Wat is het verschil tussen een type 1-hypervisor en een type 2-hypervisor?

Het belangrijkste verschil tussen type 1-hypervisors en type 2-hypervisors is dat type 1 op bare metal draait en type 2 bovenop een besturingssysteem. Elk type hypervisor heeft ook zijn eigen voor- en nadelen en specifieke gebruikssituaties.

Virtualisatie werkt door fysieke hardware en apparaten te scheiden van de toepassingen die op die hardware worden uitgevoerd. Het virtualisatieproces beheert en stelt de systeembronnen beschikbaar, waaronder processor, geheugen, opslag en netwerkbronnen. Hierdoor kan het systeem meer dan één werklast tegelijkertijd hosten, waardoor kosten- en energiezuiniger gebruik wordt gemaakt van de beschikbare servers en systemen binnen de organisatie.

Wat zijn hypervisors?

Virtualisatie vereist het gebruik van een hypervisor, die oorspronkelijk een virtuele machinemonitor of VMM werd genoemd. Een hypervisor abstraheert besturingssystemen en toepassingen van hun onderliggende hardware. De fysieke hardware waarop een hypervisor draait, wordt doorgaans een hostmachine genoemd, terwijl de VM’s die de hypervisor maakt en ondersteunt, gezamenlijk gastmachines worden genoemd.

Een hypervisor stelt de hosthardware in staat om meerdere VM’s onafhankelijk van elkaar te laten werken en geabstraheerde resources tussen die VM’s te delen. Virtualisatie met een hypervisor verhoogt de efficiëntie van een datacenter in vergelijking met het hosten van fysieke werklasten.

Er zijn twee soorten hypervisors: Type 1 en Type 2 hypervisors. Beide hypervisorsoorten kunnen gemeenschappelijke elementen zoals CPU, geheugen en netwerken virtualiseren, maar op basis van de plaats in de stack virtualiseert de hypervisor deze elementen anders.

Type 1-hypervisors

Een Type 1-hypervisor draait rechtstreeks op de fysieke hardware van de hostmachine, en wordt een bare-metal hypervisor genoemd. De hypervisor van type 1 hoeft geen onderliggend besturingssysteem te laden. Omdat hij rechtstreeks toegang heeft tot de onderliggende hardware en geen andere software – zoals besturingssystemen en apparaatstuurprogramma’s – nodig heeft voor virtualisatie, worden Type 1-hypervisors beschouwd als de meest efficiënte en best presterende hypervisors die beschikbaar zijn voor enterprise computing.

Hypervisors die rechtstreeks op fysieke hardware draaien, zijn ook zeer veilig. Virtualisatie verkleint het risico van aanvallen die gericht zijn op beveiligingslekken en kwetsbaarheden in besturingssystemen, omdat elke gast zijn eigen besturingssysteem heeft. Hierdoor is een aanval op een gast-VM logisch geïsoleerd tot die VM en kan deze zich niet verspreiden naar andere VM’s die op dezelfde hardware draaien.

IT-organisaties gebruiken hypervisors van type 1 voor workloads op productieniveau die hogere uptimes, geavanceerde failover en andere productieklare functies vereisen. De typische Type 1 hypervisor kan schalen om workloads te virtualiseren over meerdere terabytes RAM en honderden CPU cores.

Daarnaast bieden Type 1 hypervisors vaak ondersteuning voor software-defined storage en networking, wat zorgt voor extra beveiliging en portabiliteit voor gevirtualiseerde workloads. Dergelijke functies gaan echter gepaard met veel hogere initiële kosten en hogere vereisten voor ondersteuningscontracten.

De typische Type 1-hypervisor vereist een bepaald niveau van extern beheer — met interfaces zoals Microsoft System Center Virtual Machine Manager of VMware vCenter — om toegang te krijgen tot de volledige reikwijdte van de mogelijkheden van de hypervisor.

Type 2-hypervisors

Een Type 2-hypervisor wordt doorgaans geïnstalleerd bovenop een bestaand besturingssysteem. Het wordt soms een gehoste hypervisor genoemd omdat het vertrouwt op het reeds bestaande besturingssysteem van de hostmachine om de aanroepen naar CPU, geheugen, opslag en netwerkbronnen te beheren.

