In cosa consiste la virtualizzazione?
La virtualizzazione è una tecnologia che consente di creare rappresentazioni virtuali di server, archiviazione, reti e altre macchine fisiche. Il software virtuale imita le funzioni dell'hardware fisico per eseguire più macchine virtuali contemporaneamente su un'unica unità fisica. Le aziende utilizzano la virtualizzazione per utilizzare le risorse hardware in modo efficiente e ottenere maggiori ritorni dagli investimenti. Inoltre fornisce servizi di cloud computing, i quali aiutano le organizzazioni a gestire l'infrastruttura in modo più efficiente.
Che cos'è la virtualizzazione?
Per comprendere correttamente la macchina virtuale basata su kernel (KVM), è necessario innanzitutto comprendere alcuni concetti di base sulla virtualizzazione. La virtualizzazione è un processo che consente a un computer di condividere le proprie risorse hardware con più ambienti separati digitalmente. Ogni ambiente virtualizzato funziona all'interno delle risorse allocate, come memoria, potenza di elaborazione e archiviazione. Con la virtualizzazione, le organizzazioni possono passare da un sistema operativo all'altro sullo stesso server senza dover riavviare.
Le macchine virtuali e gli hypervisor sono due concetti importanti nella virtualizzazione.
Macchina virtuale
Una macchina virtuale è un computer definito dal software che viene eseguito su un computer fisico con un sistema operativo e risorse di elaborazione separati. Il computer fisico è chiamato macchina host e le macchine virtuali sono macchine guest. È possibile eseguire più macchine virtuali su una singola macchina fisica. Le macchine virtuali vengono astratte dall'hardware del computer da un hypervisor.
Hypervisor
L'hypervisor è un componente software che gestisce più macchine virtuali in un computer. Garantisce che ogni macchina virtuale riceva le risorse allocate e non interferisca con il funzionamento di altre macchine virtuali. Esistono due tipi di hypervisor.
Hypervisor di tipo 1
Un hypervisor di tipo 1, o hypervisor bare metal, è un programma hypervisor installato direttamente sull'hardware del computer anziché sul sistema operativo. Pertanto, gli hypervisor di tipo 1 offrono prestazioni migliori e vengono comunemente utilizzati dalle applicazioni aziendali. La KVM utilizza l'hypervisor di tipo 1 per ospitare più macchine virtuali sul sistema operativo Linux.
Hypervisor di tipo 2
Conosciuto anche come hypervisor ospitato, l'hypervisor di tipo 2 viene installato su un sistema operativo. Gli hypervisor di tipo 2 sono adatti per l'elaborazione degli utenti finali.
Perché la virtualizzazione è importante?
Utilizzando la virtualizzazione, puoi interagire con qualsiasi risorsa hardware con una maggiore flessibilità. I server fisici consumano elettricità, occupano spazio e hanno bisogno di manutenzione. Spesso l'accesso ai server è limitato dalla prossimità fisica e dalla progettazione di rete. La virtualizzazione elimina tutte queste limitazioni astraendo le funzionalità dell'hardware fisico in una soluzione software. Puoi gestire, mantenere e utilizzare la tua infrastruttura hardware come se fosse una qualsiasi altra applicazione sul Web.
Un esempio di virtualizzazione
Prendiamo come esempio un'azienda che utilizza i server per tre funzioni:
- Archiviare le e-mail aziendali in modo sicuro
- Eseguire un'applicazione rivolta ai clienti
- Eseguire un'applicazione aziendale interna
Ciascuna di queste tre funzioni ha requisiti di configurazione differenti:
- L'applicazione di posta elettronica richiede più capacità di archiviazione e un sistema operativo Windows.
- L'applicazione rivolta ai clienti richiede un sistema operativo Linux e una potenza di elaborazione elevata per sostenere volumi considerevoli di traffico del sito Web.
- L'applicazione aziendale interna richiede iOS e più memoria interna (RAM).
Per soddisfare questi requisiti, l'azienda configura tre server fisici dedicati distinti, uno per ciascuna applicazione. L'azienda deve sostenere un investimento iniziale elevato e occuparsi continuamente di manutenzione e aggiornamenti per ciascuna macchina distinta. Inoltre, l'azienda non può ottimizzare la capacità di elaborazione. Paga il 100% dei costi di manutenzione dei server, ma utilizza soltanto una frazione delle rispettive capacità di elaborazione e archiviazione.
