Hypervisor (ไฮเปอร์ไวเซอร์) คือ อะไร มีประโยชน์และจุดประสงค์อะไร มีกี่ประเภท ระบบสมองกลแบบฝังตัวของ Hypervisor มีการทำงานอย่างไร ? มาหาคำตอบกัน
hypervisor คือเทคนิคการจำลองให้ระบบปฏิบัติการหลายระบบสามารถทำงานพร้อมกันบนโฮสต์ได้ โดยหน้าที่ของ hyper v คือการตั้งค่าระบบปฏิบัติการแต่ละระบบไม่ให้เกิดการทำงานที่ทับซ้อนกัน Hypervisor ได้ถูกเรียกอีกอย่างว่า Virtual Machine Management (VMM) ขึ้นอยู่กับภารกิจที่ได้รับเพื่อจัดการเครื่องเสมือนหลายเครื่อง
โดยคลัสเตอร์การคำนวณ, การคำนวณแบบกริด, พีซีหรือเมนเฟรมซึ่งอยู่ในคอมพิวเตอร์ทุกประเภทจะมีระบบที่ต่างกัน เพราะในแต่ละระบบปฏิบัติการถูกออกแบบตามความต้องการของระบบนั้นๆ สำหรับ Hypervisor ถูกออกแบบให้เหมาะกับเมนเฟรมมากกว่า Windows OS เนื่องจาก Hypervisor ต้องจัดการหลายระบบพร้อมกันได้เหมือนกับโฮสต์
จุดประสงค์ของพื้นฐานของ Hypervisor (ไฮเปอร์ไวเซอร์) เป็นอย่างไร
จุดประสงค์ของ Hypervisor หรือ Virtual Machine Manager (VMM) คือการให้คอมพิวเตอร์หลายเครื่องสามารถแบ่งปันแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์เดียวกันได้ ซึ่งระบบปฏิบัติการได้ออกแบบเพื่อให้ทำงานกับฮาร์ดแวร์ได้แบบ 1 ต่อ 1 เท่านั้น แต่โปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์มัลติเธรดและ RAM จำนวนมากจะทำให้สามารถรันโปรแกรมพร้อมกันหลายตัวได้
Hypervisor VMware จะแยกระบบปฏิบัติการ (OS) ให้ออกจากฮาร์ดแวร์ โดยจะอนุญาตให้แต่ละครั้งในเวลาที่ใช้งาน server คือ ระบบปฏิบัติการด้วยฮาร์ดแวร์แบบพื้นฐาน ซึ่งมันจะทำหน้าที่เหมือนกับตำรวจจราจรที่คอยให้ในการใช้งานการใช้ CPU, หน่วยความจำ, GPU และฮาร์ดแวร์ส่วนอื่น ๆ ระบบปฏิบัติการแต่ละระบบซึ่งถูกควบคุมโดย Hyperviso จะถูกเรียกว่า guest OS
อีกทั้งระบบปฏิบัติการของ Hypervisor จะมีชื่อเรียกว่า โฮสต์ OS เพราะตั้งอยู่ระหว่าง guest OS และฮาร์ดแวร์ นอกจากนี้คุณสามารถมี guest OS หลายประเภทได้ เช่น Windows, OS X, Linux เป็นต้น
ประโยชน์สำคัญของ Hypervisor (ไฮเปอร์ไวเซอร์) และสามารถทำอะไรได้บ้าง
ประโยชน์ที่สำคัญของ Hypervisor คือความปลอดภัย ถ้าคุณอยากทดสอบซอฟต์แวร์ซึ่งอาจมีความเสี่ยง หรืออันตรายต่อคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณสามารถทดสอบใน Hypervisor ได้ เพราะถ้าเกสต์ OS มีไวรัสมันจะไม่ส่งผลกระทบกับไฟล์ที่อยู่บนโฮสต์ของระบบปฏิบัติการ เว้นเสียแต่ว่ามีโฟลเดอร์ที่แชร์เชื่อมต่อกับระบบทั้งสอง แต่ถ้าระบบปฏิบัติการทั้งสองแยกกันไวรัสจะไม่สามารถเข้าสู่คอมพิวเตอร์ได้ จึงทำให้ข้อมูลทั้งหมดปลอดภัย
Hypervisor ซึ่งนิยมใช้กันมากในปัจจุบัน ได้แก่ VMware ESXi, Xen, Microsoft Hyper-V, VMware Workstation, Oracle Virtualbox และ Microsoft VirtualPC ไม่ว่าระบบ ปฏิบัติการ มี กี่ ประเภททั้งหมดนี้สามารถช่วยให้ผู้ใช้งานจำลองระบบปฏิบัติการมากกว่าหนึ่งระบบขึ้นไปบนฮาร์ดแวร์ชิ้นเดียวได้
Hypervisor (ไฮเปอร์ไวเซอร์) มีกี่ประเภท
hypervisor มีกี่ประเภท? หลายคนอาจสงสัยกันอยู่ โดยส่วนมากแล้ว Hypervisor จะมีอยู่ด้วยกัน 2 ประเภท ได้แก่ Type 1 hypervisor (Baremetal Architectur) และ Type 2 hypervisor (Hosted Architecture)
