Kaj je hipervizor?

Hipervizor je edinstvena vrsta programske opreme, ki računalniku omogoča poganjanje več kot enega operacijskega sistema (OS). S postopkom, znanim kot virtualizacija, programska oprema vsak OS zavede, da misli, da ima ekskluziven dostop do določenega nabora strojne opreme. Nahaja se med fizično strojno opremo in operacijskim sistemom ter predstavlja navidezni nabor strojne opreme za vso drugo programsko opremo, ki se izvaja na stroju. Prav tako upravlja pretok informacij med programsko opremo, virtualizirano strojno opremo in fizično strojno opremo. Ta vrsta programske opreme se uporablja tako v potrošniških kot v podjetniških okoljih.

V večini primerov operacijski sistem računalnika deluje v zelo privilegiranem stanju, kjer ima neomejen dostop do strojne opreme stroja, medtem ko aplikacije delujejo v manj privilegiranem stanju in se morajo zanašati na OS. Te različne ravni privilegijev za dostop do strojne opreme so znane kot obročki, pri čemer OS tradicionalno deluje v obroču 0; uporabniške aplikacije se izvajajo v obročkih 1–3, ki imajo manj privilegijev. Ta model večino časa deluje dobro, vendar se popolnoma razpade, ko poskušate hkrati zagnati več kot en OS na enem računalniku. Hipervizor rešuje ta problem z uporabo tehnike, imenovane virtualizacija.

Virtualizacija ni nova ideja, vendar je od sredine 2000-ih, ko so korporacije in industrija informacijske tehnologije (IT) spoznali svoj potencial za znižanje stroškov in povečanje učinkovitosti, postala nekaj popularnega. Obstaja veliko različnih pristopov k virtualizaciji, vendar je osnovna ideja ustvariti simulirane sklope strojne opreme, ki so pogosto znani kot virtualni stroji. V primeru hipervizorja, ki ga lahko imenujemo tudi monitor navideznega stroja, vsak virtualni stroj vsebuje “gostujoči” OS. Hipervizor sam se lahko izvaja neposredno na fizični strojni opremi, v tem primeru je znan kot “gola kovina” ali znotraj operacijskega sistema gostitelja kot “programski” hipervizor.

Hipervizorji morajo uporabljati nekaj zelo sofisticiranih tehnik za upravljanje svojih gostujočih operacijskih sistemov in zagotoviti, da si med seboj ne nasprotujejo. Ker se OS v navideznem stroju ne zaveda, da so mu odvzete privilegije ring 0, lahko poskuša izvajati omejene funkcije brez dovoljenja. V teh primerih lahko hipervizor prestreže funkcijo, preden doseže strojno opremo, izvede navodila na način, ki ne bo škodoval drugim operacijskim sistemom, ki delujejo na strojni opremi, in vrne rezultat v izvirni OS. Poznana kot tehnika “pasti in posnemati”, je to le eden od mnogih naprednih konceptov, edinstvenih za svet virtualizacije.

Ker je ta vrsta programske opreme postala pomembnejša in donosna, je vse več podjetij iskalo načine, kako zmanjšati obremenitev hipervizorja in zagotoviti večjo zmogljivost. Proizvajalci programske opreme so spremenili svoje operacijske sisteme, da bi se zavedali navideznih strojev, na katerih delujejo, kar pomeni manj scenarijev za pasti in posnemanje. Proizvajalci strojne opreme so dodali podporo za novo raven privilegijev, včasih znanih kot ring -1. Novejši programi lahko izkoristijo eno ali obe od teh tehnik za povečanje zmogljivosti.

Hipervizorje je zdaj mogoče najti v različnih izdelkih na ravni potrošnikov in podjetij. Potrošniški izdelki, ki omogočajo delovanje enega operacijskega sistema v drugem, pogosto uporabljajo hipervizor programske opreme. V poslovnem prostoru programska oprema omogoča konsolidacijo premalo uporabljenih strežnikov z različnimi operacijskimi sistemi. Razvijalci programske opreme lahko uporabijo ta pristop za zagon več primerkov podobnih ali celo enakih operacijskih sistemov, da bi preizkusili težave z združljivostjo.