Kas yra hipervizorius?

Hipervizorius yra unikalus programinės įrangos tipas, leidžiantis kompiuteriui paleisti daugiau nei vieną operacinę sistemą (OS). Vykdydama procesą, vadinamą virtualizavimu, programinė įranga apgaudinėja kiekvieną OS, manydama, kad ji turi išskirtinę prieigą prie tam tikro aparatūros rinkinio. Jis yra tarp fizinės aparatinės įrangos ir OS ir pateikia virtualų aparatūros rinkinį visai kitai įrenginyje veikiančiai programinei įrangai. Ji taip pat valdo informacijos srautą tarp programinės įrangos, virtualizuotos aparatinės įrangos ir fizinės aparatinės įrangos. Šio tipo programinė įranga naudojama tiek vartotojų, tiek įmonių nustatymuose.

Daugeliu atvejų kompiuterio OS veikia labai privilegijuotoje būsenoje, kai ji turi nevaržomą prieigą prie įrenginio aparatinės įrangos, o programos veikia mažiau privilegijuotos būsenos ir turi pasikliauti OS. Šie skirtingi aparatinės įrangos prieigos privilegijų lygiai yra žinomi kaip žiedai, o OS tradiciškai veikia žiedu 0; vartotojų programos veikia 1–3 žiedais, kurios turi mažiau teisių. Šis modelis dažniausiai veikia puikiai, bet visiškai suyra, kai bandoma paleisti daugiau nei vieną OS viename kompiuteryje vienu metu. Hipervizorius išsprendžia šią problemą naudodamas techniką, vadinamą virtualizacija.

Virtualizacija nėra nauja idėja, tačiau nuo 2000-ųjų vidurio ji tapo madingu žodžiu, kai korporacijos ir informacinių technologijų (IT) pramonė suvokė savo galimybes sumažinti išlaidas ir padidinti efektyvumą. Yra daug skirtingų virtualizavimo būdų, tačiau pagrindinė idėja yra sukurti modeliuotus aparatinės įrangos rinkinius, kurie dažnai vadinami virtualiosiomis mašinomis. Hipervizoriaus, kuris taip pat gali būti vadinamas virtualios mašinos monitoriumi, atveju kiekvienoje virtualioje mašinoje yra „svečio“ OS. Pats hipervizorius gali veikti tiesiogiai fizinėje aparatinėje įrangoje, tokiu atveju jis žinomas kaip „pliko metalo“ tipas arba pagrindinėje operacinėje sistemoje kaip „programinės įrangos“ hipervizorius.

Hipervizoriai turi naudoti kai kuriuos labai sudėtingus metodus, kad galėtų valdyti savo svečių operacines sistemas ir užtikrinti, kad jos neprieštarautų viena kitai. Kadangi virtualioje mašinoje esanti OS nežino, kad iš jos atimtos skambėjimo 0 teisės, ji gali bandyti atlikti apribotas funkcijas be leidimo. Tokiais atvejais hipervizorius gali perimti funkciją prieš jai pasiekiant aparatinę įrangą, vykdyti instrukcijas taip, kad nepadarytų žalos kitoms aparatinėje įrangoje veikiančioms operacinėms sistemoms, ir grąžinti rezultatą į pradinę OS. Tai tik viena iš daugelio pažangių koncepcijų, būdingų virtualizacijos pasauliui, žinoma kaip „spąstų ir imitavimo“ technika.

Kadangi šio tipo programinė įranga tapo svarbesnė ir pelningesnė, vis daugiau įmonių ieško būdų, kaip palengvinti hipervizoriaus apkrovą ir padidinti našumą. Programinės įrangos pardavėjai modifikavo savo operacines sistemas, kad žinotų apie virtualias mašinas, kuriose jie veikia, o tai reiškia, kad sulaikoma ir emuliuojama mažiau scenarijų. Techninės įrangos pardavėjai pridėjo palaikymą naujo lygio privilegijoms, kartais žinomoms kaip žiedas -1. Naujesnės programinės įrangos programos gali pasinaudoti vienu arba abiem iš šių metodų, kad padidintų našumą.

Dabar hipervizorių galima rasti įvairiuose gaminiuose tiek vartotojų, tiek įmonės lygiu. Plataus vartojimo produktai, leidžiantys vienai operacinei sistemai veikti kitoje sistemoje, dažnai naudoja programinės įrangos tipo hipervizorių. Įmonės erdvėje programinė įranga leidžia konsoliduoti nepakankamai naudojamus serverius, kuriuose veikia skirtingos operacinės sistemos. Programinės įrangos kūrėjai gali naudoti šį metodą, norėdami paleisti kelis panašių ar net identiškų operacinių sistemų egzempliorius, kad patikrintų suderinamumo problemas.