Hypervisor Nedir? Nasıl Çalışır?

Sanal bir makine ile çalışmaya başlamak; yüksek düzeyde kullanılabilirdir ve hızlı felaket kurtarma sağlar. Ayrıca donanımınızın yeteneklerini genişletir, BT ile ilgili maliyetleri kontrol etmenize yardımcı olur ve sisteminizin güvenilirliğini ve güvenliğini geliştirmenize olanak tanır. Bu noktada bulut ve sanallaştırılmış sistemlerle çalışmaya başlayacaksanız, Hyper-V, vSphere veya XenApp gibi çözümlerin nasıl uygulanacağını anlamanız önemlidir.

Hypervisor Nedir?

Sanal makine monitörü (VMM) olarak da bilinen bir hipervizör (VMM), birden çok sanal makineyi barındırmanıza olanak tanıyan bilgisayar yazılımı veya donanımıdır. Her sanal makine kendi programlarını çalıştırabilir. Bir hipervizör, tümü tek bir bilgisayar donanımı üzerinde en iyi şekilde çalışan birkaç sanal makineye erişmenizi sağlar.

Hiper yönetici, fiziksel donanım ile sanal makineler arasında yer alır ve CPU, bellek ve depolama gibi fiziksel kaynakları sanal makinelere tahsis eder. Ayrıca, sanal makineler arasında izolasyon sağlayarak, sanki ayrı fiziksel makinelerde çalışıyormuş gibi birbirlerinden bağımsız olarak çalışmalarına olanak tanır.

Hipervizörler, fiziksel kaynakların kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve birden çok sanal makinenin tek bir fiziksel makinede çalışmasına izin vererek verimliliği artırmak için veri merkezlerinde ve bulut bilgi işlem ortamlarında yaygın olarak kullanılır. Test ve geliştirme için de kullanılır ve geliştiricilerin yazılımı üretim sistemini etkilemeden kontrollü bir ortamda test yapmalarına olanak tanır.

Hypervisor Nasıl Çalışır?

Bir hipervizör aşağıdaki şekilde çalışır:

• Hiper yönetici, fiziksel bir sunucu veya masaüstü bilgisayar olabilen ana bilgisayara kurulur.
• Hiper yönetici, fiziksel donanım üzerinde çalışan sanal makineler (VM’ler) oluşturur ve yönetir.
• Her VM’nin sanal CPU’lar, bellek ve depolama gibi kendi sanal donanım kaynakları vardır.
• Hiper yönetici, fiziksel donanım ile VM’ler arasında bir soyutlama katmanı oluşturmak için sanallaştırma adı verilen bir teknik kullanır. Bu, birden fazla VM’nin birbirine müdahale etmeden aynı fiziksel donanım üzerinde çalışmasına izin verir.
• Hipervizör, VM’lerin birbirine müdahale etmesini önlemek için gerekli izolasyonu ve güvenliği de sağlar. Örneğin, her VM kendi sanallaştırılmış ortamında çalışır ve VM’de yapılan tüm değişiklikler, diğer VM’lerden izole edilir.
• Hipervizör, fiziksel kaynakların VM’lere tahsisini de yönetebilir. Örneğin, VM’de çalışan uygulamaların ihtiyaçlarına göre her bir VM’ye CPU zamanı, bellek ve depolama alanı tahsis edebilir.
• VM’lerin içinde çalışan konuk işletim sistemleri ve uygulamalar, sanki fiziksel donanım üzerinde çalışıyormuş gibi sanal donanım kaynaklarıyla etkileşime girer.

Genel olarak, bir hiper yönetici, bir ana bilgisayarın fiziksel donanım kaynaklarını paylaşan sanal makineler oluşturarak ve yöneterek çalışır. Birden çok VM’nin birbirine müdahale etmeden aynı fiziksel donanım üzerinde çalışmasını sağlamak için gerekli soyutlama, izolasyon ve güvenliği sağlar.

Hypervisor Türleri

İki tür hypervisor vardır:

1. Type 1 Hypervisor (Bare-Metal Hypervisor)

Tip 1 hiper yönetici, doğrudan fiziksel donanım üzerinde çalışır ve sanal makineleri yönetir. Yalın metal donanım üzerine kurulur ve fiziksel donanım ile sanal makineler arasında bir soyutlama katmanı sağlar. Tip 1 hipervizörler genellikle sunucu ortamlarında kullanılır ve yüksek performans, ölçeklenebilirlik ve güvenlik sağlar.

