Apa yang dimaksud dengan hypervisor?

Terkadang disebut virtual machine monitor (VMM), hypervisor mengelola mesin virtual saat mereka berjalan berdampingan satu sama lain. Hypervisor memisahkan mesin virtual satu sama lain secara logis dengan menetapkan kekuatan komputasi, memori, dan penyimpanan yang mendasarinya untuk setiap bagian. Hal ini mencegah gangguan antar-VM. Misalnya, jika satu OS mengalami masalah atau gangguan keamanan, OS lain dapat tetap berfungsi dengan baik.

Sebelum hypervisor menjadi populer, kebanyakan komputer fisik hanya dapat menjalankan satu sistem operasi pada satu waktu. Hal ini menjadikan komputer stabil karena perangkat keras komputasi hanya perlu menangani permintaan dari satu OS tersebut. Kelemahan dari pendekatan ini adalah pemborosan sumber daya karena sistem operasi tidak selalu dapat menggunakan semua daya komputer.

Sebuah hypervisor memecahkan masalah itu. Ini adalah lapisan perangkat lunak kecil yang memungkinkan beberapa instance sistem operasi berjalan berdampingan satu sama lain, berbagi sumber daya komputasi fisik yang sama. Proses ini disebut virtualisasi, dan instance sistem operasi, yang disebut sebagai virtual machines, adalah emulasi perangkat lunak dari komputer fisik yang berjalan pada mesin host.

Istilah virtual machine kadang-kadang digunakan secara bergantian dengan virtual server, tetapi keduanya tidak sama. Virtual servers juga dimungkinkan oleh hypervisor yang bertindak sebagai lapisan antara perangkat keras fisik dan beberapa lingkungan virtual yang unik. Tetapi virtual servers mereplikasi bare metal servers untuk aplikasi seperti server web, server nama domain, server proxy, dan sebagainya. Sebaliknya, virtual machines menciptakan representasi virtual dari komputer fisik.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang virtualisasi dan cara hypervisor mengaktifkan dan mengelola VM, tonton video berikut.

Hypervisor memberikan dasar untuk praktik virtualisasi modern dan sangat penting untuk pusat data modern, komputasi cloud, dan lingkungan desktop.

Saat ini, virtualisasi adalah praktik standar dalam infrastruktur IT perusahaan dan merupakan teknologi yang mendorong ekonomi komputasi cloud. Perangkat lunak virtualisasi, termasuk hypervisor, memungkinkan penyedia cloud melayani pengguna dengan perangkat keras komputer fisik yang ada. Pengguna cloud hanya dapat membeli sumber daya komputasi yang mereka butuhkan, bila diperlukan, dan menskalakan sumber daya tersebut secara hemat biaya seiring bertambahnya beban kerja mereka.

Semua penyedia layanan cloud terkemuka seperti Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, IBM® Cloud, dan Microsoft Azure mengandalkan teknologi virtualisasi untuk menyampaikan layanan berbasis cloud seperti infrastruktur sebagai layanan (IaaS), perangkat lunak sebagai layanan (SaaS), dan platform sebagai layanan (PaaS).

Teknologi virtualisasi juga sangat penting untuk otomatisasi dan mendukung pembuatan alur kerja manajemen layanan IT. Misalnya, virtualisasi membantu mengotomatiskan tugas seperti penerapan dan konfigurasi dan juga dapat membantu keamanan dan efisiensi sumber daya.

Selain itu, teknologi virtualisasi seperti hypervisor mendukung hyperautomation, konsep mengotomatisasi segala sesuatu dalam organisasi yang dapat diotomatisasi. Organisasi yang mengadopsi hiperotomatisasi berusaha menyederhanakan proses di seluruh bisnis mereka menggunakan kecerdasan buatan (AI), otomatisasi proses robotik (RPA), dan teknologi lain yang dapat berjalan tanpa campur tangan manusia.

