虛擬機管理程式(Hypervisor)在啟用伺服器虛擬化方面發揮著重要作用,這對於啟用雲端運算至關重要。概括來說,虛擬化是指使用軟體來模擬實體資源。在伺服器虛擬化的情況下,虛擬機管理程式是使用硬體資源建立和運行虛擬機(VM)的軟體過程。虛擬機管理程式將虛擬機及其程式,與底層伺服器硬體進行抽象化和隔離,從而更有效地利用實體資源、更簡單地維護和操作,並降低成本。
虛擬機管理程式解決了主要的技術問題:大多數硬體雲端每次只能運行一個作業系統。這種限制通常會導致資源浪費,因為單一作業系統很少能充分利用硬體的容量。
虛擬機管理程式透過聚合虛擬化實體伺服器的資源(例如內存、網路頻寬和 CPU 週期),然後將這些資源分配給虛擬環境(又稱為虛擬機)來解決上述限制。虛擬機管理程式也稱為虛擬機監視器(VMM)。虛擬機(VM)本質上是基於軟體的運算機,可以存取與實體運算機相同的資源,包括作業系統和應用程式。但是,虛擬機管理程式讓你以訪客身份運行多個 VM,從而更有效地使用底層主機的實體資源。每個 VM 都可以充當每個服務、應用程式或作業系統的專用機器。例如,你可在單一伺服器上運行多個不同的作業系統。邏輯上,虛擬機管理程式也分離 VM,從而保護每個獨立 VM 免受相同 虛擬機管理程式上其他獨立 VM 的問題,例如崩潰、錯誤或安全攻擊。
作為軟體,虛擬機管理程式將作業系統和應用程式與實體主機分離。這種分離提供了一連串好處,包括能夠輕鬆快速地將 VM 從一個主機遷移到另一個主機,而不會造成中斷。這種稱為實時遷移的容量,對於工作負載平衡至關重要。在節點發生故障的情況下,實時遷移也會自動發生,從而提供高可用性,並增加正常運行時間。
虛擬化透過減少實體空間來節省成本,從而降低電力、冷卻和維護成本。虛擬化還大幅提高了交付 IT 服務的敏捷性和速度。例如,啟動 VM 比配置新環境來滿足客戶要求要容易得多。
第 1 類虛擬機管理程式直接安裝在實體伺服器上,因此也稱為「裸機」虛擬機管理程式。直接存取實體伺服器的資源,使第一類虛擬機管理程式有非常高的效率。這種設計還使第 1 類虛擬機管理程式更加安全,因為它限制了攻擊面和妥協的可能性。迄今為止,第 1 類虛擬機管理程式在企業 IT 環境中最常見,主要是由於其強大的安全性、可擴展性、穩定性和效能。最廣泛使用的虛擬機管理程式示例包括 Nutanix AHV、VMware ESXi、Microsoft Hyper-V 和 Citrix Hypervisor。
第 2 類虛擬機管理程式的不同之處,在於它們在實體伺服器的現有作業系統上作為應用程式運行。因為位於實體伺服器和虛擬機管理程式之間的主機作業系統上運行,所以它們也被稱為「託管」虛擬機管理程式。第 2 類虛擬機管理程式不適合基於伺服器的環境,因為它們比第 1 類具有更高的延遲性和風險。但是,它們相對容易安裝,並且可以在特定用例中運行得不錯(例如個人 PC 使用者需要運行多個作業系統)。另外,效能和安全性也穩定。
由於虛擬機(VM)環境與系統的其餘部分隔離,因此在 VM 內運行的任何內容都不會影響或干擾主機硬體上運行的任何內容。萬一 VM 受到威脅,整個系統不會受到影響。
然而,眾所周知,網路犯罪分子會破壞虛擬機管理程式。這種破壞會導致虛擬機管理程式管理的所有 VM 出現問題,從而使每個 VM 中的資料易受攻擊。
安全協定和要求可能因虛擬機管理程式的類型而異。