Utilizzo efficiente dell'hardware
Con la virtualizzazione, l'azienda crea tre server digitali, o macchine virtuali, su un unico server fisico. Specifica i requisiti del sistema operativo per le macchine virtuali e le utilizza come server fisici. Tuttavia, ora l'azienda ha meno hardware da gestire e meno spese associate.
Infrastruttura come servizio
L'azienda può spingersi oltre scegliendo di utilizzare un'istanza cloud o una macchina virtuale di un fornitore di cloud computing come AWS. AWS gestisce tutto l'hardware sottostante, mentre l'azienda può richiedere le risorse server con configurazioni variabili. Tutte le applicazioni vengono eseguite su questi server virtuali senza che gli utenti notino alcuna differenza. Inoltre, per il team IT dell'azienda la gestione dei server risulta molto più semplice.
Quali sono i vantaggi della virtualizzazione?
La virtualizzazione fornisce diversi vantaggi a qualsiasi organizzazione:
Utilizzo efficiente delle risorse
La virtualizzazione migliora le risorse hardware utilizzate nel data center. Ad esempio, anziché eseguire un server su un singolo sistema informatico, puoi creare un pool di server virtuali sul medesimo sistema utilizzando i server e restituendoli al pool in base alle necessità. Grazie alla minore quantità di server fisici sottostanti, hai più spazio a disposizione nel tuo data center e risparmi su elettricità, generatori e sistemi di raffreddamento.
Gestione automatizzata dell'IT
Ora che hai reso virtuali i tuoi computer fisici, puoi gestirli tramite strumenti software. Gli amministratori possono creare programmi di implementazione e configurazione per definire i modelli delle macchine virtuali. Puoi duplicare l'infrastruttura tutte le volte che desideri e in modo coerente, evitando le configurazioni manuali soggette a errori.
Ripristino di emergenza più rapido
Quando eventi come calamità naturali o attacchi informatici hanno un impatto negativo sulle attività aziendali, ripristinare l'accesso all'infrastruttura IT e sostituire o riparare un server fisico può richiedere ore, se non addirittura giorni. Con gli ambienti virtualizzati, per contro, il processo è questione di minuti. Questa risposta rapida migliora notevolmente la resilienza e agevola l continuità aziendale per garantire la continuità delle operazioni come previsto.
Come funziona la virtualizzazione?
La virtualizzazione utilizza un software specializzato, chiamato hypervisor, per creare diverse istanze cloud o macchine virtuali su un singolo computer fisico.
Istanze cloud o macchine virtuali
Dopo aver installato il software di virtualizzazione sul tuo computer, puoi creare una o più macchine virtuali. Puoi accedere alle macchine virtuali nello stesso modo in cui accedi ad altre applicazioni sul tuo computer. Il tuo computer è definito host, mentre la macchina virtuale viene chiamata guest. Su un medesimo host possono essere eseguiti diversi guest. Ogni guest dispone del proprio sistema operativo, che può essere uguale a quello dell'host oppure differente.
Dalla prospettiva dell'utente, la macchina virtuale funziona come un server tipico. Ha impostazioni, configurazioni e applicazioni installate. Le risorse di elaborazione, come ad esempio le CPU (unità di elaborazione centrale), la RAM (memoria ad accesso casule) e l'archiviazione, hanno lo stesso aspetto di quelle di un server fisico. Inoltre, puoi configurare e aggiornare i sistemi operativi del guest e le rispettive applicazioni secondo necessità senza alcun impatto sul sistema operativo dell'host.
Hypervisor
Per hypervisor si intende il software di virtualizzazione che si installa sulla macchina fisica. Si tratta di un livello di software che agisce da intermediario tra le macchine virtuali e l'hardware sottostante o il sistema operativo host. L'hypervisor coordina l'accesso all'ambiente fisico affinché diverse macchine virtuali possano accedere alla propria quota di risorse fisiche.
Ad esempio, se la macchina virtuale ha bisogno di risorse di elaborazione, come ad esempio capacità di elaborazione per il computer, la richiesta passa prima dall'hypervisor. Dopodiché, l'hypervisor trasmette la richiesta all'hardware sottostante, che esegue l'attività.
Le seguenti sono le due principali tipologie di hypervisor.
Hypervisor del tipo 1
Un hypervisor del tipo 1, chiamato anche hypervisor bare-metal, viene eseguito direttamente sull'hardware del computer. Offre alcune capacità del sistema operativo ed è molto efficiente perché interagisce direttamente con le risorse fisiche.
