Qual é a diferença entre Hipervisor Tipo 1 vs. Tipo 2?

A principal diferença entre os hipervisores Tipo 1 vs. Tipo 2 é que o Tipo 1 corre em metal nu e o Tipo 2 corre em cima de um sistema operacional. Cada tipo de hipervisor também tem seus próprios prós e contras e casos específicos de uso.

A virtualização funciona abstraindo hardware e dispositivos físicos das aplicações rodando naquele hardware. O processo de virtualização gerencia e provisiona os recursos do sistema, incluindo recursos de processador, memória, armazenamento e rede. Isso permite que o sistema hospede mais de uma carga de trabalho simultaneamente, fazendo um uso mais econômico e energético dos servidores e sistemas disponíveis em toda a organização.

O que são hipervisores?

A virtualização requer o uso de um hipervisor, que foi originalmente chamado de monitor de máquina virtual ou VMM. Um hipervisor abstrai sistemas operacionais e aplicações a partir de seu hardware subjacente. O hardware físico que um hypervisor roda é normalmente chamado de máquina host, enquanto as VMs que o hypervisor cria e suporta são coletivamente chamadas de máquinas guest.

Um hypervisor permite que o hardware host opere várias VMs independentes umas das outras e compartilhe recursos abstraídos entre essas VMs. A virtualização com um hipervisor aumenta a eficiência de um centro de dados em comparação com a hospedagem física de carga de trabalho.

Existem dois tipos de hipervisores: Hipervisores Tipo 1 e Tipo 2. Ambos os tipos de hipervisores podem virtualizar elementos comuns como CPU, memória e rede, mas com base na sua localização na pilha, o hipervisor virtualiza esses elementos de forma diferente.

Hervisores Tipo 1

Um hipervisor Tipo 1 é executado diretamente no hardware físico da máquina host, e é referido como um hipervisor bimetálico. O hipervisor Tipo 1 não tem de carregar um SO subjacente. Com acesso direto ao hardware subjacente e nenhum outro software — como SOs e drivers de dispositivos — para contender com a virtualização, os hipervisores Tipo 1 são considerados os mais eficientes e de melhor desempenho disponíveis para a computação empresarial.

Hypervisores que rodam diretamente no hardware físico também são altamente seguros. A virtualização atenua o risco de ataques que visam falhas de segurança e vulnerabilidades nos sistemas operacionais, pois cada convidado tem seu próprio sistema operacional. Isto garante que um ataque a uma VM hóspede seja logicamente isolado para essa VM e não possa se espalhar para outras executando no mesmo hardware.

As organizações de TI usam hipervisores Tipo 1 para cargas de trabalho em nível de produção que requerem maiores tempos de atividade, failover avançado e outros recursos prontos para produção. O hipervisor Tipo 1 típico pode escalar para virtualizar cargas de trabalho em vários terabytes de RAM e centenas de núcleos de CPU.

Além disso, os hipervisores Tipo 1 geralmente fornecem suporte para armazenamento e rede definidos por software, o que cria segurança adicional e portabilidade para cargas de trabalho virtualizadas. Entretanto, tais recursos vêm com um custo inicial muito mais alto e maiores requisitos de contrato de suporte.

O típico hipervisor Tipo 1 requer algum nível de gerenciamento externo — com interfaces como Microsoft System Center Virtual Machine Manager ou VMware vCenter — para acessar todo o escopo das habilidades do hipervisor.

Hervisores Tipo 2

Um hipervisor Tipo 2 é normalmente instalado em cima de um SO existente. Às vezes é chamado de hipervisor hospedado porque depende do SO preexistente da máquina hospedeira para gerenciar chamadas para CPU, memória, armazenamento e recursos de rede.