- Hypervisor Type 1 (Baremetal Architectur)
Hypervisor รูปแบบนี้จะทำงานโดยตรงบนฮาร์ดแวร์ของเซิร์ฟเวอร์ ดังนั้นไม่ต้องใช้ระบบปฏิบัติการอื่นเพื่อที่จะใช้ Hypervisor นี้ ตัวอย่างของ Hypervisor Type 1 ได้แก่ VMware ESXi หากดูจากเทคนิคการจำลองเสมือนในการใช้ฮาร์ดแวร์ VMware ESXi จะถือว่าเป็น Hypervisor Type 1
- Hypervisor Type 2 (Hosted Architecture)
Hypervisor รูปแบบนี้จะทำหน้าที่เป็นซอฟต์แวร์ซึ่งจัดการและใช้เครื่องเสมือน ถ้าต้องการเข้าถึงทรัพยากรฮาร์ดแวร์จะต้องผ่านระบบปฏิบัติการก่อน ตัวอย่างของ Hypervisor Type 2 ได้แก่ VMware Server โดยจะไม่เหมือนกับ Hypervisor Type 1 สำหรับHypervisor Type 2 นั้น มีสามารถซัพพอตระบบปฏิบัติการ (การจำลองเสมือน) และการจำลองเสมือนเต็มรูปแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ระบบสมองกลแบบฝังตัวของ Hypervisor (ไฮเปอร์ไวเซอร์) ทำงานอย่างไร
การทำงานของระบบสมองกลแบบฝังตัวของ Hypervisor จะเริ่มต้นโดยการกำหนดเป้าหมายระบบฝังตัวและสภาพแวดล้อมระบบปฏิบัติการตามเวลาจริง (RTOS) Hypervisor ถูกออกแบบให้มีความแตกต่างกัน โดยเปรียบเทียบกับระบบเดสก์ท็อปและระดับองค์กร และยังรวมไปถึงความทนทาน ความปลอดภัย และความสามารถแบบเรียลไทม์ในการจำกัดทรัพยากรของระบบฝังตัวจำนวนมาก สำหรับในระบบมือถือที่มีการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จะมีข้อกำหนดเพิ่มเติมในเรื่องของหน่วยความจำขนาดเล็กและค่าใช้จ่ายต่ำ
ในอีกด้านหนึ่งสถาปัตยกรรม x86 ในโลกของ pc จะตรงข้ามกับโลกแบบฝังตัวซึ่งจะมีการใช้สถาปัตยกรรมที่หลากหลายกว่า แต่สภาพแวดล้อมที่มีมาตรฐานจะน้อยกว่า โดยการทำงานแบบเสมือนจะมีการป้องกันหน่วยความจำที่อยู่ในรูปแบบหน่วยจัดการหน่วยความจำหรือหน่วยป้องกันหน่วยความจำ นอกจากนั้นยังมีเรื่องของความแตกต่างระหว่างโหมดผู้ใช้และโหมดสิทธิพิเศษอีกด้วย โดยสิ่งเหล่านี้จะทำให้x86 , MIPS , ARMและPowerPC กลายเป็นสถาปัตยกรรมยอดนิยมที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายบนระบบฝังตัวระดับกลางถึงระดับสูง
อีกทั้งผู้ผลิตระบบสมองกลแบบฝังตัวจะมีซอร์สโค้ดไว้ใช้สำหรับระบบปฏิบัติการของพวกเขา ดังนั้นพวกเขาจึงไม่ต้องใช้การจำลองเสมือนเต็มรูปแบบ สำหรับข้อดีด้านประสิทธิภาพของParavirtualization คือการทำให้เทคโนโลยีเวอร์ชวลไลเซชันเป็นอีกหนึ่งตัวเลือกที่ดี แต่ถึงกระนั้น ARM และ MIPS ได้มีการสนับสนุนระบบการจำลองเสมือนแบบเต็มรูปแบบให้เป็นตัวเลือก IP และทำการรวยรวมใส่ไว้ในโปรเซสเซอร์ระดับไฮเอนด์และสถาปัตยกรรมเวอร์ชั่นล่าสุด เช่น ARM Cortex-A15 MPCore และ ARMv8 EL2
สรุป
เว็บเซิร์ฟเวอร์ได้มีการใช้ประโยชน์จาก Hypervisor เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากฮาร์ดแวร์ได้สูงสุดและยังช่วยลดต้นทุนได้อีกด้วย ถ้าคุณทำการแชร์เว็บโฮสติ้งผ่านโฮสต์เว็บยอดนิยมจะถือว่าเป็น Hypervisor Type 1 ด้วยฮาร์ดแวร์เซิร์ฟเวอร์ที่มีคุณภาพจะทำให้ Hypervisor มีขอบเขตการใช้งานที่มากกว่าปกติได้เพียงติดตั้งระบบปฏิบัติการเพียงระบบเดียว การทำเช่นนี้ไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดเงินในการซื้อฮาร์ดแวร์เท่านั้น แต่ยังช่วยให้ความเย็นและพลังงานลดลงได้อีกด้วย