Hypervisor del tipo 2
Un hypervisor del tipo 2 viene eseguito come applicazione sull'hardware del computer con un sistema operativo esistente. Puoi utilizzare questo tipo di hypervisor quando esegui diversi sistemi operativi su un'unica macchina.
In che cosa si differenziano i vari tipi di virtualizzazione?
Puoi utilizzare la tecnologia di virtualizzazione per assicurarti le funzioni di molti tipi diversi di infrastruttura fisica e tutti i vantaggi di un ambiente virtualizzato. Puoi andare oltre le macchine virtuali per creare una raccolta di risorse virtuali nel tuo ambiente virtuale.
Virtualizzazione dei server
La virtualizzazione dei server è un processo che partiziona un server fisico in diversi server virtuali. Si tratta di un modo efficiente e conveniente di utilizzare le risorse server e di implementare i servizi IT in un'organizzazione. Senza la virtualizzazione server, i server fisici utilizzano soltanto una piccola parte delle proprie capacità di elaborazione, lasciando i dispositivi inutilizzati.
Virtualizzazione dell'archiviazione
La virtualizzazione dell'archiviazione combina le funzioni dei dispositivi di archiviazione fisica come Network Attached Storage (NAS) e Storage Area Network (SAN). Puoi raggruppare l'hardware di archiviazione nel tuo data center, anche se proviene da fornitori diversi o appartiene a differenti tipologie. La virtualizzazione dell'archiviazione utilizza tutta la tua capacità di archiviazione fisica dei dati e crea una grande unità di archiviazione virtuale che puoi allocare e controllare tramite un software di gestione. Gli amministratori IT possono ottimizzare le attività di archiviazione, come creazione di archivi, backup e ripristino, in quanto possono combinare in modo virtuale diversi dispositivi di archiviazione di rete in un unico dispositivo di archiviazione.
Virtualizzazione di rete
Qualsiasi rete di computer comprende elementi hardware come switch, router e firewall. Un'organizzazione con uffici in varie regioni geografiche può disporre di tecnologie di rete diverse che funzionano in sinergia per creare la rete aziendale. La virtualizzazione di rete è un processo che combina tutte queste risorse di rete per centralizzare le attività amministrative. Gli amministratori possono regolare e controllare questi elementi a livello virtuale senza necessità di toccare i componenti fisici, semplificando notevolmente la gestione della rete.
Di seguito descriviamo due approcci alla virtualizzazione della rete.
Rete definita dal software
La rete definita dal software (software-defined networking o SDN) controlla l'instradamento del traffico sovrintendendo la gestione dei percorsi per i dati instradati nell'ambiente fisico. Ad esempio, puoi programmare il tuo sistema in modo che assegni priorità al traffico delle videochiamate anziché a quello delle applicazioni per garantire una qualità di chiamata ottimizzata durante tutte le riunioni online.
Virtualizzazione delle funzioni di rete
La tecnologia di virtualizzazione delle funzioni di rete combina le funzioni delle appliance di rete, come ad esempio firewall, load balancer e analizzatori del traffico che funzionano insieme, per migliorare le prestazioni della rete.
Virtualizzazione dei dati
Le organizzazioni moderne raccolgono dati da varie fonti e li archiviano in formati diversi. Inoltre, spesso archiviano i dati in posti diversi, ad esempio in un'infrastruttura nel cloud e in un data center on-premise. La virtualizzazione dei dati crea un livello software tra questi dati e le applicazioni che ne hanno bisogno. Gli strumenti di virtualizzazione dei dati elaborano la richiesta di dati di un'applicazione e restituiscono i risultati in un formato idoneo. Pertanto, le organizzazioni utilizzano le soluzioni di virtualizzazione dei dati per conseguire una maggiore flessibilità nell'integrazione dei dati e supportare le analisi dei dati interfunzionali.
Virtualizzazione delle applicazioni
La virtualizzazione delle applicazioni estrae le funzioni delle applicazioni per eseguirle su sistemi operativi differenti da quelle per i quali sono state progettate. Ad esempio, gli utenti possono eseguire un'applicazione Microsoft Windows su una macchina Linux senza modificarne la configurazione. Per ottenere la virtualizzazione delle applicazioni, segui queste pratiche:
- Streaming delle applicazioni: gli utenti eseguono l'applicazione in streaming da un server remoto; in questo modo, l'applicazione viene eseguita soltanto sul dispositivo dell'utente finale quando è necessario.