Hervisores tipo 2 rastreiam suas raízes até os primeiros dias da virtualização x86, quando o hipervisor foi adicionado acima dos SOs dos sistemas existentes. Embora o propósito e objetivos dos hipervisores Tipo 1 e Tipo 2 sejam idênticos, a presença de um SO subjacente com hipervisores Tipo 2 introduz latência inevitável; todas as atividades do hipervisor e o trabalho de cada VM tem que passar pelo SO host. Além disso, quaisquer falhas ou vulnerabilidades de segurança no sistema operacional do host podem potencialmente comprometer todas as VMs rodando acima dele.

Consequentemente, os hypervisors Tipo 2 geralmente não são usados para computação de data center e são reservados para sistemas clientes ou usuários finais — às vezes chamados de hypervisors clientes — onde desempenho e segurança são menos preocupantes. Eles também têm um custo menor do que os hipervisores Tipo 1 e formam uma plataforma de teste ideal em comparação com ambientes virtualizados de produção ou com a nuvem. Por exemplo, os desenvolvedores de software podem usar um hipervisor Tipo 2 para criar VMs para testar um produto de software antes do lançamento. As organizações de TI normalmente usam hipervisores Tipo 2 para criar desktops virtuais. Os hipervisores Type 2 podem suportar ambientes aninhados grandes e complexos.

Suporte de hardware para hipervisores Type 1 e Type 2

As tecnologias de aceleração de hardware estão amplamente disponíveis para as tarefas de virtualização. Tais tecnologias incluem extensões da Tecnologia de Virtualização Intel para processadores Intel e extensões de Virtualização AMD para processadores AMD. Existem numerosas outras extensões e recursos baseados em virtualização, incluindo tradução de endereços de segundo nível e suporte para virtualização aninhada.

Ambos os hipervisores Tipo 1 e Tipo 2 usam suporte para aceleração de hardware, mas em graus variados.

As tecnologias de aceleração de hardware executam muitas das tarefas intensivas de processo necessárias para criar e gerenciar recursos virtuais em um computador. A aceleração de hardware melhora o desempenho da virtualização e o número prático de VMs que um computador poderia hospedar acima do que o hipervisor pode fazer sozinho.

Bambos os hipervisores Tipo 1 e Tipo 2 usam suporte a aceleração de hardware, mas em graus variados. Os hipervisores Tipo 1 dependem de tecnologias de aceleração de hardware e normalmente não funcionam sem essas tecnologias disponíveis e ativadas através da BIOS do sistema. Hipervisores Tipo 2 geralmente são capazes de usar tecnologias de aceleração de hardware se esses recursos estiverem disponíveis, mas eles normalmente podem recorrer à emulação de software na ausência de suporte de hardware nativo.

Cheque com seu fornecedor de hipervisor para determinar os requisitos específicos de suporte de hardware de um hipervisor.

Vendedores de hipervisores Tipo 1 e Tipo 2

O mercado de hipervisores contém vários fornecedores, incluindo VMware, Microsoft, Oracle e Citrix. Abaixo estão alguns produtos populares para hipervisores Tipo 1 e Tipo 2.

Hervisores Tipo 1:

• VMware vSphere. O VMware vSphere inclui o ESXi hypervisor e o software de gerenciamento vCenter para fornecer um conjunto de produtos de virtualização, como o vSphere Client, os kits de desenvolvimento de software vSphere, o Storage vMotion, o Distributed Resource Scheduler e o Fault Tolerance. O VMware vSphere é voltado para data centers corporativos; empresas menores podem ter dificuldade para justificar o preço.
• Microsoft Hyper-V. O Microsoft Hyper-V roda em sistemas operacionais Windows e permite que os administradores executem vários sistemas operacionais dentro de uma VM. Os administradores e desenvolvedores frequentemente usam o Hyper-V para construir ambientes de teste para executar software em vários SOs, criando VMs para cada teste.
• KVM. O KVM hypervisor é uma arquitetura de virtualização de código aberto feita para distribuições Linux. O KVM hypervisor permite aos administradores converter um kernel Linux em um hypervisor e tem acesso direto ao hardware junto com quaisquer VMs hospedadas pelo hypervisor. Os recursos incluem migração ao vivo, agendamento e controle de recursos.
• Xen hypervisor. O Projeto Xen de código aberto começou originalmente como um projeto de pesquisa na Universidade de Cambridge em 2003. Mais tarde passou a estar sob a alçada da Linux Foundation. Xen é usado como a versão upstream para outros hypervisors, incluindo Oracle VM e Citrix Hypervisor. Amazon Web Services usa uma versão customizada do Hypervisor Xen como base para sua Elastic Compute Cloud.
• Oracle VM. Oracle VM é uma arquitetura de virtualização open source que utiliza Xen em seu núcleo e permite que os administradores implantem sistemas operacionais e software aplicativo em VMs. Os recursos da Oracle VM incluem criação e configuração de pools de servidores, criação e gerenciamento de repositórios de armazenamento, clonagem de VMs, migração de VMs e balanceamento de carga.
• Citrix Hypervisor. O Citrix Hypervisor — anteriormente conhecido como Citrix XenServer — é uma plataforma de virtualização de servidores de código aberto baseada no Xen hypervisor. Os administradores usam o Citrix Hypervisor para implementar, hospedar e gerenciar VMs, assim como distribuir recursos de hardware para essas VMs. Alguns dos principais recursos incluem modelos de VMs, XenMotion e host live patches. O Citrix Hypervisor vem em duas versões: Standard e Enterprise.

Produtos Hypervisor tipo 2:

• Oracle VM VirtualBox. Oracle VM VirtualBox é um hipervisor hospedado de código aberto que roda em um sistema operacional hospedado para suportar VMs convidados. VirtualBox suporta uma variedade de sistemas operativos anfitriões, tais como Windows, Apple macOS, Linux e Oracle Solaris. O VirtualBox oferece snapshots de múltiplas gerações, Guest Additions, guest multiprocessing, suporte ACPI e boot de rede em Preboot Execution Environment.
• VMware Workstation Pro e VMware Fusion. VMware Workstation Pro é um hipervisor hospedado de 64 bits capaz de implementar virtualização em sistemas Windows e Linux. Algumas das funcionalidades do Workstation incluem o compartilhamento de arquivos host/guest, a criação e implantação de VMs criptografadas e snapshots de VM.

VMware desenvolveu o Fusion como uma alternativa ao Workstation. O VMware Fusion oferece muitos dos mesmos recursos do Workstation, mas é compatível com MacOS e vem com menos recursos a um preço reduzido.

• QEMU. QEMU é uma ferramenta de virtualização de código aberto que emula arquiteturas de CPU e permite que desenvolvedores e administradores executem aplicativos compilados para uma arquitetura em outra. QEMU oferece recursos como suporte para hardware de módulo de memória dupla não volátil em linha, sistema de arquivos compartilhados, convidados seguros e criptografia de memória.
• Parallels Desktop. Principalmente voltado para administradores MacOS, o Parallels Desktop permite que os sistemas operacionais Windows, Linux e Google Chrome e aplicativos sejam executados no Apple Mac. Os recursos comuns incluem condicionamento de rede, suporte a 128GB por VM e integrações Chef/Ohai, Docker e HashiCorp Vagrant. O Parallels Desktop vem em três modos: Coherence, Full Screen e Modality mode.

Type 1 vs. Type 2 hypervisor

Ao escolher entre um hypervisor Type 1 e Type 2, os administradores devem considerar o tipo e o tamanho de suas cargas de trabalho. Se os administradores trabalham principalmente em uma empresa ou grande organização e precisam implantar centenas de VMs, um hypervisor Tipo 1 irá atender às suas necessidades.

Mas se os administradores têm uma implantação menor ou requerem um ambiente de teste, os hypervisores Tipo 2 são menos complexos e têm uma etiqueta de preço menor. E as empresas e organizações podem usar hipervisores Tipo 2 conforme necessário para cargas de trabalho que se adaptem à tecnologia.