Sesuai dengan laporan Research and Markets, pasar global untuk virtualisasi pusat data diperkirakan bernilai 7,3 miliar USD pada tahun 2023 dan diproyeksikan mencapai 21,1 miliar USD pada tahun 2030, dengan pertumbuhan CAGR sebesar 16,3% dari tahun 2023 hingga 2030.¹

Berikut adalah beberapa manfaat inti yang dapat diberikan oleh hypervisor:

• Efisiensi: Hypervisor membantu memastikan efisiensi sumber daya maksimum dengan mengizinkan beberapa VM menggunakan perangkat keras fisik yang sama, sehingga mengoptimalkan penggunaan sumber daya perangkat keras.

• Skalabilitas: Hypervisor dapat membuat, menerapkan, dan menonaktifkan VM hampir seketika. Kemampuan ini memungkinkan organisasi untuk dengan cepat merespons perubahan beban kerja dan memenuhi permintaan bisnis.

• Penghematan biaya: Hypervisor memungkinkan beberapa VM berjalan pada satu mesin fisik. Konsolidasi ini menghemat biaya dengan mengurangi biaya perangkat keras. Ini juga mengurangi jumlah daya yang dikonsumsi, yang memotong biaya energi dan membantu mengurangi jejak karbon keseluruhan yang terkait dengan pusat data.

• Portabilitas: Hypervisor memisahkan virtual machines dari mesin fisik, sehingga memudahkan migrasi VM. Fitur ini menciptakan portabilitas dan memungkinkan tim IT untuk mengalihkan beban kerja dan mengalokasikan sumber daya di antara mesin atau platform.

• Keamanan yang ditingkatkan: Hypervisor mengisolasi VM satu sama lain dan dari mesin host, sehingga mengurangi permukaan serangan. Hypervisor juga dapat mengambil snapshot status VM, yang memungkinkan pengguna untuk memulihkan VM, membuat cadangan, atau memindahkannya ke host lain.

• Pemulihan bencana:  Jika terjadi bencana, hypervisor membantu organisasi menghindari gangguan dengan memungkinkan replikasi cepat atau kloning virtual machine. Dukungan pemulihan bencana ini secara signifikan meningkatkan ketahanan lingkungan dan meningkatkan keberlangsungan bisnis.

Seperti yang telah dijelaskan, hypervisor menyediakan lapisan antara VM dan perangkat keras fisik yang mendasarinya untuk membantu memastikan bahwa masing-masingnya memiliki akses ke sumber daya fisik yang dibutuhkan untuk menjalankannya.

Prosesnya dimulai dengan mesin host yang menjalankan hypervisor dan menginstalnya sebagai aplikasi pada mesin, serta berinteraksi dengan sistem operasi mesin host. Hypervisor kemudian memuat sistem operasi klien dari virtual machine untuk menciptakan lingkungan virtual yang terisolasi pada mesin host.

Hypervisor bertindak sebagai perantara antara VM dan perangkat keras fisik, mengalokasikan sumber daya seperti memori, bandwidth, dan penyimpanan untuk setiap VM. Perangkat keras fisik masih menangani eksekusi sumber daya. Misalnya, unit pemrosesan pusat (CPU) masih menjalankan instruksi CPU seperti yang diminta oleh VM sementara hypervisor mengelola jadwal.

Baik mesin fisik maupun VM biasanya berkomunikasi dengan hypervisor melalui panggilan antarmuka pemrograman aplikasi (API), yakni protokol yang memungkinkan aplikasi perangkat lunak berkomunikasi satu sama lain untuk bertukar data.

Ada dua jenis utama hypervisor: tipe 1 dan tipe 2.

Hypervisor tipe 1 berjalan tepat pada perangkat keras fisik komputer yang mendasarinya, berinteraksi langsung dengan unit pemrosesan pusat (CPU), memori, dan penyimpanan fisiknya. Untuk alasan ini, orang juga menyebut hypervisor tipe 1 sebagai hypervisor bare-metal atau hypervisor native. Hypervisor Tipe 1 menggantikan sistem operasi host.

Hypervisor tipe 1 sangat efisien karena langsung mengakses perangkat keras fisik. Kemampuan ini juga meningkatkan keamanannya karena tidak ada apa pun di antara hypervisor dan CPU yang dapat disusupi oleh penyerang. Namun, hypervisor tipe 1 sering kali membutuhkan mesin manajemen terpisah untuk mengelola berbagai VM dan mengontrol perangkat keras host.

