeutung.
Arten von Hypervisoren:
* Typ 1 (Bare-Metal Hypervisors): Diese werden direkt auf der Hardware ausgeführt, ohne ein Host -Betriebssystem. Sie sind hocheffizient und sicher, da sie direkten Zugriff auf die Hardware -Ressourcen haben. Beispiele sind VMware ESXI, Microsoft Hyper-V (in Core Server-Konfigurationen) und Xen.
* Typ 2 (gehostete Hypervisoren): Diese laufen über einem vorhandenen Betriebssystem. Sie sind leichter zu installieren und zu verwalten, sind jedoch im Allgemeinen weniger effizient als Hypervisoren vom Typ 1, da sie die Hardware -Ressourcen mit dem Host -Betriebssystem weitergeben müssen. Beispiele sind VMware Workstation, Oracle VirtualBox und Parallels Desktop.
Zusammenfassend ist der Hypervisor eine kritische Komponente in jeder virtualisierten Umgebung. Es bietet die Grundlage für die Ausführung mehrerer Betriebssysteme auf einer einzelnen physischen Maschine und ermöglicht eine effiziente Ressourcenauslastung, Isolation, Sicherheit und Portabilität.