Type-1 Hipervizörün Avantajları ve Dezavantajları

Tip 1 hipervizörlerin çeşitli avantajları ve dezavantajları vardır. Bunlar aşağıdaki şekildedir:

Avantajları

• Tip 1 hipervizörler doğrudan fiziksel donanım üzerinde çalışır. Bu da Tip 2 hipervizörlerden daha iyi performans sağlar.
• Tip 1 hiper yöneticiler, doğrudan donanım üzerinde çalıştıkları ve ana bilgisayar işletim sisteminden izole oldukları için yüksek düzeyde güvenlik sunar.
• Tip 1 hipervizörler, çok sayıda sanal makineyi destekleyecek şekilde ölçeklenebilir, bu da onları sunucu sanallaştırması için ideal hale getirir.
• Tip 1 hipervizörler, kaynak açısından verimlidir ve fiziksel kaynakları, Tip 2 hipervizörlerden daha verimli bir şekilde sanal makinelere tahsis edebilir.

Dezavantajları

• Tip 1 hipervizörlerin kurulumu ve yönetimi, Tip 2 hipervizörlere göre daha karmaşıktır.
• Tip 1 hiper yöneticiler, özel donanım desteği gerektirir ve tüm donanım yapılandırmalarıyla çalışmayabilir.
• Tip 1 hipervizörler, özellikle özel donanım gerekiyorsa, Tip 2 hipervizörlerden daha pahalı olabilir.
• Tip 1 hiper yöneticiler, sunucu sanallaştırma için tasarlanmıştır ve masaüstü sanallaştırma ya da test ve geliştirme ortamları için uygun olmayabilir.

Genel olarak Tip 1 hiper yöneticiler, performansın, güvenliğin ve ölçeklenebilirliğin kritik olduğu sunucu sanallaştırması için idealdir, ancak karmaşıklıkları ve donanım gereksinimleri nedeniyle tüm kullanım durumları için uygun olmayabilir.

2. Type 2 Hypervisor (Hosted Hypervisor)

Tip 2 hiper yönetici, mevcut bir işletim sisteminin üzerinde çalışır ve onun içinde sanal makineler oluşturur. Altta yatan bir işletim sistemi gerektirir ve kaynaklarını sanallaştırma sağlamak için kullanır. Tip 2 hiper yöneticiler, genellikle masaüstü sanallaştırma ve test ve geliştirme ortamları için kullanılır.

Her iki hipervizör türü de sanallaştırma sağlar, ancak nasıl kurulup yönetildikleri konusunda farklılık gösterirler. Tip 1 hipervizörler, doğrudan fiziksel donanım üzerinde çalıştıkları için Tip 2 hipervizörlerden genellikle daha verimli ve güvenlidir, ancak yönetmek için daha özel beceriler gerektirebilir. Tip 2 hipervizörlerin kurulumu ve yönetimi daha kolaydır, ancak Tip 1 hipervizörlerle aynı düzeyde performans ve güvenlik sağlamayabilir.

Type-2 Hipervizörün Avantajları ve Dezavantajları

Tip 2 hipervizörlerin çeşitli avantajları ve dezavantajları vardır. Bunlar aşağıdaki şekildedir:

Avantajları

• Tip 2 hipervizörlerin kurulumu ve kullanımı, mevcut bir işletim sisteminin üzerinde çalıştıkları için Tip 1 hipervizörlere göre daha kolaydır.
• Tip 2 hipervizörler, temeldeki işletim sistemini destekleyen herhangi bir donanım üzerinde çalışabilir ve bu da onları Tip 1 hipervizörlerden daha esnek hale getirir.
• Tip 2 hipervizörler genellikle ücretsiz veya düşük maliyetlidir, bu da onları küçük işletmeler ve bireyler için cazip bir seçenek haline getirir.
• Tip 2 hipervizörler, bir kullanıcının mevcut işletim sistemi ve donanımı üzerinde çalışabildikleri için masaüstü sanallaştırma için idealdir.

Dezavantajları

• Tip 2 hipervizörler, mevcut bir işletim sisteminin üzerinde çalıştıkları için Tip 1 hipervizörlerden daha az verimlidir.
• Tip 2 hipervizörler, ana işletim sisteminin güvenliğine güvendikleri için Tip 1 hipervizörlerden daha az güvenlidir.
• Tip 2 hipervizörler, ana bilgisayar işletim sistemiyle kaynakları paylaşmak zorunda olduklarından, kaynakları Tip 1 hipervizörlerden daha az verimli bir şekilde tahsis eder.
• Tip 2 hipervizörler, Tip 1 hipervizörler kadar çok sanal makineyi destekleyemeyebilir.

