Was ist ein Bare-Metal-Hypervisor?
Ein Hypervisor, auch Virtual Machine Monitor (VMM) genannt, ist eine Art von Virtualisierungssoftware, die Erstellung und Management von virtuellen Maschinen (VMs) unterstützt, indem sie die Software eines Computers von seiner Hardware trennt. Hypervisoren übertragen Anforderungen zwischen physischen und virtuellen Ressourcen und machen dadurch Virtualisierung möglich. Wenn ein Hypervisor direkt auf der Hardware eines physischen Geräts zwischen der Hardware und dem Betriebssystem installiert wird, handelt es sich um einen Bare-Metal-Hypervisor. Manche Bare-Metal-Hypervisoren sind auf derselben Firmware-Ebene wie das Basic Input/Output System (BIOS) des Motherboards integriert. Das ist bei einigen Systemen erforderlich, damit das Betriebssystem auf einem Computer auf Virtualisierungssoftware zugreifen und diese verwenden kann.
Da der Bare-Metal-Hypervisor das Betriebssystem von der zugrunde liegenden Hardware trennt, ist die Software nicht mehr von bestimmten Hardwaregeräten oder Treibern abhängig oder auf diese beschränkt. Das bedeutet, dass Betriebssysteme und zugehörige Anwendungen dank Bare-Metal-Hypervisoren mit einer Vielzahl von Hardwaretypen kompatibel sind. Außerdem ist es möglich, dass sich mehrere Betriebssysteme und virtuelle Maschinen (Gastmaschinen) auf demselben physischen Server (Hostmaschine) befinden. Da virtuelle Maschinen von physischen Maschinen unabhängig sind, können sie flexibel zwischen Geräten und Plattformen verschoben werden. Je nach Bedarf werden Workloads verlagert und Networking-, Arbeitsspeicher-, Storage- sowie Verarbeitungsressourcen zugewiesen – und das über mehrere Server hinweg. Wenn eine Anwendung beispielsweise mehr Rechenleistung benötigt, greift sie über die Virtualisierungssoftware nahtlos auf zusätzliche Maschinen zu. Dies führt zu höherer Kosten- und Energieeffizienz sowie besserer Performance, wobei weniger physische Maschinen benötigt werden.
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Was bedeutet „Bare Metal“?
„Bare Metal“ wird nicht nur zur Beschreibung von Hypervisoren verwendet. Bei einem Bare-Metal-Server handelt es sich um einen gewöhnlichen Single-Tenant-Server. Durch die Kombination mit einem Hypervisor und Virtualisierungssoftware kann er jedoch als Hostmaschine für virtuelle Maschinen fungieren. Bei Bare-Metal-Clouds mieten Kunden von Cloud-Serviceanbietern neben Public-Cloud-Services auch die jeweiligen Server, die die Public Cloud hosten.
Was ist der Unterschied zwischen Bare-Metal- und gehosteten Hypervisoren?
Bare-Metal-Hypervisoren sind die am häufigsten bereitgestellten Hypervisoren. Virtualisierungssoftware wird direkt auf der Hardware installiert, auf der normalerweise das Betriebssystem installiert ist. Bare-Metal-Hypervisoren sind äußerst sicher, da sie von anfälligen Betriebssystemen isoliert sind. Sie bieten eine bessere und effizientere Performance als gehostete Hypervisoren und die meisten Unternehmen entscheiden sich für Bare-Metal-Hypervisoren, um Computing-Anforderungen der Enterprise-Klasse in ihren Rechenzentren zu erfüllen.
Es gibt noch einen weiteren Hypervisor-Typ, den sogenannten Client- oder gehosteten Hypervisor. Bare-Metal-Hypervisoren werden direkt auf der Computing-Hardware ausgeführt, gehostete Hypervisoren hingegen im Betriebssystem der Hostmaschine. Obwohl gehostete Hypervisoren im Betriebssystem ausgeführt werden, können weitere Betriebssysteme installiert werden. Gehostete Hypervisoren weisen im Vergleich zu Bare-Metal-Hypervisoren eine höhere Latenz auf, da Anforderungen zwischen Hardware und Hypervisor den zusätzlichen Betriebssystem-Layer passieren müssen. Gehostete Hypervisoren werden auch als Client-Hypervisoren bezeichnet, da sie am häufigsten für Anwender- und Softwaretests eingesetzt werden, bei denen die höhere Latenz kein großes Problem darstellt.