Hypervisor tipe 2 yang juga disebut sebagai hypervisor tertanam atau dihosting tidak berjalan secara langsung pada perangkat keras yang mendasarinya. Sebaliknya, hypervisor ini berjalan sebagai aplikasi dalam OS. Hypervisor tipe 2 jarang muncul di lingkungan berbasis server. Sebaliknya, hypervisor ini cocok untuk pengguna PC perorangan yang perlu menjalankan beberapa sistem operasi. Contohnya adalah para insinyur, profesional keamanan yang menganalisis malware, dan pengguna bisnis yang membutuhkan akses ke aplikasi yang hanya tersedia di platform perangkat lunak lain.

Hypervisor tipe 2 sering kali memiliki toolkit tambahan bagi pengguna untuk diinstal pada OS tamu. Alat-alat ini menyediakan koneksi yang lebih baik antara OS tamu dan OS host, dan biasanya memungkinkan pengguna memotong dan menempel di antara keduanya atau mengakses file dan folder OS host dari dalam VM tamu.

Hypervisor tipe 2 memungkinkan akses cepat dan mudah ke OS tamu alternatif di samping OS utama yang berjalan di sistem host, dan kemampuan ini mendukung produktivitas pengguna akhir. Konsumen dapat menggunakannya untuk mengakses alat pengembangan berbasis Linux favorit mereka sekaligus menggunakan sistem dikte ucapan yang, misalnya, hanya ditemukan di Windows.

Namun, karena hypervisor tipe 2 harus mengakses sumber daya komputasi, memori, dan jaringan melalui OS host, ini menimbulkan masalah latensi yang dapat memengaruhi kinerja. Hal ini juga menimbulkan potensi risiko keamanan jika penyerang mengkompromikan OS host karena mereka dapat memanipulasi OS tamu yang berjalan di hypervisor tipe 2.

Hypervisor tipe 1 dapat memvirtualisasikan lebih dari sekadar sistem operasi server. Mereka juga dapat memvirtualisasikan sistem operasi desktop untuk perusahaan yang ingin mengelola sumber daya IT pengguna akhir secara terpusat. Dikenal sebagai desktop sebagai layanan (DaaS), teknologi ini menghadirkan lingkungan virtualisasi desktop yang lengkap, termasuk sistem operasi, aplikasi, file, dan preferensi pengguna dari cloud.

Integrasi desktop virtual (VDI) memungkinkan pengguna bekerja pada desktop yang berjalan di dalam mesin virtual di server pusat, sehingga memudahkan staf TI untuk mengelola dan memelihara OS mereka.

Dalam lingkungan ini, hypervisor akan menjalankan beberapa desktop virtual. Setiap desktop berada di VM-nya sendiri, disimpan dalam koleksi yang dikenal sebagai kumpulan desktop virtual. Setiap VM melayani satu pengguna yang mengaksesnya melalui jaringan.

Titik akhir pengguna dapat berupa thin client atau perangkat mobile yang relatif murah. Dengan demikian, mereka diuntungkan oleh akses yang konsisten ke OS desktop yang sama. Mereka bisa mendapatkan data dan aplikasi yang sama di perangkat apa pun tanpa memindahkan data sensitif di luar lingkungan yang aman.

Pengguna tidak terhubung ke hypervisor secara langsung. Sebaliknya, pengguna mengakses perantara koneksi yang dikoordinasikan dengan hypervisor untuk mendapatkan desktop virtual yang sesuai dari kumpulan tersebut.

Saat ini, banyak hypervisor tersedia di pasar digital. Berikut adalah beberapa solusi milik vendor terbaik.

VMware ESXi (Elastic Sky X Integrated) adalah hypervisor tipe 1 (atau bare metal) yang menargetkan virtualisasi server di pusat data. ESXi mengelola kumpulan virtual machine VMware.