Genel olarak, Tip 2 hiper yöneticiler, esnekliğin ve kullanım kolaylığının önemli olduğu masaüstü sanallaştırma, test ve geliştirme ortamları için idealdir, ancak sunucu sanallaştırması veya performans ve güvenliğin kritik olduğu ortamlar için uygun olmayabilir.

Bulut Hipervizörü (Cloud Hypervisor) Nedir?

Hipervizörler, bir ana cihazın aynı anda birkaç sanal makineyi desteklemesine izin veren bir yazılım katmanı oldukları için bulut bilgi işlemi mümkün kılan teknolojinin önemli bir bileşenidir.

Hipervizörler, BT’nin bir bulut ortamının altyapısı, süreçleri ve hassas verileri üzerinde kontrolü elinde tutmasına olanak tanırken bulut tabanlı uygulamaları sanal bir ortamda kullanıcılar için erişilebilir hale getirir.

Yaratıcı uygulamalara artan ilgi, dijital dönüşüm ve artan tüketici beklentileri tarafından yönlendirilir. Sonuç olarak, birçok işletme sanal bilgisayarlarını buluta aktarır.

Öte yandan, mevcut herhangi bir uygulamayı bulut için yeniden yazmak zorunda kalmak, değerli BT kaynaklarını tüketir ve altyapı siloları oluşturur.

Bir hipervizör, bir sanallaştırma platformunun parçası olarak uygulamaların buluta hızla taşınmasına da yardımcı olur.

Sonuç olarak işletmeler, daha hızlı bir yatırım getirisi için bulutun daha düşük donanım maliyetleri, gelişmiş erişilebilirlik ve artırılmış ölçeklenebilirlik gibi birçok avantajından yararlanır.

Hipervizörlerin Avantajları Nelerdir?

Birkaç sanal makineyi barındırmak için bir hipervizör kullanmanın birçok avantajı vardır. Bunlar aşağıdaki şekildedir:

1. Hız

Hipervizörler, yalın metal sunucuların aksine sanal makinelerin anında oluşturulmasına olanak tanır. Bu, karmaşık iş yükleri için kaynak sağlamayı çok daha basit hale getirir.

2. Verimlilik

Tek bir fiziksel makinenin kaynakları üzerinde birden fazla sanal makine çalıştıran hipervizörler, genellikle tek bir fiziksel sunucunun daha etkin kullanımına izin verir.

3. Esneklik

Hipervizör, işletim sistemini altta yatan donanımdan ayırdığından, program artık belirli donanım aygıtlarına veya sürücülerine bağlı değildir; yalın donanım hipervizörleri, işletim sistemlerinin ve ilgili uygulamalarının çeşitli donanım türleri üzerinde çalışmasını sağlar.

4. Taşınabilirlik

Hipervizörler (ana makine) sayesinde birden çok işletim sistemi aynı fiziksel sunucu üzerinde çalışabilir. Hipervizörün sanal makineleri, fiziksel bilgisayardan ayrı oldukları için taşınabilirdir.

Bir uygulama daha fazla bilgi işlem gücü gerektirdiğinden, sanallaştırma yazılımı ek makinelere kesintisiz olarak erişmesine izin verir.

Doğru Hiper Yöneticiyi Seçme

Doğru hipervizörü seçmek, işletmenizin ihtiyaçları, sanallaştırmak istediğiniz iş yükü ve mevcut donanım kaynakları gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Bir hipervizör seçerken dikkate alınması gereken bazı faktörler aşağıdaki şekildedir:

1. İş yükü

Farklı hipervizörler, farklı iş yükü türleri için optimize edilmiştir. Örneğin, Tip 1 hipervizörler genellikle sunucu sanallaştırması için kullanılırken, Tip 2 hipervizörler masaüstü sanallaştırma veya test ve geliştirme ortamları için daha uygundur.

2. Performans

Performans kritikse, doğrudan donanım üzerinde çalıştıkları ve Tip 2 hipervizörlerden daha iyi performans sağladıkları için Tip 1 hipervizörler daha iyi bir seçim olabilir.

3. Güvenlik

Güvenlik birinci öncelikse, doğrudan donanım üzerinde çalıştıkları ve ana bilgisayar işletim sisteminden izole oldukları için Tip 1 hipervizörler daha iyi bir seçim olabilir.

4. Donanım uyumluluğu

Bazı hipervizörler özel donanım desteği gerektirir, bu nedenle bir hipervizör seçmeden önce donanım uyumluluğunu kontrol etmek önemlidir.

