Виртуализация – это технология, позволяющая создавать несколько эмулируемых сред или выделенных ресурсов на базе одной физической аппаратной системы.
Эта технология стала ключевой в центрах обработки данных, облачных вычислительных средах и во многих скриптах тестирования.
Существуют различные технологии виртуализации, но наиболее известны две из них – полная виртуализация и паравиртуализация.
Обе технологии имеют свои преимущества, недостатки и варианты использования.
Давайте подробнее рассмотрим их различия.
Полная виртуализация
Определение: Полная виртуализация предполагает имитацию полного аппаратного уровня, на котором может работать немодифицированная гостевая операционная система, считая, что она запущена на реальной физической машине.
Как это работает:
Используется гипервизор, который располагается между аппаратным обеспечением и операционной системой.
Этот гипервизор эмулирует все аппаратные ресурсы для гостевых операционных систем.
Гостевая ОС не требует модификации, поскольку не знает о виртуальной среде.
Преимущества:
- Независимость от гостевой ОС: Гостевая ОС не должна знать о лежащей в ее основе виртуализации, поэтому не требуется никаких модификаций. На одном и том же гипервизоре можно запускать несколько различных ОС.
- Изоляция: Каждая виртуальная машина (ВМ) работает изолированно. Сбой в одной ВМ не повлияет на другие.
Недостатки:
- Накладные расходы на производительность: Поскольку эмулируется каждая аппаратная инструкция, это приводит к значительному снижению производительности. Она может быть медленнее, чем паравиртуализация.
- Ресурсоемкость: Из-за эмуляции всего аппаратного обеспечения может потребоваться больше ресурсов.
Паравиртуализация
Определение: Паравиртуализация позволяет нескольким гостевым операционным системам работать на одной физической аппаратной системе, эффективно взаимодействуя с гипервизором.
Как это работает:
Используется гипервизор, который располагается между аппаратным обеспечением и операционной системой.
В отличие от полной виртуализации, аппаратное обеспечение эмулируется не полностью.
Гостевая ОС модифицируется таким образом, чтобы быть в курсе виртуальной среды. Она выполняет гипервызовы непосредственно к гипервизору для выполнения любых операций, требующих помощи.
Преимущества:
- Более высокая производительность: Поскольку по сравнению с полной аппаратной эмуляцией накладные расходы меньше, паравиртуализация обычно обеспечивает более высокую производительность.
- Эффективное использование ресурсов: Без необходимости полной аппаратной эмуляции потребление ресурсов обычно ниже.
Недостатки:
- Модификация гостевой ОС: Необходимость модификации гостевой ОС делает ее менее универсальной. Не все операционные системы могут поддерживать такие модификации.
- Меньшая изоляция: Поскольку гостевые ОС знают друг о друге, существует потенциал (хотя и управляемый) для меньшей изоляции.
Сравнение в общих чертах
| Критерии | Полная виртуализация | Паравиртуализация |
|---|---|---|
| Аппаратная эмуляция | Полная эмуляция аппаратных средств. | Частичная эмуляция или ее отсутствие. |
| Модификация гостевой ОС | Не требуется. | Требуется. |
| Производительность | Как правило, медленнее из-за накладных расходов на аппаратную эмуляцию | Как правило, быстрее и с меньшими накладными расходами. |
| Эффективность использования ресурсов | Потребляет больше ресурсов за счет эмуляции. | В целом более эффективны. |
| Изоляция | Улучшенная изоляция между виртуальными машинами. | Меньше, чем в полной виртуализации. |
| Универсальность | Может работать под управлением нескольких ОС без модификаций. | Ограничен модифицированными ОС. |
Заключение
Выбор между полной виртуализацией и паравиртуализацией во многом зависит от конкретных требований организации или проекта.
Если вам нужно более общее решение, способное работать с любой ОС без модификаций, то лучше использовать полную виртуализацию.
С другой стороны, если вам важна производительность и эффективность и вы готовы работать с модификациями ОС, то паравиртуализация может оказаться более удачным выбором.
Независимо от выбора, понимание нюансов каждого подхода позволяет принимать более правильные решения в виртуализированной среде.
см. также:
- VDI: что это такое, как работает, плюсы и минусы
- ⚙️ Как включить вложенную виртуализацию KVM
- 📜 Сколько Килобайт в 1 Мегабайте?
- 🐧 Лучшие дистрибутивы Linux на основе RedHat
- 🐧 CentOS 7 и CentOS 8 – Сравнение возможностей
- 🐳 Архитектура Docker и ее компоненты для начинающих
- 🔯 Что такое KVM (виртуальная машина на основе ядра) в Linux?