Catatan: Broadcom mengakuisisi VMware pada tahun 2023 dan tidak lagi menawarkan versi gratis VMware ESXi (sebelumnya merupakan bagian dari penawaran virtual server virtual VMware vSphere gratis). Sejak akuisisi, Broadcom telah mentransisikan VMware dari lisensi permanen dan dukungan serta langganan (SNS) ke model penetapan Harga berbasis langganan.² VMware vSphere telah berganti nama menjadi VMware vSphere Foundation (VVF), sebuah platform virtualisasi perusahaan, tersedia sebagai penawaran perangkat lunak berlangganan berbayar.

Hypervisor ini kompatibel dengan PC desktop dan laptop yang menjalankan sistem operasi Windows dan Linux.

Juga untuk pengguna desktop dan laptop, hypervisor ini merupakan penawaran perusahaan yang berfokus pada MacOS, yang memungkinkan pengguna Mac menjalankan berbagai macam sistem operasi tamu. VMware Fusion Pro gratis untuk penggunaan pribadi dan berbayar untuk penggunaan komersial.

Catatan: VMware menghentikan Workstation Player dan VMware Fusion Player sejak memulai VMware Workstation Pro dan Fusion Pro.³

VirtualBox adalah hypervisor tipe 2 yang berjalan pada sistem operasi Linux, Mac OS, dan Windows.

Catatan: Oracle mewarisi produk ini ketika membeli Sun Microsystems pada tahun 2010.

Parallels Desktop adalah teknologi hypervisor yang memungkinkan pengguna menjalankan sistem operasi (seperti Linux atau Windows) dan aplikasi lain di Mac.

Hyper-V adalah hypervisor Microsoft yang dirancang untuk digunakan pada sistem Windows. Produk ini diluncurkan pada tahun 2008 sebagai bagian dari Windows Server, yang berarti bahwa pelanggan perlu menginstal seluruh sistem operasi Windows untuk menggunakannya. Microsoft kemudian menyediakan versi khusus bernama Hyper-V Server, yang berjalan pada Windows Server Core. Hal ini memungkinkan administrator menjalankan Hyper-V tanpa menginstal versi lengkap Windows Server. Hyper-V juga tersedia pada klien Windows.

Microsoft menetapkan Hyper-V sebagai hypervisor tipe 1, meskipun cara kerjanya berbeda dengan banyak kompetitor. Hyper-V diinstal pada Windows, tetapi berjalan langsung pada perangkat keras fisik dengan menyisipkan diri di bawah OS host. Semua sistem operasi tamu berjalan melalui hypervisor ini, tetapi sistem host mendapatkan akses perangkat keras khusus, sehingga memberikan keuntungan kinerja.

Citrix Hypervisor (sebelumnya Xen Server dari proyek sumber terbuka Xen) adalah hypervisor tipe 1 komersial yang mendukung sistem operasi Linux dan Windows.

Teknologi hypervisor sumber terbuka menawarkan efektivitas biaya, opsi penyesuaian, dan dukungan komunitas yang kuat. Hypervisor sumber terbuka yang populer meliputi berikut ini.

Hypervisor tipe 1 sumber terbuka ini berjalan pada arsitektur Intel dan ARM. Dimulai sebagai proyek di University of Cambridge, timnya kemudian mengkomersialkannya dengan mendirikan XenSource, yang dibeli Citrix pada tahun 2007.⁴

Pada tahun 2013, proyek sumber terbuka ini menjadi proyek kolaboratif di bawah Linux Foundation. Banyak penyedia layanan cloud menggunakan Xen untuk mendukung penawaran produk mereka.

Xen mendukung beberapa jenis virtualisasi, termasuk lingkungan dengan bantuan perangkat keras menggunakan Intel VT dan AMD-V. Ini juga mendukung paravirtualisasi, yang mengubah OS tamu untuk bekerja dengan hypervisor, memberikan peningkatan kinerja.

KVM adalah hypervisor tipe 1 berbasis Linux yang dapat ditambahkan ke sebagian besar sistem operasi Linux, termasuk Ubuntu, SUSE, dan Red Hat Enterprise Linux (RHEL).