5. Yönetim araçları

Farklı hipervizörler, farklı yönetim araçları sunar. Bu noktada sanal ortamınızı yönetmek için ihtiyacınız olan araçları sağlayan bir hipervizör seçmek önemli olacaktır.

6. Maliyet

Hipervizörlerin maliyeti, ücretsiz açık kaynak seçeneklerinden daha pahalı ticari ürünlere kadar değişiklik gösterebilir. Bu yüzden bütçenize uygun bir hiper yönetici seçmeniz önemlidir.

Hypervisor Referans Modeli 

Sanal makine monitörü (VMM) modeli olarak da bilinen hipervizör referans modeli, hipervizörlerin nasıl çalıştığını açıklayan kavramsal bir modeldir. Model iki katmandan oluşur: Hipervizör katmanı ve konuk katmanı.

Hiper yönetici katmanı; CPU, bellek ve depolama gibi fiziksel donanım kaynaklarının yönetiminden sorumludur. Her biri kendi sanal makinesinde birden çok konuk işletim sisteminin aynı anda çalışabileceği sanal bir ortam sağlar. Hipervizör katmanı aynı zamanda konukların birbirine karışmaması için gerekli izolasyon ve güvenliği sağlar.

Konuk katmanı, hipervizör katmanının üstünde çalışan sanal makinelerden (VM’ler) oluşur. Her VM’nin sanal CPU’lar, bellek ve depolama gibi kendi sanal donanım kaynakları vardır. Konuk işletim sistem ve uygulamaları, fiziksel donanım üzerinde çalışıyormuş gibi sanal makinelerin içinde çalışır.

Hipervizör referans modeli ayrıca iki türe ayrılabilir: Tip 1 ve Tip 2 hipervizörler. Bare-metal hipervizörler olarak da bilinen Tip 1 hipervizörler, doğrudan donanım üzerinde çalışır ve fiziksel kaynakların yönetiminden sorumludur. Barındırılan hipervizörler olarak da bilinen Tip 2 hipervizörler, mevcut bir işletim sisteminin üzerinde çalışır ve sanal ortamı yönetmekten sorumludur.

Genel olarak, hipervizör referans modeli, hipervizörlerin nasıl çalıştığını ve fiziksel donanım kaynaklarının sanallaştırılmasını nasıl sağladıklarını anlamak için kavramsal bir çerçeve sağlar.

Container vs Hypervisor

Kapsayıcı ve hipervizörler sistemlerin daha hızlı ve daha verimli çalışmasına yardımcı olur. Ama ikisi de bunları çok farklı bir şekilde yapar, bu yüzden birbirlerinden farklıdır.

Hipervizörler

• Bir işletim sistemi, sanal makineleri kullanarak temeldeki donanımdan bağımsız olarak çalışabilir.
• Sanal bilgi işlem, depolama ve bellek hizmetlerini herkesin kullanımına sunmanızı sağlar.

Konteynerler

• Programın çalışması için işletim sistemine özel bir ihtiyaç yoktur, kapsayıcı bunu garanti eder.
• Herhangi bir platformda veya bir işletim sisteminde çalışmak için sadece bir konteyner motoruna ihtiyaçları vardır.
• Bir uygulama, bir kapsayıcı içinde çalışmak için gereken her şeye sahip olduğundan inanılmaz derecede çok yönlüdür.

Kapsayıcı ve hipervizörlerin çeşitli işlevleri vardır. Konteynerler, sanal makinelerin aksine sadece bir uygulamayı ve onunla ilişkili hizmetleri içerir.

Sanal makinelerden daha hafif ve daha kompakt olduklarından, genellikle hızlı ve çok yönlü bir uygulama oluşturma ve taşıma için kullanılır.

Hipervizörler İçin Güvenlik Hususları

Bir sanal makine (VM), cihazın geri kalanından ayrı bir dünya yaratır. Bu sayede içinde ne çalışırsa çalışsın, ana bilgisayar donanımındaki diğer her şeyle karışmaz. Ayrıca sanal makineler izole edildiğinden, biri tehlikeye girse bile sistemin geri kalanı etkilenmez. Bununla birlikte, hipervizörün güvenliği ihlal edilirse, işlediği tüm sanal makinelerde sorunları tetikleyerek her birindeki verileri riske atabilir. Fakat unutmamalısınız ki, hipervizörün türüne bağlı olarak, güvenlik protokol ve özellikleri farklılık gösterebilir.