Type 2-hypervisors vinden hun oorsprong in de begindagen van x86-virtualisatie, toen de hypervisor werd toegevoegd boven de bestaande besturingssystemen van de systemen. Hoewel het doel van type 1- en type 2-hypervisors identiek is, leidt de aanwezigheid van een onderliggend besturingssysteem bij type 2-hypervisors tot een onvermijdelijke latentie: alle activiteiten van de hypervisor en het werk van elke VM moeten door het besturingssysteem van de host lopen. Ook kunnen beveiligingslekken of kwetsbaarheden in het hostbesturingssysteem mogelijk alle bovenliggende VM’s in gevaar brengen.

Hypervisors van type 2 worden over het algemeen dan ook niet gebruikt voor datacentercomputing en zijn gereserveerd voor client- of eindgebruikerssystemen – soms clienthypervisors genoemd – waarbij prestaties en beveiliging minder belangrijk zijn. Ze zijn ook goedkoper dan Type 1-hypervisors en vormen een ideaal testplatform in vergelijking met gevirtualiseerde productieomgevingen of de cloud. Softwareontwikkelaars kunnen bijvoorbeeld een type 2-hypervisor gebruiken om VM’s te maken om een softwareproduct te testen voordat het wordt uitgebracht. IT-organisaties gebruiken type 2-hypervisors doorgaans om virtuele desktops te maken. Type 2-hypervisors kunnen grote en complexe geneste omgevingen ondersteunen.

Hardwareondersteuning voor Type 1- en Type 2-hypervisors

Hardwareversnellingstechnologieën zijn op grote schaal beschikbaar voor de taken van virtualisatie. Dergelijke technologieën omvatten Intel Virtualization Technology-uitbreidingen voor Intel-processoren en AMD Virtualization-uitbreidingen voor AMD-processoren. Er zijn tal van andere op virtualisatie gebaseerde uitbreidingen en mogelijkheden, waaronder second-level address translation en ondersteuning voor nested virtualization.

Zowel Type 1 als Type 2 hypervisors maken gebruik van hardwareversnellingsondersteuning, zij het in verschillende mate.

Hardwareversnellingstechnologieën voeren veel van de procesintensieve taken uit die nodig zijn om virtuele bronnen op een computer te maken en te beheren. Hardwareversnelling verbetert de prestaties van virtualisatie en het aantal VM’s dat een computer in de praktijk kan hosten, boven wat de hypervisor alleen kan.

Zowel type 1- als type 2-hypervisors maken gebruik van hardwareversnellingsondersteuning, zij het in verschillende mate. Type 1-hypervisors zijn afhankelijk van hardwareversnellingstechnologieën en functioneren doorgaans niet zonder dat deze technologieën beschikbaar zijn en worden ingeschakeld via het BIOS van het systeem. Hypervisors van type 2 zijn doorgaans in staat hardwareversnellingstechnologieën te gebruiken als die functies beschikbaar zijn, maar ze kunnen doorgaans terugvallen op software-emulatie als er geen native hardwareondersteuning is.

Neem contact op met uw hypervisorleverancier om de vereisten voor hardwareondersteuning van een specifieke hypervisor te bepalen.

Verkopers van hypervisors van type 1 en type 2

De hypervisormarkt bevat verschillende leveranciers, waaronder VMware, Microsoft, Oracle en Citrix. Hieronder staan enkele populaire producten voor zowel Type 1- als Type 2-hypervisors.

Type 1-hypervisors:

• VMware vSphere. VMware vSphere omvat de ESXi-hypervisor en vCenter-beheersoftware om een reeks virtualisatieproducten te bieden, zoals de vSphere Client, vSphere-softwareontwikkelingspakketten, Storage vMotion, de Distributed Resource Scheduler en Fault Tolerance. VMware vSphere is gericht op datacenters van ondernemingen; kleinere bedrijven vinden het wellicht moeilijk de prijs te rechtvaardigen.
• Microsoft Hyper-V. Microsoft Hyper-V draait op Windows-besturingssystemen en stelt beheerders in staat om meerdere besturingssystemen in een VM te draaien. Beheerders en ontwikkelaars gebruiken Hyper-V vaak voor het bouwen van testomgevingen om software op verschillende besturingssystemen te draaien door VM’s te maken voor elke test.
• KVM. De KVM hypervisor is een open source virtualisatie architectuur gemaakt voor Linux distributies. De KVM-hypervisor stelt beheerders in staat een Linux-kernel om te zetten in een hypervisor en heeft directe toegang tot hardware, samen met alle VM’s die door de hypervisor worden gehost. De functies omvatten onder meer live migratie, scheduling en resource control.
• Xen hypervisor. Het open-source Xen-project begon oorspronkelijk als een onderzoeksproject aan de universiteit van Cambridge in 2003. Later kwam het onder de hoede van de Linux Foundation. Xen wordt gebruikt als de upstreamversie voor andere hypervisors, waaronder Oracle VM en Citrix Hypervisor. Amazon Web Services gebruikt een aangepaste versie van de Xen-hypervisor als basis voor zijn Elastic Compute Cloud.
• Oracle VM. Oracle VM is een open-source virtualisatiearchitectuur die Xen als kern gebruikt en beheerders in staat stelt besturingssystemen en applicatiesoftware in VM’s te implementeren. De Oracle VM-functies omvatten het maken en configureren van serverpools, het maken en beheren van opslagreservoirs, het klonen van VM’s, VM-migratie en load balancing.
• Citrix Hypervisor. De Citrix Hypervisor, voorheen bekend als Citrix XenServer, is een open-source servervirtualisatieplatform op basis van de Xen-hypervisor. Beheerders gebruiken de Citrix Hypervisor voor het implementeren, hosten en beheren van VM’s en voor het distribueren van hardwarebronnen naar deze VM’s. Enkele belangrijke functies zijn VM-sjablonen, XenMotion en host live patches. De Citrix Hypervisor is verkrijgbaar in twee versies: Standard en Enterprise.

Type 2 hypervisor producten:

• Oracle VM VirtualBox. Oracle VM VirtualBox is een open-source gehoste hypervisor die op een host-OS wordt uitgevoerd om gast-VM’s te ondersteunen. VirtualBox ondersteunt een verscheidenheid aan host OS’en, zoals Windows, Apple macOS, Linux en Oracle Solaris. VirtualBox biedt multigeneration branched snapshots, Guest Additions, guest multiprocessing, ACPI support en Preboot Execution Environment network boot.
• VMware Workstation Pro en VMware Fusion. VMware Workstation Pro is een 64-bits gehoste hypervisor waarmee virtualisatie op Windows- en Linux-systemen kan worden geïmplementeerd. Enkele van de functies van Workstation zijn het delen van bestanden tussen host en gast, het maken en implementeren van versleutelde VM’s en VM-snapshots.

VMware heeft Fusion ontwikkeld als alternatief voor Workstation. VMware Fusion biedt veel van dezelfde mogelijkheden als Workstation, maar is compatibel met macOS en wordt geleverd met minder functies tegen een gereduceerde prijs.

• QEMU. QEMU is een open source virtualisatie-tool dat CPU-architecturen emuleert en ontwikkelaars en beheerders in staat stelt om applicaties die zijn gecompileerd voor de ene architectuur op een andere architectuur uit te voeren. QEMU biedt functies zoals ondersteuning voor niet-volatiele dual in-line geheugen module hardware, share file system, secure guests en geheugen encryptie.
• Parallels Desktop. Parallels Desktop is primair gericht op macOS-beheerders en maakt het mogelijk om Windows, Linux en Google Chrome OSes en applicaties te draaien op Apple Mac. Veelgebruikte functies zijn netwerkconditionering, ondersteuning voor 128 GB per VM en Chef/Ohai, Docker en HashiCorp Vagrant integraties. Parallels Desktop is beschikbaar in drie modi: Coherence, Full Screen en Modality-modus.

Type 1 vs. Type 2 hypervisor

Bij de keuze tussen een Type 1 en Type 2 hypervisor moeten admins rekening houden met het type en de omvang van hun workloads. Als beheerders voornamelijk in een onderneming of grote organisatie werken en honderden VM’s moeten implementeren, voldoet een Type 1-hypervisor aan hun behoeften.

Maar als beheerders een kleinere implementatie hebben of een testomgeving nodig hebben, zijn Type 2-hypervisors minder complex en hebben ze een lager prijskaartje. En ondernemingen en organisaties kunnen hypervisors van type 2 naar behoefte gebruiken voor workloads die bij de technologie passen.