Hypervisor di tipo 1 vs tipo 2: qual è la differenza?

Un hypervisor viene eseguito su un host fisico e suddivide le risorse dell’host tra vari ambienti virtuali. Esistono due tipi di hypervisor.

Gli hypervisor di tipo 1, o bare-metal, vengono installati direttamente sull’host o sul server fisico. Il tipo 2, o hypervisor ospitati, ha invece un livello del sistema operativo tra esso e l’host fisico.

Il modo in cui gli hypervisor di tipo 1 e di tipo 2 eseguono la virtualizzazione, l’accesso e l’allocazione delle risorse, le prestazioni e altri fattori differiscono notevolmente.

Poiché ci sono alcuni pro e contro per entrambi i tipi, scegliere quello giusto per i tuoi casi d’uso può essere difficile, ma questo articolo dovrebbe darti una migliore comprensione a tal fine.

Sommario

Che cos’è un hypervisor di tipo 1?

Come mostrato nella figura, gli hypervisor di tipo 1 vengono eseguiti sopra l’host fisico e interagiscono direttamente con l’hardware, senza alcun sistema operativo in mezzo, poiché il tipo 1 stesso funge da sistema operativo. Grazie a ciò, gli hypervisor di tipo 1 hanno prestazioni, efficienza e sicurezza migliori.

Tuttavia, sono anche più complicati da configurare, utilizzare ed eseguire il debug per lo stesso motivo. Dopotutto, ogni Tipo 1 è diverso dall’altro in termini di meccanismi di funzionamento, il che significa che sono necessarie più ore per familiarizzare con la configurazione e il sistema.

Inoltre, i dispositivi necessari per eseguire gli hypervisor di tipo 1 devono essere specificamente progettati per la virtualizzazione, rendendoli inutili per qualsiasi altro scopo.

Alcuni noti fornitori di tipo 1 includono VMware ESXi, Microsoft Hyper-V e Citrix XenServer.

Professionisti:

• Accesso diretto all’hardware
• Allocazione efficiente delle risorse
• Migliori prestazioni e sicurezza
• Altamente scalabile

Contro:

• Difficile da configurare e mantenere
• Costi di licenza elevati

Che cos’è un hypervisor di tipo 2?

D’altra parte, gli hypervisor di tipo 2 vengono eseguiti su un livello del sistema operativo. Ciò li rende più soggetti a vulnerabilità e le prestazioni non sono altrettanto buone rispetto al Tipo 1. Ma al contrario, sono molto più facili da configurare, utilizzare e risolvere i problemi.

Alcuni noti fornitori di tipo 2 includono VMware Workstation Player, Oracle VM VirtualBox e QEMU.

Professionisti:

• Sono disponibili entrambe le opzioni convenienti e completamente gratuite
• Facile da configurare e mantenere

Contro:

• Le prestazioni e la sicurezza non sono così eccezionali
• L’allocazione delle risorse è inefficiente
• Scalabilità limitata

Un’altra cosa di cui vale la pena parlare sono alcuni hypervisor come KVM e Hyper-V . Poiché Hyper-V è accessibile da Windows , a volte viene erroneamente classificato come hypervisor di tipo 2 anche se in realtà è di tipo 1.

KVM è un po’ più complicato. KVM consente al kernel Linux di funzionare come hypervisor di tipo 1, ma contemporaneamente l’intero sistema è classificato come hypervisor di tipo 2. Le VM stesse sono implementate come normali processi Linux.

In che modo questi due sono diversi?

Ecco le principali differenze tra gli hypervisor di tipo 1 e di tipo 2:

Livello di virtualizzazione

Gli hypervisor di tipo 1 eseguono la virtualizzazione a livello hardware. Di solito, Ring 0 è il livello di protezione con il maggior numero di privilegi in quanto offre accesso diretto all’hardware.

Ma Intel VT-x e AMD-V inseriscono un nuovo anello al di sotto chiamato Ring -1 , che consente al sistema operativo guest di eseguire operazioni Ring 0 senza compromettere nient’altro. Ciò significa essenzialmente che gli hypervisor di tipo 1 sono più veloci ed efficienti e le funzionalità hardware sono direttamente accessibili.

D’altra parte, gli hypervisor di tipo 2 eseguono la virtualizzazione a livello di sistema operativo. Esiste un livello del sistema operativo tra l’hypervisor e l’host fisico, il che significa che l’hypervisor non ha accesso diretto all’hardware.

Al contrario, il kernel crea spazi utente isolati in cui viene eseguito il sistema operativo guest, in modo simile a qualsiasi altra applicazione o processo. Ciò significa che gli hypervisor di tipo 2 vengono eseguiti su Ring 1 o superiore.

