Apa Itu Paravirtualization?
Paravirtualization adalah salah satu jenis virtualisasi perangkat keras yang memungkinkan guest operating system (OS) dalam virtual machine (VM) untuk berinteraksi langsung dengan hypervisor, bukan melalui lapisan abstraksi kompleks seperti pada full virtualization.
Kalau di full virtualization, VM diisolasi secara logis dan semua hardware diemulasi. Ini biasanya menggunakan binary translation untuk menerjemahkan instruksi sistem. Nah, paravirtualization lebih ringan karena memungkinkan OS tamu berbagi resource langsung dengan hypervisor, hasilnya performa bisa lebih optimal.
Dengan paravirtualization, VM bisa akses resource lewat interface yang mirip dengan hardware aslinya. Karena kerja sama antara guest OS dan hypervisor lebih efisien, performanya juga meningkat. Tapi, ada catatan nih — guest OS perlu dimodifikasi agar bisa support paravirtualization. Beberapa distro Linux udah menyediakan dukungan ini secara langsung.
Teknologi ini cocok dipakai di berbagai skenario teknis seperti disaster recovery, capacity management, pengujian dan pengembangan aplikasi, serta proses backup dan replication. Paravirtualization juga berguna kalau infrastrukturnya nggak support hardware-assisted virtualization. Soalnya kalau pakai full virtualization di sistem kayak gini, bakal ada overhead tambahan dari binary translation.
Apa Bedanya Full Virtualization dan Paravirtualization?
Paravirtualization muncul untuk menyelesaikan beberapa keterbatasan pada full virtualization. Full virtualization membuat lingkungan VM yang sepenuhnya terisolasi dan berperilaku seperti mesin fisik. Guest OS tidak sadar kalau dia jalan di lingkungan virtual, jadi bisa digunakan tanpa modifikasi, bahkan untuk aplikasi lama.
Hypervisor yang menggunakan full virtualization (terutama versi awalnya) biasanya bergantung pada binary translation untuk menjembatani komunikasi antara guest OS dan virtual machine monitor (VMM). Nah, istilah hypervisor dan VMM ini sering dipakai bergantian.
Binary translation ini bertugas menangkap instruksi sistem yang sensitif, lalu diteruskan ke host untuk diproses. Tapi karena kompleks, proses ini menambah overhead. Untungnya sekarang banyak hypervisor modern yang udah support hardware-assisted virtualization, kayak Intel VT dan AMD-V, yang bisa ngurangin overhead tersebut.
Dengan hardware-assisted virtualization, hypervisor bisa akses hardware langsung tanpa banyak lapisan perantara. Tapi, tetap saja, full virtualization nggak butuh modifikasi OS, beda dengan paravirtualization yang kadang butuh kernel OS yang sudah disiapkan. Misalnya, OS seperti Windows perlu driver khusus karena sifatnya proprietary.
Beberapa platform paravirtualization menyediakan driver-aware untuk OS seperti Windows agar tetap bisa jalan. Contohnya, Xen Project menyediakan driver khusus Windows untuk menyiasati keterbatasan tersebut.
Perbandingan antara keduanya sering terjadi kalau hypervisor tidak mendukung hardware-assisted virtualization. Paravirtualization tidak perlu trap atau intercept instruksi sistem, jadi prosesnya lebih ringan dan cepat.
Dalam paravirtualization, OS tamu sudah tahu kalau dia jalan di lingkungan virtual dan bisa langsung komunikasi dengan hypervisor pakai hypercalls. Hypercall ini semacam sistem call khusus ke hypervisor buat minta bantuan akses resource atau eksekusi operasi kernel seperti interrupt, penjagaan waktu, atau manajemen memori.
Kelebihan Paravirtualization
Paravirtualization punya beberapa keunggulan dibanding full virtualization, terutama ketika hardware virtualization nggak tersedia:
- Performa lebih baik. Komunikasi langsung antara guest OS dan hypervisor bikin sistem jadi lebih responsif dan efisien.
- Manajemen lalu lintas VM lebih mudah. VM bisa kontrol akses ke perangkat fisik, mencegah konflik antar VM.
- Overhead lebih rendah. Karena nggak perlu replikasi seluruh hardware, resource bisa dihemat.
- Minim keterbatasan hardware. Nggak butuh driver perangkat tambahan karena pakai driver yang udah ada di OS tamu.
Kekurangan Paravirtualization
Meski banyak kelebihan, paravirtualization juga punya tantangan:
- Keterbatasan fleksibilitas. OS tamu dan hypervisor saling terikat, jadi kalau salah satu update bisa ganggu operasional VM.
- Dukungan OS terbatas. Karena OS harus dimodifikasi, nggak semua sistem bisa langsung support.
- Kompleksitas tambahan. Kadang perlu modifikasi kernel yang rumit, apalagi di lingkungan produksi.
- Risiko keamanan lebih tinggi. Isolasi antar VM nggak sekuat di full virtualization, bisa jadi celah keamanan kalau tidak dikelola dengan baik.
Baik full virtualization maupun paravirtualization sama-sama berperan dalam abstraksi resource hardware, tapi tingkat isolasi dan kebutuhan sistem jadi faktor pembeda utamanya.