Bare-Metal-Hypervisoren erklärt: Komplettanleitung zu Leistung und Skalierbarkeit

Suchen Sie nach einer hochskalierbaren, flexiblen und schnellen Lösung für Ihr IT-Rückgrat?

Das Verständnis des Unterschieds zwischen Bare-Metal- und virtualisierten Umgebungen ermöglicht Ihnen eine fundierte Entscheidung.

Nehmen Sie sich hier die Zeit, die Grundlagen zu meistern:

Was sind die Anforderungen Ihres Projekts hinsichtlich Leistung, Dichte und Compliance? Diese Begriffe bestimmen Ihre Bereitstellungsstrategie, einschließlich der Fähigkeit, virtualisierte Umgebungen auszuführen.

Was ist Bare Metal?

Bare Metal ist lediglich eine andere Bezeichnung für „Dedicated Server“.

Dies ist eine Single-Tenant-Umgebung mit direktem Zugriff auf die zugrunde liegende Hardwaretechnologie ohne jeglichen Hypervisor-Overhead. Bare Metal kann viele Arten von Betriebssystemen auf seiner Kernleistung unterstützen.

Der Begriff Bare Metal bezieht sich auf den direkten Hardwarezugriff. Er beinhaltet die Fähigkeit, alle spezifischen Funktionen zu nutzen, die mit Type-1- oder Type-2-Hypervisoren nicht zugänglich wären. Diese würden diese Umgebung nur durch Virtualisierung emulieren.

Was ist ein Bare-Metal-Hypervisor?

Ein Bare-Metal-Hypervisor oder Type-1-Hypervisor ist Virtualisierungssoftware, die direkt auf der Hardware installiert wird.

Im Kern ist der Hypervisor der Host oder das Betriebssystem.

Er ist so strukturiert, dass er die Virtualisierung zugrunde liegender Hardwarekomponenten ermöglicht, sodass diese so funktionieren, als hätten sie direkten Hardwarezugriff. Der Hypervisor ermöglicht es einem Computer, sein Betriebssystem von seiner physischen Kernstruktur und Hardware zu trennen. Von dieser Position aus kann der Hypervisor einem physischen Host die Fähigkeit geben, viele virtuelle Einheiten zu betreiben.

Es ermöglicht die Möglichkeit, viele Clients auf demselben Server zu beherbergen. Server-Virtualisierung erlaubt eine viel dichtere Bereitstellung auf Kosten des Overheads und der begrenzten Fähigkeit, alle Hardwarefunktionen zu nutzen.

Jeder Client erlebt eine Simulation seines eigenen dedizierten Servers. Die physischen Ressourcen des Servers – wie CPU-Zyklen, Speicher und Netzwerkbandbreite – werden jedoch zwischen allen Mietern auf dem Server geteilt.

Der Hypervisor dreht sich ganz um Flexibilität und Skalierbarkeit. Hypervisoren ermöglichen eine viel dichtere Hardwarenutzung, besonders in Situationen, in denen nicht alle physischen Ressourcen genutzt werden. Virtualisierung erfordert nicht zwingend ein zugrunde liegendes Betriebssystem. Besonders bei datacenterbezogenen Produktionsworkloads schauen Rechenzentren auf Hypervisoren, die auf Bare-Metal-Servern und nicht innerhalb des Betriebssystems bereitgestellt werden.

Der Typ des Images, den eine virtuelle Umgebung erstellt, bestimmt auch die Leistung eines Hypervisors.

Microsoft, Citrix und VMware haben die drei populärsten Hypervisor-Systeme. Hyper-V, XenServer und ESXi repräsentieren jeweils den Großteil des heutigen Hypervisor-Marktes.

Für wen ist Bare Metal ideal?

Die Bare-Metal-Umgebung eignet sich für viele Arten von Workloads, unabhängig von der Unternehmensgröße.

Enterprise-Rechenzentren benötigen granulare Ressourcen- und Zugriffsverwaltung, hohes Sicherheitsniveau und Skalierbarkeit. Single-Tenant-Umgebungen können besser performen und laufen nicht Gefahr von „noisy neighbors“. Aus Sicherheitsperspektive besteht weniger Risiko aufgrund der physischen Isolation.

