Bare Metal Hypervisors: Was musst du wissen?

Bevor du die Frage “Was ist ein Bare-Metal-Hypervisor?” klärst, musst du wissen, was ein Hypervisor überhaupt ist. Ein Hypervisor, auch bekannt als VMM (Virtual Machine Monitor), ist eine Virtualisierungssoftware, die bei der Erstellung und anschließenden Verwaltung der VM (Virtual Machine) hilft. Ein Hypervisor funktioniert so, dass er die Hardware- und Softwarekomponenten eines Computers voneinander trennt. Hypervisoren mit ihrer Fähigkeit, Anfragen zwischen virtuellen und physischen Ressourcen zu übersetzen, machen Virtualisierung möglich.

Wenn wir diesen Hypervisor auf der Hardware eines physischen Rechners und seinem Betriebssystem installieren, wird er zu einem Bare Metal Hypervisor. Einige dieser Bare Metal Hypervisors sind in die Firmware eingebettet, z. B. in das BIOS (Basic Input/Output System) des Motherboards. Diese Einbettung ist von entscheidender Bedeutung, da sie es dem Betriebssystem des Computers ermöglicht, sowohl auf die Virtualisierungssoftware zuzugreifen als auch sie zu nutzen.

Der größte Vorteil eines Bare Metal Hypervisors ist, dass er die zugrunde liegende Hardware vom Betriebssystem des Computers trennt. Dadurch ist die Software unabhängig von hardwarespezifischen Treibern und Geräten, was dazu führt, dass der Bare Metal Hypervisor die zugehörigen Anwendungen des Betriebssystems auf verschiedenen Hardwaretypen betreiben kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass mehrere VMs und Betriebssysteme auf einem einzigen physischen Server laufen können. Da VMs im Gegensatz zu physischen Maschinen unabhängig sind, können sie von einer Maschine auf eine andere oder von einer Plattform auf eine andere umziehen:

• Verlagerung von Arbeitslasten
• Zuweisung von Netzwerkbandbreite
• Speicher
• Speicherung
• Verarbeitungsressourcen auf mehreren Servern

Was ist ein Hypervisor?

Der Hypervisor ist auch unter dem Namen VMM (Virtual Machine Monitor) bekannt. Es handelt sich dabei um eine Software, die VMs (virtuelle Maschinen) erstellt und ausführt, so dass ein einziger Host mehrere virtuelle Gastmaschinen durch die gemeinsame Nutzung von Ressourcen wie Rechenleistung und Speicher unterstützen kann.

Bevor ein Unternehmen sich für einen Hypervisor entscheidet, muss es wissen, welche Art von Hypervisor auf einem Bare Metal installiert ist. Im Allgemeinen gibt es 2 Arten von Hypervisoren.

Typ 1 Hypervisoren:

Sie interagiert direkt mit der zugrunde liegenden Hardware der Maschine – eingebettet in die Firmware. Sie verhandelt mit der Hardware über die Zuweisung von Ressourcen an virtuelle Maschinen.

Typ 2 Hypervisor:

Auch bekannt als Hosted Hypervisor, der mit der zugrunde liegenden Hardware des Host-Rechners über das Betriebssystem interagiert. Dieser Typ verhandelt direkt mit dem Betriebssystem, um Ressourcen von dem zugrunde liegenden System zu erhalten. Allerdings gibt er seinen eigenen Anwendungen und Funktionen Vorrang vor denen der virtuellen Anwendungen.

Was ist ein Bare Metal?

Bare Metal ist ein Begriff, der sich auf die Tatsache bezieht, dass sich zwischen der Hardware und der Virtualisierungssoftware eigentlich kein Betriebssystem befindet. Die Virtualisierungssoftware wird auf einem Bare Metal eingebettet, in der Regel auf der Festplatte der Hardware, auf der auch das Betriebssystem installiert ist.

Die Beschreibung von Bare Metal bezieht sich nicht nur auf Hypervisors. Diese Bare Metal Server sind Single-Tenant-Server, können aber auch als Host-Maschine für eine VM fungieren, was sie zu einer VM Bare Metal macht. Laienhaft ausgedrückt: Bare Metal Virtualisierungssoftware oder Bare Metal Hypervisors mieten tatsächliche Server, die eine öffentliche Cloud von einem Cloud-Hosting-Dienstleister hosten.

Was ist ein Linux Bare Metal Hypervisor?

KVM hilft dabei, Linux in einen Linux Bare Metal Hypervisor (einen Typ 1 Hypervisor) zu verwandeln. Alle Hypervisoren benötigen Betriebssystemkomponenten wie Prozess-Scheduler, Speichermanager, Netzwerk-Stack und andere, um mehrere VMs zu betreiben. KVM bietet all diese Komponenten aufgrund seines Linux-basierten Kernels und bildet somit einen Linux Bare Metal Hypervisor. Linux-Bare-Metal-Hypervisoren eignen sich am besten für Unternehmensrechenzentren und andere solche Serverumgebungen. Ein KVM VPS ist unerlässlich, um die notwendige Serverleistung für eine effiziente Datenverarbeitung bereitzustellen. KVM ist seit mehr als zehn Jahren in den Linux-Kernel integriert und bietet daher auch auf modernen Linux-Versionen Zugang zu KVM-VPS.