Linux juga memiliki kemampuan hypervisor yang dibangun langsung ke kernel Linux. Virtual machine berbasis kernel (KVM) menjadi bagian dari kernel Linux pada tahun 2007 dan melengkapi QEMU, hypervisor yang mengemulasi prosesor mesin fisik sepenuhnya dalam perangkat lunak. Ini mendukung sistem operasi Linux yang paling umum, termasuk Solaris dan Windows.

KVM juga mendukung ekstensi virtualisasi yang dibangun oleh Intel dan AMD ke dalam arsitektur prosesor mereka untuk mendukung hypervisor dengan lebih baik. Ekstensi ini, yang masing-masing disebut Intel VT dan AMD-V, memungkinkan prosesor untuk membantu hypervisor mengelola beberapa virtual machine. Di mana pun ekstensi ini tersedia, kernel Linux dapat menggunakan KVM. Jika tidak, QEMU akan kembali digunakan.

KVM juga dapat diunduh secara terpisah atau sebagai bagian dari solusi virtualisasi sumber terbuka oVirt gratis.

Red Hat® OpenShift® Virtualization didasarkan pada KubeVirt, sebuah proyek sumber terbuka yang memungkinkan untuk menjalankan VM pada platform kontainer yang dikelola Kubernetes. KubeVirt memberikan virtualisasi native kontainer menggunakan KVM dalam kontainer Kubernetes.

OpenShift Virtualization membangun fasilitas tambahan di sekitar hypervisor KVM. Fitur-fitur ini termasuk manajer virtualisasi yang menyediakan sistem manajemen terpusat dengan antarmuka pengguna grafis berbasis pencarian. Solusi ini juga menyertakan teknologi virtualisasi aman yang memperkuat hypervisor terhadap serangan yang ditujukan pada host atau virtual machine. Hypervisor Red Hat dapat menjalankan banyak sistem operasi, termasuk Ubuntu.

Catatan: Red Hat OpenShift Virtualization adalah penerus Red Hat Enterprise Virtualization (RHV), yang diumumkan akan diakhiri dukungannya pada tahun 2026 oleh Red Hat.⁵

Seperti yang telah dijelaskan, ada berbagai kategori hypervisor dan beberapa merek hypervisor dalam setiap kategori. Jika Anda ingin memilih hypervisor untuk organisasi Anda atau untuk penggunaan pribadi, berikut adalah beberapa faktor yang dapat Anda pertimbangkan:

• Kinerja

• Ekosistem

• Alat manajemen

• Migrasi langsung

• Biaya

Temukan data tolok ukur yang menunjukkan seberapa baik kinerja hypervisor dalam suatu lingkungan produksi. Idealnya, hypervisor bare metal harus mendukung kinerja OS tamu mendekati kecepatan native.

Anda membutuhkan dokumentasi yang baik dan dukungan teknis untuk mengimplementasikan dan mengelola hypervisor di beberapa server fisik dalam skala besar. Selain itu, temukan komunitas pengembang pihak ketiga yang baik dan dapat mendukung hypervisor dengan agen dan plugin mereka sendiri yang menawarkan kemampuan, seperti analisis kapasitas cadangan dan pemulihan, serta manajemen fail-over.

Menjalankan VM adalah salah satu dari banyak hal yang harus Anda kelola saat menggunakan hypervisor. Anda harus menyediakan VM, memeliharanya, mengauditnya, dan membersihkan yang tidak digunakan untuk mencegah “VM sprawl”. Pastikan vendor atau komunitas pihak ketiga mendukung arsitektur hypervisor dengan alat manajemen yang komprehensif.

Migrasi langsung memungkinkan Anda memindahkan VM antara hypervisor pada berbagai mesin fisik tanpa menghentikannya, yang dapat berguna untuk fail-over dan penyeimbangan beban kerja.

Pertimbangkan biaya dan struktur biaya yang terlibat dalam perolehan lisensi teknologi hypervisor. Jangan hanya memikirkan biaya hypervisor itu sendiri. Perangkat lunak manajemen yang membuatnya dapat diskalakan untuk mendukung lingkungan perusahaan sering kali menghabiskan banyak biaya. Terakhir, periksa struktur lisensi vendor, yang dapat berubah tergantung pada apakah Anda menerapkannya di cloud atau secara lokal.