Um hipervisor, ou monitor de máquina virtual (VMM), é um software de virtualização que cria e gerencia várias máquinas virtuais (VMs) a partir de uma única máquina host física.
Atuando como um VMM, o hipervisor monitora, agrupa e aloca recursos, como CPU, memória e armazenamento, em todas as VMs convidadas. Ao centralizar esses ativos, é possível reduzir significativamente o consumo de energia, a alocação de espaço e os requisitos de manutenção de cada VM, ao mesmo tempo em que otimiza o desempenho geral do sistema.
Por que você deve usar um hipervisor?
Além de ajudar a equipe de TI a monitorar e utilizar melhor todos os recursos disponíveis, um hipervisor oferece uma ampla gama de benefícios. Isso inclui:
- Velocidade e escalabilidade: os hipervisores podem criar novas VMs instantaneamente, o que permite que as organizações escalem rapidamente para atender às necessidades de negócios em constante mudança. Caso um aplicação precise de mais poder de processamento, o hipervisor também pode acessar máquinas adicionais em um servidor diferente para atender a essa demanda.
- Custo e eficiência energética: usar um hipervisor para criar e executar várias VMs de um host comum é muito mais econômico e eficiente em termos de energia do que executar várias máquinas físicas para concluir as mesmas tarefas.
- Flexibilidade: um hipervisor separa o sistema operacional do hardware físico subjacente. Como resultado, a VM convidada pode executar uma variedade de softwares e aplicações, já que o sistema não depende de um hardware específico.
- Mobilidade e resiliência: os hipervisores isolam logicamente as VMs do hardware host. Portanto, as VMs podem ser movidas livremente de um servidor para outro sem risco de interrupção. Os hipervisores também podem isolar uma máquina virtual convidada de outra; isso elimina o risco de um “efeito dominó” se uma máquina virtual travar.
- Replicação: replicar uma VM manualmente é um processo demorado e potencialmente complexo. Os hipervisores automatizam o processo de replicação de VMs, permitindo que a equipe se concentre em tarefas de maior valor.
- Restauração: um hipervisor possui funcionalidades integradas de estabilidade e segurança, incluindo a capacidade de tirar um instantâneo do estado atual de uma VM. Depois que esse instantâneo for tirado, a VM poderá reverter para esse estado, se necessário. Isso é particularmente útil ao realizar atualizações ou manutenção do sistema, pois a VM pode ser restaurada ao seu estado de funcionamento anterior se a equipe de TI encontrar um erro.
Tipos de hipervisores
Existem dois tipos principais de hipervisores:
- Hipervisor tipo 1: hipervisor nativo ou bare metal
- Hipervisor tipo 2: hipervisor hospedado ou integrado
Hipervisor tipo 1: hipervisor nativo ou bare metal
Um hipervisor tipo 1 instala softwares de virtualização diretamente no hardware, daí o nome hipervisor bare metal.
Nesse modelo, o hipervisor toma o lugar do sistema operacional. Como resultado, esses hipervisores geralmente são mais rápidos, já que todo o poder de computação pode ser dedicado às máquinas virtuais convidadas, além de mais seguros, já que os adversários não podem ter como alvo vulnerabilidades no sistema operacional.
Dito isso, um hipervisor nativo tende a ser mais complexo de configurar e operar. Além disso, um hipervisor tipo 1 tem funcionalidade um tanto limitada, já que o próprio hipervisor serve basicamente como um sistema operacional.
Hipervisor tipo 2: hipervisor hospedado ou integrado
Ao contrário dos hipervisores bare metal, um hipervisor hospedado é implementado como uma camada de software adicional sobre o sistema operacional host. Vários sistemas operacionais podem então ser instalados como uma nova camada sobre o sistema operacional host.
Nesse modelo, o sistema operacional atua como uma estação de pesagem entre o hardware e o hipervisor. Como resultado, um hipervisor tipo 2 tende a ter maior latência e desempenho mais lento. A presença do sistema operacional também torna esse tipo mais vulnerável a ciber ataques.
Os hipervisores integrados são geralmente mais convenientes de criar e iniciar do que um hipervisor Tipo 1, pois não exigem um console de gerenciamento ou uma máquina dedicada para configurar e supervisionar as VMs. Um hipervisor hospedado também pode ser uma boa escolha para casos de uso em que a latência não é uma preocupação, como testes de software.
Hipervisores de nuvem
A mudança para a nuvem e a computação em nuvem está gerando a necessidade de hipervisores de nuvem. O hipervisor de nuvem se concentra exclusivamente na execução de VMs em um ambiente de nuvem (em vez de em dispositivos físicos).
