Hypervisor: Tipos, Como Funciona e Casos de Uso

Imagine clonar a si mesmo para cuidar de muitas tarefas de trabalho diferentes ao mesmo tempo. Você poderia participar de uma reunião, responder a e-mails, trabalhar no novo aplicativo da sua equipe e treinar um novo membro da equipe, tudo na mesma hora.

Parece ficção científica inspirada em produtividade, não é?

Os humanos ainda não conseguem se replicar, mas na computação, os hipervisores transformam um computador em muitos. Esses hipervisores criam as condições para que várias máquinas virtuais operem ao mesmo tempo, cada uma realizando uma tarefa distinta sem desacelerar as outras.

As empresas usam soluções de infraestrutura hiperconvergente (HCI) para virtualizar servidores, armazenamento e redes. A HCI usa uma abordagem centrada em software, com cada elemento integrado e gerenciado como um único sistema para dar às empresas mais flexibilidade de infraestrutura.

Como funcionam os hipervisores?

Hipervisores extraem e gerenciam o hardware físico de um computador, incluindo sua memória, armazenamento e unidade central de processamento (CPU). Eles então permitem o compartilhamento de recursos distribuindo os recursos entre muitas máquinas virtuais. Cada uma opera de forma independente das outras. Os hipervisores aplicam algoritmos de escalonamento e técnicas de gerenciamento de memória para alocar os recursos do computador host, garantindo que cada VM tenha o que precisa para operações eficientes.

Em uma palavra, os hipervisores criam um pool de recursos compartilhados para distribuir entre as máquinas virtuais, mas não interferem umas nas outras.

Entendendo os hipervisores no contexto

Pense da seguinte forma. Suponha que Sarah, uma gerente de TI de uma empresa de tecnologia em crescimento, trabalhe incansavelmente para apoiar a força de trabalho global de sua empresa. A empresa tem funcionários em diferentes fusos horários e continentes na América do Norte, Austrália, Índia e Canadá. A empresa de tecnologia se comprometeu a trabalhar totalmente de forma remota, e Sarah precisa garantir que a equipe tenha acesso contínuo, seguro e eficiente aos recursos da empresa para realizar seu trabalho.

Sarah identifica um hipervisor de nível empresarial que a empresa pode usar e começa a configurar os servidores para obter o máximo deles em termos de desempenho e segurança. Ela então instala o software do hipervisor em cada servidor para que possam hospedar várias VMs simultaneamente. Cada VM servirá como um computador autônomo, semelhante a como as coisas poderiam funcionar se a empresa de tecnologia tivesse um escritório físico e cada membro da equipe tivesse sua própria máquina em sua mesa.

Sarah configura as VMs para atender às necessidades de diferentes departamentos da organização, desde a equipe de engenharia até os analistas de negócios e além. A equipe de engenharia recebe VMs equipadas com ambientes de desenvolvimento robustos para suas cargas de trabalho. Os analistas de negócios recebem VMs pré-carregadas com o software necessário para realizar análises de dados eficazes. Sarah programou meticulosamente as VMs para a melhor execução e segurança no nível do departamento.

Agora, não importa onde os funcionários trabalhem, eles podem fazer login em seus espaços de trabalho virtuais e acessar o que precisam. Graças às capacidades de gerenciamento centralizado, Sarah e a equipe de TI podem atualizar as VMs e implantar patches para proteger o ambiente virtual da empresa. À medida que a empresa cresce nos próximos meses, Sarah poderá criar rapidamente novas VMs.

Tipos de hipervisores: tipo 1 vs. tipo 2

Dois tipos de hipervisores estão disponíveis: tipo 1 e tipo 2. As empresas devem escolher o melhor para sua infraestrutura, considerando também custo, planejamento de crescimento e necessidades de equipamentos.

Hipervisores tipo 1 (bare-metal)

Os hipervisores tipo 1 rodam diretamente no hardware da máquina host. Um usuário instala software de virtualização no hardware do computador host, e então o software cria máquinas virtuais.

Esses hipervisores eficientes oferecem alto desempenho, pois o nível intermediário não existe, e eles têm acesso direto aos recursos de hardware do host. Profissionais de TI usam hipervisores tipo 2 em data centers, ambientes empresariais e infraestruturas de nuvem que exigem alto desempenho e segurança abrangente.

Hipervisores tipo 2 (hospedados)

Um hipervisor tipo 2 (também conhecido como hospedado) roda no sistema operacional (SO) da máquina host. Essa camada adicional entre o host e a máquina virtual – que o tipo 1 não possui – pode introduzir desafios de latência.

Profissionais de TI e indivíduos usam hipervisores tipo 2 em ambientes de desenvolvimento e em desktops com cargas de trabalho menos intensivas em recursos do que aquelas em data centers e ambientes empresariais. Eles são ideais quando simplicidade e conveniência são mais importantes do que desempenho bruto.

Comparação entre hipervisores tipo 1 e tipo 2

Dê uma olhada mais de perto nas diferenças entre os hipervisores tipo 1 e tipo 2.

Benefícios dos hipervisores

As empresas que usam hipervisores experimentam vários benefícios, incluindo os explicados aqui.

Otimização de recursos

Os hipervisores permitem que administradores e profissionais de TI façam o melhor uso dos recursos disponíveis do computador host sem comprar equipamentos adicionais. Eles obtêm o melhor desempenho do hardware disponível, economizando custos, pois não precisam de tantas máquinas físicas para apoiar suas equipes. Em vez disso, podem alocar dinamicamente recursos como CPU, memória e armazenamento com base nas necessidades e tamanho da equipe.