Was sind die Hauptmerkmale von Bare Metal?

Bare-Metal-Server sind einem einzelnen Kunden gewidmet und werden niemals physisch mit mehr als einem Kunden geteilt. Wenn dieser Kunde beschließt, eine virtualisierte Plattform darauf zu betreiben, schafft er selbst eine Multi-Tenant-Umgebung. Bare Metal ist oft der straffste Weg, Ressourcen zu befehligen.

Mit Bare Metal können Kunden den sogenannten „Noisy-Neighbor-Effekt“ vermeiden, der in der Hypervisor-Umgebung auftritt.

Diese Server können ebenso gut in firmeneigenen Rechenzentern oder Colocation-Einrichtungen laufen, die von IT-Service-Providern/IaaS-Anbietern betrieben werden. Ein Unternehmen hat auch die Option, einen Bare-Metal-Server einfach im Abonnement von einem Managed-Service-Provider zu mieten.

Der primäre Vorteil einer Bare-Metal-Umgebung ist ihre Separation.

Das System muss nicht innerhalb eines anderen Betriebssystems laufen. Dennoch stellt es alle Dienste bereit, die für die virtuellen Umgebungen notwendig sind.

Was sind die Vorteile von Bare Metal?

Ohne Bare Metal erhalten Mieter Isolation und Sicherheit innerhalb der traditionellen Hypervisor-Infrastruktur. Der „Noisy-Neighbor“-Effekt kann jedoch weiterhin bestehen.

Wenn ein physischer Server durch Anfragen oder Verbrauch eines der Mieter auf dem Server überlastet ist, wird Isolation zum Nachteil. Die Bare-Metal-Umgebung vermeidet diese Situation vollständig.

Bare Metal gibt Administratoren auch die Möglichkeit, Ressourcen durch Hinzufügen neuer Hardware zu erhöhen.

• Geringere Overhead-Kosten – Virtualisierungsplattformen verursachen mehr Overhead als Bare Metal, da keine Hypervisor-Schicht die Rechenleistung des Servers beansprucht. Mit weniger Overhead verbessern sich Reaktionsfähigkeit und Gesamtgeschwindigkeit einer Lösung. Bare Metal ermöglicht auch mehr Hardware-Anpassung, was Geschwindigkeit und Reaktionsfähigkeit verbessern kann.
• Kosteneffizient für Datentransfer – Bare-Metal-Anbieter bieten oft kosteneffizientere Ansätze für ausgehenden Datentransfer. Dedizierte Serverumgebungen könnten potenziell mehrere Terabyte kostenlosen Datentransfer bieten. Alle anderen Faktoren gleich, könnten virtualisierte Umgebungen diese initialen Angebote nicht erreichen. Diese Szenarien hängen jedoch von Serverangeboten und Partnerschaften ab und sind nie garantiert.
• Flexible Bereitstellung – Serverkonfigurationen können unglaublich präzise sein. Je nach Workload können Sie Bare-Metal- und virtuelle Umgebungen mischen.
• QoS – Quality of Service dient oft dazu, das Problem des „Noisy Neighbor“ in der Bare-Metal-Umgebung zu eliminieren. Dies kann als finanzieller wie technischer Vorteil betrachtet werden. Wenn etwas schiefgeht, hat ein Client jemanden, der auf dem Papier zur Rechenschaft gezogen werden kann. Wie bei jedem SLA kann dies jedoch fallweise variieren.
• Größere Sicherheit – Organisationen, die sehr sicherheitsempfindlich sind, sorgen sich möglicherweise, in einer Hypervisor-Multi-Tenant-Umgebung regulatorische Compliance-Standards zu verfehlen. Dies ist einer der häufigsten Gründe, warum einige Unternehmen zögern, zu Bare-Metal-Cloud-Computing zu wechseln. Bare-Metal-Server ermöglichen es, eine vollständig physische Trennung von Ressourcen zu schaffen. Denken Sie daran: Virtualisierung bedeutet nicht standardmäßig weniger Sicherheit. Sicherheit ist ein unglaublich komplexer und breiter Begriff, und viele Faktoren sind involviert.

Was sind die Vorteile von Bare-Metal-Hypervisoren?