Devido à flexibilidade, velocidade e economia de custos da nuvem, as empresas estão cada vez mais migrando suas VMs para a nuvem. Um hipervisor de nuvem pode fornecer as ferramentas para migrá-los de forma mais eficiente, permitindo que as empresas tenham um retorno mais rápido sobre o investimento em seus esforços de transformação.
Diferenças entre containers e hipervisores
Containers e hipervisores garantem que as aplicações sejam executadas de forma mais eficiente, isolando-as logicamente dentro do sistema. No entanto, há diferenças significativas entre como os dois são estruturados, como eles são escalados e seus respectivos casos de uso.
Um container é um pacote contendo apenas software e suas dependências, como código, ferramentas de sistema, configurações e bibliotecas. Ele pode ser executado de forma confiável em qualquer sistema operacional e infraestrutura. Um container consiste em um ambiente de tempo de execução completo, permitindo que as aplicações se movam entre uma variedade de ambientes de computação, como de uma máquina física para a nuvem, ou do ambiente de teste de um desenvolvedor para o preparo e, então, para a produção.
Hipervisores vs. Containers
Os hipervisores hospedam uma ou mais VMs que imitam um conjunto de máquinas físicas. Cada VM tem seu próprio sistema operacional independente e é efetivamente isolada das outras.
Embora as VMs sejam maiores e geralmente mais lentas em comparação aos containers, elas podem executar várias aplicações e sistemas operacionais diferentes simultaneamente. Isso os torna uma boa solução para organizações que precisam executar várias aplicações ou softwares legados que exigem um sistema operacional desatualizado.
Os containers, por outro lado, geralmente compartilham um kernel de sistema operacional ou uma imagem base. Embora cada container possa executar aplicações ou microsserviços individuais, ele ainda está vinculado ao kernel subjacente ou à imagem base.
Os containers geralmente são usados para hospedar uma única aplicação ou microsserviço sem outras despesas operacionais. Isso os torna mais leves e flexíveis do que as VMs. Por isso, eles são frequentemente usados para tarefas que exigem um alto nível de escalabilidade, portabilidade e velocidade, como o desenvolvimento de aplicações.
Entendendo a segurança do hipervisor
Por um lado, ao isolar as VMs umas das outras, um hipervisor efetivamente contém ataques a uma VM individual. Além disso, no caso de hipervisores tipo 1 ou bare metal, a ausência de um sistema operacional reduz significativamente o risco de um ataque, já que os adversários não podem explorar vulnerabilidades dentro do sistema operacional.
Ao mesmo tempo, o próprio host do hipervisor pode estar sujeito a um ataque. Nesse caso, cada máquina convidada e seus dados associados podem estar vulneráveis a um ataque.
Melhores práticas para melhorar a segurança do hipervisor
Aqui estão algumas práticas recomendadas a serem consideradas ao integrar um hipervisor na arquitetura de TI da organização:
- Minimizar a superfície de ataque limitando a função de um host apenas às VMs operacionais
- Realizar correções regulares e oportunas para todas as aplicações de software e o sistema operacional
- Aproveitar outras medidas de segurança, como criptografia, zero trust e autenticação multifatorial (MFA) para garantir que as credenciais do usuário permaneçam seguras
- Limitar privilégios administrativos e o número de usuários no sistema
- Incorporar o hipervisor na arquitetura de cibersegurança da organização para proteção máxima
Hipervisores e gerenciamento de log
Com o crescimento dos microsserviços e a migração para ambientes de nuvem distintos, manter a observabilidade se tornou cada vez mais difícil. Além disso, desafios como disponibilidade de aplicações, bugs/vulnerabilidades, uso de recursos e alterações no desempenho em máquinas virtuais/containers que afetam a experiência do usuário final continuam afetando a comunidade. Organizações que operam com um modelo de entrega contínua têm ainda mais dificuldade em capturar e entender as dependências dentro do ambiente de aplicações.
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Arfan Sharif é líder de marketing de produtos para o portfólio de observabilidade na CrowdStrike. Ele tem mais de 15 anos de experiência em gerenciamento de log, ITOps, observabilidade, segurança e soluções de CX para empresas como Splunk, Genesys e Quest Software. Arfan formou-se em Ciência da Computação na Universidade Bucks and Chilterns e sua carreira abrange as áreas de Marketing de Produtos e Engenharia de Vendas.
