Was ist ein Bare-Metal-Hypervisor?

Ein Virtual Machine Monitor, auch bekannt als VMM, wird als Hypervisor bezeichnet. Es ist nichts anderes als eine Art Virtualisierungssoftware, die beim Erstellen neuer virtueller Maschinen (VMs) hilft und sicherstellt, dass die Hardware eines Computers von seiner Software getrennt ist. Die Aufgabe eines Hypervisors besteht darin, die Anforderung zwischen physischen und virtuellen Ressourcen zu übersetzen und so die Ausführung der Virtualisierungsaufgabe sicherzustellen. Ein Hypervisor wird als Bare-Metal-Hypervisor bezeichnet, wenn er auf der Hardware einer physischen Maschine installiert ist und sich zwischen dem Betriebssystem und der Hardware befindet.

In einigen Fällen sind die Bare-Metal-Hypervisoren direkt in die Kernhardware der Maschine eingebettet und befinden sich im Motherboard-BIOS (Basic Input/Output System). Dies geschieht in einigen wenigen Systemen, um das Betriebssystem auf der Maschine zu aktivieren, damit auf die Virtualisierungssoftware zugegriffen und diese verwendet werden kann.

Da der Bare-Metal-Hypervisor das Betriebssystem von der zugrunde liegenden Hardware trennt, besteht keine Abhängigkeit von den Hardwaregeräten oder Treibern, um die Software auszuführen. Dies bedeutet, dass Bare-Metal-Hypervisoren es den Betriebssystemen und allen zugehörigen Anwendungen ermöglichen, auf verschiedenen Arten von Hardwaregeräten zu funktionieren.

Das bedeutet, dass mehrere Betriebssysteme und virtuelle Maschinen auf demselben physischen Server gehostet werden können, der als Hostmaschine dient. Da virtuelle Maschinen völlig unabhängig von den physischen Maschinen sind, können diese VMs von Maschine zu Maschine oder von einer Plattform auf eine andere verschoben werden.

Workloads, Netzwerke, Speicher und Arbeitsspeicher können je nach Anforderung von diesen Maschinen oder Plattformen oder sogar von mehreren Servern verschoben werden. Benötigt eine Anwendung beispielsweise mehr Leistung für die Verarbeitung, kann sie mithilfe der Virtualisierungssoftware problemlos auf zusätzliche Maschinen zugreifen. Die unmittelbare Auswirkung davon ist eine bessere Kosten- und Energieeffizienz sowie eine verbesserte Leistung, da nur wenige Maschinen verwendet werden.

Was ist Bare-Metal?

Der Begriff Bare Metal wird verwendet, weil es technisch gesehen kein Betriebssystem zwischen dem Hardwaregerät und dem Betriebssystem gibt. Die Virtualisierungssoftware befindet sich praktisch auf der Festplatte oder „Bare Metal“ der Hardwarekomponente. Dies ist normalerweise der Ort, an dem die Anwendung tatsächlich installiert wird.

Der Hypervisor ist nicht das einzige, was als Bezugspunkt zur Definition von Bare Metal dient. Sogar im Fall von Servern sehen wir einen Bare-Metal-Hypervisor, der nichts anderes als ein regulärer Single-Tenant-Server ist. Durch Hinzufügen von Hypervisoren und Virtualisierungssoftware kann dieser Server jedoch in eine Hostmaschine umgewandelt werden. Ein Bare Metal könnte auch bedeuten, dass tatsächliche Server von Kunden gemietet werden. Diese Server hosten über die Public Cloud Services hinaus die Public Cloud eines Cloud Service Providers.

Bare-Metal-Hypervisoren im Vergleich zu gehosteten Hypervisoren

Ein Bare-Metal-Hypervisor ist ein sehr häufig eingesetzter Hypervisor. Dies ist der Fall, wenn die Virtualisierungssoftware direkt auf dem Hardwaregerät installiert wird, auf dem normalerweise das Betriebssystem installiert ist. Diese Arten von Hypervisoren sind sehr sicher, da sie isoliert arbeiten, vollständig getrennt vom Betriebssystem, das anfällig für Cyberangriffe ist. Unter dem Gesichtspunkt der Leistung sind diese Hypervisoren im Vergleich zu den gehosteten Hypervisoren weitaus effizienter, weshalb sich die meisten Unternehmen für Bare-Metal-Hypervisoren entscheiden, wenn es um Rechenzentrumsanforderungen geht.