Escalabilidade e flexibilidade

As empresas usam hipervisores para escalar seus ambientes virtuais sem máquinas separadas para diferentes cargas de trabalho. Isso torna as VMs uma boa escolha para empresas de alto crescimento ou aquelas que precisam de flexibilidade para atender a demandas de carga de trabalho variadas.

Segurança aprimorada através do isolamento

Como os hipervisores produzem ambientes isolados para cada VM, um ataque ou violação de dados em um ambiente não se espalha para os outros ou para o host. Essa configuração reduz o risco de ataques entre VMs e comprometimento generalizado do sistema.

Portabilidade

Portabilidade refere-se à transferência de software de um sistema para outro. Os hipervisores pontuam alto aqui, pois desacoplam recursos da máquina física. Com hipervisores, as equipes podem rapidamente mudar cargas de trabalho e alocar recursos entre máquinas virtuais, movendo-se de uma máquina para outra sem problemas.

Desafios com hipervisores

Embora os hipervisores ofereçam inúmeros benefícios para organizações e equipes de TI em termos de virtualização e otimização de recursos, há alguns desafios a serem considerados.

Problemas de desempenho

A virtualização ajuda a otimizar os recursos do computador host e adiciona uma camada entre o hardware e o sistema operacional em hipervisores tipo 1 e várias camadas para um hipervisor tipo 2. Adicionar mais camadas pode prejudicar o desempenho do aplicativo e aumentar a latência da rede.

Complexidade de gerenciamento e proliferação de virtualização

Os hipervisores simplificam a criação e distribuição de novas máquinas virtuais, o que pode ajudar as empresas a integrar novos membros da equipe. No entanto, as equipes de TI correm o risco de experimentar a proliferação de virtualização – o crescimento descontrolado de máquinas virtuais em uma rede – sem práticas adequadas de provisionamento e governança para o gerenciamento do ciclo de vida das VMs. Quando os administradores não conseguem mais gerenciar as VMs de forma eficaz, as organizações podem subutilizar as VMs ou deixá-las ociosas.

Gerenciamento de recursos inadequado

Os hipervisores alocam e gerenciam recursos como CPU, memória e armazenamento entre várias VMs, mas a alocação de recursos nem sempre é perfeita. Quando um hipervisor não distribui recursos adequadamente para atender às necessidades de carga de trabalho, algumas VMs podem funcionar bem, mas outras podem ter um desempenho ruim. Alocar mais recursos do que estão fisicamente disponíveis pode causar instabilidade e problemas de desempenho.

Considerações para escolher um hipervisor

Escolher o hipervisor certo para suas necessidades depende do seu negócio e da infraestrutura atual. Alguns fatores a serem considerados incluem os listados abaixo:

• Escalabilidade: Como uma prática recomendada, teste quão efetivamente um hipervisor distribui recursos de CPU, memória, armazenamento e rede, mantendo balanceamento de carga e alocação dinâmica em mente. A escalabilidade de um hipervisor é crucial para empresas que esperam crescimento rápido. O hipervisor certo deve dividir recursos para evitar interromper as operações comerciais e o acesso às VMs.
• Requisitos de hardware: Como é a sua infraestrutura de hardware existente? Pense em como o hipervisor se integra ao seu infraestrutura de TI e equipamentos de rede. Você tem algum requisito de hardware único? Alguns hipervisores têm requisitos de hardware específicos e configurações preferidas, então certifique-se de entender se sua infraestrutura funciona com o hipervisor.
• Requisitos de orçamento: Avalie os custos iniciais e recorrentes do hipervisor. Taxas adicionais podem incluir recursos avançados ou suporte empresarial para configuração detalhada e assistência contínua, então é essencial incluir taxas extras na sua avaliação de orçamento. Lembre-se de que algumas opções podem parecer mais baratas do que outras a longo prazo, mas podem exigir uma taxa de configuração inicial mais alta.
• Suportabilidade e comunidade: Relacionado a custos adicionais, considere as opções de suporte disponíveis ao escolher um hipervisor e determine se você prevê precisar de suporte ou acesso à comunidade. Comunidades de usuários podem ser valiosas para solucionar problemas de hipervisor, enquanto o suporte empresarial ajuda as empresas a resolver rapidamente desafios de VM em tempo real.

Hipervisores vs. contêineres na virtualização

Hipervisores e contêineres são tecnologias que as equipes usam para virtualização, mas servem a propósitos diferentes.

Organizações e administradores de TI usam hipervisores para criar máquinas virtuais, permitindo que abstraiam hardware e alocem recursos de um host para várias VMs.

Por outro lado, um contêiner é um pacote de software leve e portátil que carrega os arquivos e serviços necessários para executar um aplicativo em qualquer sistema operacional. Eles permitem que aplicativos sejam executados separadamente de um SO.

As organizações usam hipervisores e contêineres para atender a diferentes necessidades, mas ambos são vitais em arquiteturas de TI eficientes e rápidas. Os hipervisores liberam o ambiente de software do hardware físico para maximizar o uso de recursos e alocar recursos de forma eficiente. Os contêineres fazem o mesmo para aplicativos e sistemas operacionais específicos, tornando-os facilmente transferíveis.

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Os hipervisores fornecem a base crítica e necessária para a virtualização que leva à otimização de recursos, segurança e portabilidade no mundo da computação moderna. Ao escolher um hipervisor, leve em consideração as necessidades de escalabilidade, requisitos de hardware, orçamentos e suporte para obter o melhor ajuste para você e sua equipe.

Ainda está decidindo se deseja executar máquinas virtuais? Leia mais sobre os benefícios, desvantagens, tipos e casos de uso para ajudá-lo a decidir.