Чтобы ознакомиться с новой версией операционной системы, вовсе не обязательно устанавливать ее на «железо». Для этого есть гипервизоры, из которых наиболее известными являются VMware Workstation и VirtualBox. Они еще называются размещенными или хостовыми гипервизорами, поскольку устанавливаются и работают поверх существующей операционной системы и запускаются как обычное приложение.
Они удобны и просты в использовании, но имеют свои ограничения. Прежде всего, им недоступен прямой доступ к аппаратным ресурсам, что и объясняет их сравнительно невысокую производительность по сравнению с гипервизорами первого типа.
Два типа гипервизоров
Популярные приложения для виртуализации, устанавливаемые на пользовательские компьютеры, относятся к гипервизорам второго типа. Такие программы не имеют прямого доступа к аппаратному «железу»: все запросы виртуальной машины к ресурсам проходят через драйверы хоста и API. Это посредничество снижает производительность, но делает гипервизоры второго типа чрезвычайно простыми в установке и управлении, что особенно удобно для тестирования и персонального использования программного обеспечения.
Гипервизоры первого типа, также известные как bare-metal, устанавливаются напрямую на физическое оборудование и функционируют как узкоспециализированные операционные системы. В отличие от решений второго типа, они обладают прямым и полным контролем над всеми аппаратными ресурсами, что позволяет эффективно распределять их между гостевыми системами и обеспечивает максимальную производительность. Такие гипервизоры используются преимущественно в серверных и корпоративных средах для виртуализации серверов, сетей и хранилищ, хотя при особом желании их можно установить и на домашний ПК.
VMware ESXi — самый известный гипервизор первого типа
Самым популярным и широко известным коммерческим гипервизором первого типа, особенно в корпоративных средах, центрах обработки данных и у облачных провайдеров, традиционно считается VMware ESXi. Этот гипервизор используется для виртуализации серверов, сетей и хранилищ, позволяя запускать десятки, а порой и сотни виртуальных машин на одном физическом сервере. По сути, VMware ESXi представляет собой самостоятельную операционную систему, построенную на собственном ядре под названием VMkernel.
Его архитектура принципиально отличается от архитектуры Windows и Linux, изначально ориентированных на обслуживание пользовательских приложений. В VMkernel все устроено иначе: ядро создано для управления виртуальными машинами, чтобы каждая из них «считала», будто располагает собственной видеокартой, памятью, процессором и диском. Разницу между ESXi и традиционными ОС — такими как Windows или Linux — наглядно демонстрирует следующая таблица.
| Особенность | VMkernel (ESXi) | Linux / Windows |
| Для чего создана система | Для запуска и управления виртуальными машинами | Для повседневной работы пользователя и программ |
| Что работает внутри | Только виртуальные машины (другие операционные системы) | Приложения, игры, драйверы, службы, пользователи |
| Как работает с «железом» | Общается с процессором, памятью и устройствами напрямую | Через множество системных слоев и драйверов |
| Как распределяются ресурсы | Точно выделяет каждой ВМ свою долю CPU и памяти | Делит ресурсы между приложениями динамически |
| Как работает с памятью | Может «делить» одну и ту же физическую память между разными ВМ, экономя ресурсы | Каждое приложение получает свою собственную память |
| Интерфейс | Нет рабочего стола — управление через веб-панель или командную строку | Есть привычный интерфейс с окнами, меню и иконкам |
| Сеть | Виртуальная сеть: можно создавать виртуальные коммутаторы, VLAN и полностью управлять трафиком | Работа с обычной физической сетью через драйверы |
| Производительность | Максимальная — почти как на «чистом железе», минимум фоновых процессов | Часть ресурсов уходит на систему и приложения |
Когда виртуальная машина на ESXi запрашивает, например, запись в память или на диск, VMkernel перехватывает этот запрос и проверяет, какие физические ресурсы разрешено использовать. Затем он переводит виртуальный адрес в физический, управляет очередями ввода-вывода и оптимизирует операции для всех виртуальных машин одновременно. Windows и Linux поступают иначе — они просто предоставляют процессу то, что он запросил, не заботясь о других системах. VMkernel же должен балансировать между десятками или сотнями виртуальных машин, чтобы ни одна из них не «удушила» остальные.
Есть ли у гипервизоров первого типа графический интерфейс?
Это зависит от конкретного гипервизора, но в классическом виде — нет, поскольку речь идет о серверной системе, не предназначенной для работы с пользовательским программным обеспечением. Так, VMware ESXi управляется через минимальный консольный интерфейс и веб-панель, доступную с другого компьютера. В этом смысле гипервизоры первого типа во многом схожи с NAS, которые также управляются через браузер.
Можно ли установить гипервизор bare-metal на обычный ПК?
Технически это возможно, но есть важные нюансы.
Для установки на домашний ПК требуется 64-разрядный процессор с минимум двумя ядрами, 8 ГБ ОЗУ, диск объемом не менее 32 ГБ, сетевой контроллер Gigabit Ethernet и поддержка аппаратной виртуализации. Но это лишь базовые требования; главная сложность заключается в драйверах. VMware ESXi и другие bare-metal гипервизоры изначально рассчитаны на серверное оборудование, поэтому не гарантировано, что всё оборудование будет корректно распознано. В большинстве случаев потребуется установка дополнительных драйверов вручную, например с помощью ESXi Customizer.
Добавить комментарий