Sie benötigen möglicherweise nicht die Elite-Leistung eines Single-Tenant-Bare-Metal-Servers. Ihr Unternehmen kann Ressourcen möglicherweise besser nutzen, indem es einen Hypervisor verwendet. Hypervisoren haben viele Vorteile, selbst im Vergleich zur hochgradig effizienten und skalierbaren Bare-Metal-Lösung.

Wählen Sie einen Hypervisor, wenn Sie eine dynamische Workload haben und keine absolute Spitzenleistung benötigen. Workloads, die kurzfristig hochgefahren und nur für einen kurzen Zeitraum ausgeführt werden, bevor sie wieder heruntergefahren werden, sind perfekt für diese Umgebung.

• Backup und Schutz – Virtuelle Maschinen sind viel einfacher zu sichern als traditionelle Anwendungen. Bevor eine Anwendung gesichert werden kann, muss sie zuerst pausiert werden. Dieser Prozess ist sehr zeitaufwändig und kann der App erhebliche Ausfallzeiten verursachen. Der Speicherplatz einer virtuellen Maschine kann schnell und einfach mit einem Snapshot-Tool erfasst werden. Dieser Snapshot kann dann in wenigen Augenblicken auf einer Festplatte gespeichert werden. Jeder erstellte Snapshot kann abgerufen werden und bietet Benutzern auf Abruf Wiederherstellung und Restore verlorener oder beschädigter Daten.
• Verbesserte Hardwareauslastung – Ein Bare-Metal-Server hostet möglicherweise nur eine einzelne Anwendung und ein Betriebssystem. Ein Hypervisor nutzt viel mehr der verfügbaren Netzwerkressourcen, um mehrere VM-Instanzen zu hosten. Jede dieser Instanzen kann eine vollständig unabhängige Anwendung und ein Betriebssystem auf demselben physischen System ausführen.
• Verbesserte Mobilität – Die Struktur der VM macht sie sehr mobil, da sie eine unabhängige Entität ist, die von der zugrunde liegenden Hardware getrennt ist. Eine VM kann zwischen beliebigen Remote- oder lokalen virtuellen Servern migriert werden, die über ausreichend verfügbare Ressourcen verfügen. Dies kann zu jedem Zeitpunkt mit effektiv keiner Unterbrechung erfolgen. Dies geschieht so oft, dass es ein Buzzword hat: Live Migration. Ultimative Mobilität wird mit Containerisierung erreicht.
• Ausreichende Sicherheit – Virtuelle Instanzen, die von einem Hypervisor erstellt werden, sind logisch voneinander isoliert, auch wenn sie nicht physisch getrennt sind. Obwohl sie auf demselben physischen Server liegen, haben sie kein grundlegendes Wissen voneinander. Wenn eine angegriffen wird oder einen Fehler erleidet, breitet sich das Problem nicht direkt auf eine andere aus. Obwohl der Noisy-Neighbor-Effekt auftreten kann, sind Hypervisoren unglaublich sicher, obwohl sie nicht physisch einem einzelnen Kunden gewidmet sind.

Die beste Entscheidung für Ihr Projekt treffen

Jede Situation ist anders, und jede erfordert, alle verfügbaren Lösungen zu prüfen. Am Ende gibt es keine definitive Antwort für einen Bare-Metal-Server mit nativer Workload versus Bare Metal mit Hypervisor und virtualisierten Workloads. Beide Optionen haben Vor- und Nachteile, es kommt darauf an, sicherzustellen, dass alle Bereiche des Geschäfts erfüllt werden.

Nach der Evaluation werden die Entscheidungen davon getroffen, womit sich Ihr Team am wohlsten fühlt und was am besten zu Ihren Bedürfnissen passt. Das Testen beider Systeme wird empfohlen, um Leistung sowie Auswirkungen auf Ihre Infrastruktur und Ihr Service-Management zu validieren.

Mit dem richtigen Verständnis von Sicherheit, Skalierbarkeit und Flexibilität sollten Sie mit genügend Werkzeugen ausgestattet sein, um Ihre Entscheidung einzugrenzen. Mit etwas Anleitung und Tests könnte ein Bare-Metal-Type-1-Hypervisor die Lösung sein, die Ihr Unternehmen gesucht hat.