- Virtualizzazione delle applicazioni basata su server: gli utenti possono accedere all'applicazione remota dal browser o da un'interfaccia client senza bisogno di installarla.
- Virtualizzazione delle applicazioni in locale: il codice dell'applicazione viene distribuito con il proprio ambiente per essere eseguito su tutti i sistemi operativi senza alcuna modifica.
Virtualizzazione desktop
Nella maggior parte delle organizzazioni, personale non tecnico utilizza sistemi operativi desktop per eseguire applicazioni aziendali comuni. Ad esempio, potresti disporre del seguente personale:
- Un team del servizio clienti che richiede un computer desktop con Windows 10 e un software di gestione delle relazioni con i clienti
- Un team di marketing che richiede Windows Vista per le applicazioni di vendita
Puoi utilizzare la virtualizzazione dei desktop per eseguire questi sistemi operativi desktop differenti su macchine virtuali, alle quali i tuoi team possono accedere da remoto. Questo tipo di virtualizzazione rende la gestione dei desktop efficiente e sicura, permettendo di risparmiare sull'hardware desktop. Di seguito puoi trovare vari tipi di virtualizzazione desktop.
Infrastruttura desktop virtuale
L'infrastruttura desktop virtuale esegue i desktop virtuali su un server remoto. Gli utenti possono accedere direttamente ai desktop tramite dispositivi client.
Virtualizzazione desktop in locale
Nella virtualizzazione desktop locale, l'hypervisor viene eseguito su un computer locale e si crea un computer virtuale con un sistema operativo diverso. È possibile passare tra l'ambiente in locale e quello virtuale nello stesso modo in cui si passa da un'applicazione all'altra.
Qual è la differenza tra virtualizzazione e cloud computing?
Il cloud computing consiste nella distribuzione on-demand delle risorse di elaborazione tramite Internet, con un pagamento in base al consumo. Anziché acquistare, possedere e mantenere data center o server fisici, puoi accedere a servizi tecnologici come sistemi di calcolo, archiviazione e database, secondo le tue necessità, rivolgendoti a un fornitore cloud.
La tecnologia di virtualizzazione rende possibile il cloud computing. I fornitori cloud si occupano di configurare e mantenere i propri data center. Creano vari ambienti virtuali che utilizzano le risorse hardware sottostanti. Dopodiché, è possibile programmare i propri sistemi affinché accedano a tali risorse cloud tramite le API. A questo punto, le esigenze di infrastruttura possono essere soddisfatte come un servizio completamente gestito.
Quali sono i vantaggi della virtualizzazione e del cloud computing con AWS?
Utilizzando AWS, puoi creare, implementare e arrivare sul mercato in più modi diversi con la tecnologia più recente. Ad esempio, puoi utilizzare i seguenti servizi:
- Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) ti consente di esercitare un controllo granulare sulla tua infrastruttura. Scegli i processori, l'archiviazione e i componenti di rete che desideri.
- Con le capacità di elaborazione serverless di AWS Lambda, puoi eseguire il codice senza pensare ai server.
- Utilizza Amazon Lightsail per implementare server, archiviazione, database e reti virtuali a un prezzo basso e prevedibile.
Inizia subito a utilizzare la virtualizzazione e il cloud computing creando un account AWS.
Qual è la differenza tra la virtualizzazione dei server e la containerizzazione?
La containerizzazione è un modo per implementare il codice delle applicazioni affinché possa essere eseguito in ambienti fisici o virtuali di qualsiasi tipo, senza necessità di modifiche. Gli sviluppatori confezionano il codice dell'applicazione con le librerie e i file di configurazione associati nonché altre dipendenze richieste per l'esecuzione. Questo pacchetto completo di software, chiamato container, può essere eseguito in modo indipendente su qualsiasi piattaforma. La containerizzazione è un tipo di virtualizzazione delle applicazioni.
Puoi immaginare la virtualizzazione dei server come la costruzione di una strada per collegare due località. Devi ricreare l'intero ambiente virtuale, quindi eseguire al suo interno la tua applicazione. Invece, la containerizzazione è come costruire un elicottero che può spostarsi in volo tra le due località. La tua applicazione è all'interno di un container e può essere eseguita in ogni tipo di ambiente fisico o virtuale.
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