Technologie für Hardwarebeschleunigung kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Bare-Metal- und gehosteten Hypervisoren steigern, indem sie einige der ressourcenintensiven Aufgaben im Zusammenhang mit dem Erstellen und Verwalten virtueller Ressourcen erledigt. Ein virtueller Dedicated Graphics Accelerator (vDGA) ist ein Hardwarebeschleuniger, der das Senden und Aktualisieren von High-End-3-D-Grafiken übernimmt. Dadurch verfügt das Hauptsystem über mehr Kapazitäten für andere Aufgaben und Bilder werden deutlich schneller angezeigt. Diese Technologie ist sehr nützlich für Branchen wie Öl- und Gasexploration, in denen Unternehmen komplexe Daten schnell visualisieren müssen.
Was ist der Unterschied zwischen einem Hypervisor und Bare-Metal-Virtualisierung?
Ein Bare-Metal-Server ist ein dedizierter Server mit einem einzigen Mandanten, der von einem einzigen Client kontrolliert wird. Für Bare-Metal-Virtualisierung kann der Client einen Bare-Metal-Hypervisor direkt auf der Hardware dieses Servers installieren, um Virtualisierungstechnologie zu unterstützen, einschließlich virtueller Anwendungen, mehrerer virtueller Maschinen oder Private Clouds.
Gehostete Hypervisoren werden hingegen auf dem Betriebssystem und nicht auf der Bare-Metal-Instanz des Servers installiert. Beide Hypervisor-Typen können mehrere virtuelle Server für mehrere Mandanten auf einer physischen Maschine ausführen. Public-Cloud-Serviceanbieter vermieten Serverspeicherplatz auf den verschiedenen virtuellen Servern an unterschiedliche Unternehmen. Ein Server kann beispielsweise mehrere virtuelle Server hosten, die Workloads für mehrere Unternehmen ausführen. Die gemeinsame Nutzung von Ressourcen stellt unter Umständen ein größeres Sicherheitsrisiko dar als ein dedizierter Bare-Metal-Server und führt womöglich zu einem „Noisy Neighbor“-Effekt, wenn einer der Mandanten einen großen Workload ausführt, der die Server-Performance anderer Mandanten beeinträchtigt.
Da ein einzelnes Unternehmen vollständige Kontrolle über einen Bare-Metal-Server hat, bietet dieser Server eine stets höhere Performance als ein virtueller Server, der Bandbreite, Arbeitsspeicher und Rechenleistung eines physischen Servers mit anderen virtuellen Servern teilt. Unternehmen haben außerdem mehr Kontrolle über die Hardware für Bare-Metal-Server und können sie optimieren, um die Performance zu steigern. Da Bare-Metal-Server Ressourcen nicht gemeinsam mit anderen Mandanten nutzen, werden sie häufig zum Hosten von Private Clouds verwendet. Das trifft insbesondere auf Unternehmen zu, die Ressourcen aufgrund von Vorschriften physisch voneinander trennen müssen.
Hypervisoren, die mehrere virtuelle Maschinen hosten, bieten gegenüber Bare-Metal-Servern einige Vorteile. Mithilfe von Hypervisoren werden virtuelle Maschinen sofort erstellt, wodurch je nach Bedarf mehr Ressourcen für dynamische Workloads zur Verfügung stehen. Es ist wesentlich aufwendiger, einen zusätzlichen physischen Server bei Bedarf bereitzustellen. Hypervisoren führen darüber hinaus zu einer besseren Auslastung physischer Server, da mehrere virtuelle Maschinen auf den Ressourcen einer physischen Maschine ausgeführt werden können. Die Ausführung mehrerer virtueller Maschinen auf einer physischen Maschine ist kosten- und energieeffizienter als der Einsatz mehrerer unzureichend ausgelasteter physischer Maschinen für ein und dieselbe Aufgabe.
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