Bare Metal Hypervisors vs. Gehostete Hypervisors

Bare Metal Hypervisors

Die Art von Hypervisoren, die am häufigsten eingesetzt werden und auf denen die Virtualisierungssoftware in der Regel direkt installiert wird. Diese Hypervisoren sind aufgrund ihrer isolierten Natur robust in ihrer Sicherheit – das macht sie sicherer vor OS-bezogenen Malware-Angriffen. Schon allein deshalb arbeiten sie im Vergleich zu gehosteten Hypervisoren viel effizienter.

Gehostete Hypervisoren

Dies ist eine andere Art von Hypervisor, die entweder als Hosted Hypervisor oder als Client bezeichnet wird. Diese Hypervisoren laufen innerhalb des Betriebssystems eines Host-Rechners. Darüber hinaus können auch zusätzliche Betriebssysteme auf ihnen installiert werden. Aufgrund der höheren Latenz eines Hosted Hypervisors müssen die Übersetzungsanfragen zwischen dem Hypervisor und der Hardware eine zusätzliche Schicht des Betriebssystems durchlaufen. Er wird auch als Client Hypervisor bezeichnet, da er für Softwaretests verwendet wird, die eine höhere Latenz als üblich erfordern. Ein Shared Server Hosting ist der Hauptansatz, der bei Hosted Hypervisors üblich ist.

Hardware-Beschleunigung tech Integration

Sowohl der Bare-Metal-Hypervisor als auch der Hosted-Hypervisor können ihre Verarbeitungsgeschwindigkeit durch die Integration von Hardwarebeschleunigungstechnologie erhöhen. Eine solche Integration ist ein vDGA (Virtual Dedicated Graphics Accelerator); ein Hardware-Beschleuniger, der die Auffrischung von 3D-Grafiken übernimmt, um das Hauptsystem für andere Aufgaben freizugeben und die Gesamtgeschwindigkeit der Bilddarstellung zu erhöhen. Diese spezielle Hardware-Beschleunigungstechnologie ist für Branchen von Vorteil, die eine komplexe Datenvisualisierung auf ihren Bare Metal- und Hosted Hypervisors benötigen.

Bare Metal vs Hypervisor: Die Hauptunterschiede

Der Bare Metal Server bezieht sich auf einen dedizierten Server mit einem einzigen Mieter, d.h. ein einzelner Kunde hat die Kontrolle. Um die Bare-Metal-Virtualisierung durchzuführen, kann ein Kunde den Bare-Metal-Hypervisor direkt auf der Hardware des Servers installieren, um Virtualisierungstechnologien wie:

• Virtuelle Anwendungen
• Private Clouds
• Virtuelle Maschinen (VMs)

Beide Hypervisor-Typen sind jedoch in der Lage, virtuelle Server für mehrere Kunden auf einem einzigen physischen Rechner zu betreiben. Public Cloud Hosting Service Provider vermieten ihren Serverplatz für virtuelle Server an verschiedene Unternehmen. So kann ein einziger Server mehrere virtuelle Server beherbergen, die die Arbeitslast für verschiedene Unternehmen übernehmen.

Vorteile:

• Bei einem Bare Metal Server hat ein einzelnes Unternehmen die vollständige Kontrolle, was dazu führt, dass der Server im Gegensatz zu einem gehosteten Hypervisor immer gut funktioniert.
• Das Unternehmen hat mehr Kontrolle über seine Hardware und kann diese für eine höhere Leistung optimieren.
• Bare Metal Hypervisors, die ihre Ressourcen nicht mit mehreren Mietern teilen, sind ideal für das Hosting von Private Clouds. Ein gängiges Beispiel ist ein Unternehmen, das die Vorschriften zur physischen Trennung von Ressourcen einhalten muss.

• Diese gehosteten Hypervisors ermöglichen die sofortige Erstellung von virtuellen Maschinen – und damit mehr Ressourcen, die für unterschiedliche Arbeitslasten benötigt werden.
• Die Mieter können mehr aus einem physischen Server herausholen, da er mehrere virtuelle Maschinen auf den Ressourcen eines einzigen physischen Servers betreiben kann.
• Der Betrieb mehrerer virtueller Maschinen auf einem einzigen physischen Server ist sowohl energie- als auch kosteneffizient.

Nachteile:

• Bare-Metal-Hypervisor erfordern eine Nutzung durch einen einzelnen Mieter, was sowohl kostspielig als auch energieineffizient ist. Ein Unternehmen muss mehrere physische Maschinen für identische Aufgaben betreiben.
• Der größte Nachteil von Bare Metal gegenüber Hypervisor ist, dass die gemeinsame Nutzung von Ressourcen auf einem Hosted Hypervisor ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Noisy Neighbor, ein Nachteil von Hosted Hypervisor, tritt auf, wenn einer der Tenants eine hohe Arbeitslast hat, die bei den übrigen Tenants zu einem Leistungsabfall des Servers führt.

Fazit

Ein Bare-Metal-Hypervisor setzt die Virtualisierungssoftware direkt auf die Hardware eines Computers und trennt sie so vom Betriebssystem. Auf diese Weise kann ein einzelner Server mehrere VMs hosten, was Vorteile wie Flexibilität bei der Arbeitsbelastung mit sich bringt. Der Linux-Bare-Metal-Hypervisor ist ein solches Beispiel für eine Linux-basierte KVM. Im Vergleich zwischen Bare Metal Hypervisor und Hosted Hypervisor bietet der Bare Metal Hypervisor eine bessere Leistung und Kontrolle, während der Hosted Hypervisor eine bessere Ressourcenzuweisung bietet.

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