Im Gegensatz zu Bare-Metal-Hypervisoren werden gehostete Hypervisoren im Betriebssystem des Hostservers oder -computers ausgeführt. Obwohl diese Hypervisoren innerhalb des Betriebssystems ausgeführt werden, können weitere Anwendungen im Betriebssystem zusätzlich zu den Hypervisoren installiert werden. Wenn es jedoch um die Leistung geht, haben gehostete Hypervisoren eine höhere Latenz im Vergleich zu einem Bare-Metal-Hypervisor. Dies liegt daran, dass jede Anfrage zwischen Hardware und dem Hypervisor die zusätzliche Schicht des Betriebssystems passieren muss.

Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit sowohl von gehosteten als auch von Bare-Metal-Hypervisoren erhöht werden soll, kann dies durch die Implementierung von Hardwarebeschleunigungstechnologie erreicht werden.

Hypervisor vs. Bare-Metal-Virtualisierung

Ein Bare-Metal-Server ist nichts anderes als ein dedizierter Server, der einen einzelnen Mandanten beherbergt und von einem einzelnen Client gesteuert wird. Für eine Bare-Metal-Virtualisierung kann der Client dennoch einen Bare-Metal-Hypervisor direkt auf der Hardware installieren, um die Virtualisierungstechnologie zu aktivieren. Diese Virtualisierungstechnologie umfasst virtuelle Anwendungen, mehrere VMs oder private Cloud-Instanzen.

Im Gegensatz dazu werden gehostete Hypervisoren auf dem Betriebssystem und nicht auf dem Bare Metal des Servers installiert. Beide Arten von Hypervisoren können mehrere virtuelle Server ausführen oder mehrere Mandanten auf einer einzigen physischen Maschine hosten.

Anbieter öffentlicher Cloud-Dienste mieten den Serverplatz und geben ihn je nach Arbeitslast an mehrere Organisationen weiter. Ein einzelner Server kann also mehrere virtuelle Maschinen hosten, auf denen verschiedene Workloads verschiedener Unternehmen ausgeführt werden.

Ein Bare-Metal-Server bietet im Vergleich zu einem virtuellen Server immer eine bessere Leistung, da eine einzelne Organisation die volle Kontrolle über den Bare-Metal-Server hat. Organisationen haben auch eine bessere Kontrolle über die Hardware des Bare-Metal-Hypervisors und können sie weiter optimieren, um die Leistung zu verbessern. Wenn Ressourcen gemeinsam genutzt werden sollen, kann dies im Vergleich zu einem dedizierten Bare-Metal-Server eine Bedrohung darstellen. Da Bare-Metal-Server keine Ressourcen teilen, werden sie verwendet, um private Clouds von verschiedenen Cloud-Dienstanbietern zu hosten.

Abschließende Gedanken

Hypervisoren, die mehrere virtuelle Maschinen hosten, bieten jedoch einige Vorteile gegenüber Bare-Metal-Servern, wie z. B. die sofortige Erstellung virtueller Maschinen, und stellen mehr Ressourcen bereit, was die Voraussetzung für mehrere Workloads ist, die sich ständig dynamisch ändern. Hypervisoren ermöglichen bei Bedarf auch eine stärkere Auslastung physischer Server.

Dies liegt vor allem daran, dass sie mehrere VMs auf einem einzigen physischen Server ausführen können. Mehrere virtuelle Maschinen auf einem einzigen physischen Server zu haben, kann im Vergleich zu mehreren physischen Maschinen, die für dieselbe Aufgabe nicht ausgelastet bleiben, kostengünstiger und energieeffizienter sein.