Assegnazione delle risorse

Gli hypervisor di tipo 1 assegnano le risorse in modo dinamico. Ad esempio, supponiamo di avere un server con 64 GB di memoria e 6 server virtuali in esecuzione su di esso. Se desideri assegnare 16 GB o più a ciascun server, puoi tranquillamente farlo anche se il totale risulterebbe tecnicamente superiore a quanto dovrebbe essere possibile.

In uno scenario reale, è altamente improbabile che tutti i server virtuali massimizzino simultaneamente l’utilizzo della memoria.

Nel caso degli hypervisor di tipo 2, i server virtuali occupano tutte le risorse assegnate anche se non ne hanno effettivamente bisogno.

Prestazione

Come affermato, gli hypervisor di tipo 1 vengono eseguiti direttamente sull’host senza intermediari, il che si traduce in prestazioni migliori.

Al contrario, gli hypervisor di tipo 2 vengono eseguiti su un livello del sistema operativo. Il sistema operativo guest dipende dal sistema operativo host per l’accesso alle risorse, il che si traduce in una maggiore latenza.

Sicurezza

Sebbene estremamente raro, c’è sempre la possibilità di hyperjacking, indipendentemente dal tipo di hypervisor. Ma escludendo questa piccola possibilità, gli hypervisor di tipo 1 sono molto sicuri.

Gli hypervisor di tipo 2, d’altra parte, non sono così affidabili. Eventuali problemi con il sistema operativo host sottostante, da malware e hacking a arresti anomali, possono influire sulle prestazioni delle VM.

Scalabilità

Considerando i vari fattori descritti in dettaglio finora, dall’allocazione delle risorse e dall’efficienza alle prestazioni e alla sicurezza, non dovrebbe sorprendere che gli hypervisor di tipo 1 siano molto più diffusi negli ambienti aziendali.

Gli hypervisor di tipo 2, che devono fare affidamento sul sistema operativo sottostante, hanno una scalabilità relativamente limitata. Sono più adatti per l’uso personale o per determinati ambienti in cui gli sviluppatori devono testare e utilizzare vari sistemi operativi.

Somiglianze tra hypervisor di tipo 1 e di tipo 2

La principale somiglianza tra gli hypervisor di tipo 1 e di tipo 2 è che entrambi possono utilizzare la virtualizzazione assistita da hardware . Rispetto alla virtualizzazione del software, in cui l’hypervisor gestisce tutto in modo indipendente, i processori moderni possono assistere gli hypervisor con la virtualizzazione per massimizzare le prestazioni e ridurre al minimo l’overhead.

In che modo gli hypervisor di tipo 1 sono migliori?

Come descritto in dettaglio nelle sezioni precedenti, gli hypervisor di tipo 1 sono migliori in termini di maggior parte delle metriche, dalla sicurezza, prestazioni e scalabilità, all’accesso e allocazione delle risorse.

In quanto tali, sono comunemente utilizzati in ambienti server di grandi dimensioni come data center o aziende.

Dovresti usare gli hypervisor di tipo 2?

Mentre gli hypervisor di tipo 1 sono migliori se seguiamo le specifiche grezze, gli hypervisor di tipo 2 sono opzioni migliori in determinati scenari.

Per cominciare, gli hypervisor di tipo 2 sono più semplici da configurare e utilizzare. Sono anche in genere convenienti o completamente gratuiti. Questo non è il caso degli hypervisor di tipo 1, dove i costi di licenza sono piuttosto elevati e, nei casi di opzioni gratuite, la funzionalità è limitata.

Ciò rende gli hypervisor di tipo 2 più adatti all’uso personale. Dopotutto, non ha senso acquistare costose licenze di tipo 1 solo per configurare un paio di sistemi operativi nel laboratorio di casa.

Lo stesso ragionamento vale anche per certi ambienti professionali. I professionisti della tecnologia spesso hanno bisogno di accedere a diversi sistemi operativi per testare su piattaforme diverse. In tali casi, gli hypervisor di tipo 2 sono una soluzione popolare.

Verdetto finale: hypervisor di tipo 1 vs tipo 2

Gli hypervisor di tipo 1 possono sembrare migliori sulla carta, ma esistono applicazioni reali per entrambi i tipi di hypervisor. Quello giusto per te dipenderà dalle tue esigenze specifiche e dai casi d’uso, come abbiamo spiegato in dettaglio in questo articolo. Infine, per ricapitolare, ecco le principali differenze tra gli hypervisor di tipo 1 e di tipo 2: