Cos'è la virtualizzazione dei server?

La virtualizzazione dei server è una funzione chiave dell'IT aziendale moderna. Ad esempio, quando prenoti un volo, trasmetti un evento musicale dal vivo o accedi a un'applicazione aziendale da remoto, le app che girano dietro a quelle esperienze sono invariabilmente ospitate su server virtualizzati. Questa infrastruttura consente alle organizzazioni di eseguire migliaia di workload riducendo l'uso di hardware fisico.

In un ambiente server tradizionale, le organizzazioni dedicano un server fisico a una singola applicazione, lasciando i server in gran parte sottoutilizzati. La virtualizzazione dei server cambia le cose. Più macchine virtuali (VM) condividono un unico server fisico, ognuna con le proprie risorse dedicate e isolata dalle altre. Il risultato è un'infrastruttura più economica da gestire, più veloce da scalare e più efficiente da gestire.

Oggi, la virtualizzazione dei server è fondamentale per il cloud computing e per le moderne operazioni dei data center . Uno studio di SkyQuest stima che il mercato globale della virtualizzazione dei server raggiungerà i 9 miliardi di dollari nel 2024. Il report prevede che raggiungerà i 13,96 miliardi di dollari entro il 2033, crescendo a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 5,0%.¹

Man mano che le organizzazioni consolidano i data center e gestiscono ambienti multicloud ibrido, le richieste di infrastrutture virtualizzate sono aumentate. La virtualizzazione dei server offre inoltre alle Organizzazioni la flessibilità necessaria per supportare i workload di intelligenza artificiale (AI) e soddisfare i requisiti di sovranità dei dati per la gestione dell'infrastruttura in tutte le regioni.

Per comprendere la virtualizzazione dei server, è utile rivedere alcune tecnologie correlate che sostengono l'infrastruttura IT moderna:

• Virtualizzazione
• Container
• Kubernetes
• Servizi basati su cloud

La virtualizzazione utilizza software per creare uno strato di astrazione su hardware fisico, dividendo le risorse di un singolo server (ad esempio, CPU, memoria, storage e rete) in più macchine virtuali (VM).

Ogni VM esegue il proprio sistema operativo indipendente e si comporta come un server separato, anche se condivide lo stesso hardware sottostante.

Man mano che le organizzazioni modernizzavano la loro infrastruttura, i container sono emersi insieme alle macchine virtuali come parte fondamentale del modo in cui i team costruiscono e distribuiscono le applicazioni.

Mentre le macchine virtuali virtualizzano l'hardware, i container virtualizzano il sistema operativo, impacchettando solo l'applicazione e le sue dipendenze, rendendole più leggere e veloci da distribuire.

Kubernetes è diventato la piattaforma standard per orchestrare container su larga scala, automatizzando la distribuzione/implementazione, la scalabilità e la gestione tra ambienti hybrid cloud e multicloud.

Kubernetes è comunemente utilizzato con i microservizi, che permettono alle organizzazioni di suddividere le applicazioni in servizi più piccoli e indipendenti, più facili da distribuire e gestire.

I fornitori di cloud service come Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure e IBM Cloud forniscono infrastrutture e servizi software attraverso tre modelli principali costruiti su server virtualizzati:

• L'infrastruttura come servizio (IaaS) fornisce risorse virtualizzate di calcolo, storage e risorse di rete che le organizzazioni possono configurare e fornire su base self-service. I server privati virtuali (VPS), ad esempio, sono un'offerta IaaS comune, fornendo alle aziende risorse dedicate senza il costo di possedere hardware fisico.

• Platform as a Service (PaaS) offre una piattaforma cloud completa on-demand (ad esempio, hardware, software, infrastruttura) per sviluppare, eseguire e gestire applicazioni.

• Software as a Service (SaaS), il modello più utilizzato, offre applicazioni che funzionano interamente nel cloud (ad esempio, Zoom, Google Workspace).

La virtualizzazione dei server si basa su vari componenti che lavorano insieme per creare e gestire ambienti virtuali:

• Bare Metal Server: l'hardware fisico sottostante del Bare Metal Server, noto anche come Bare Metal Server, fornisce le risorse che tutti i virtual server condividono.

• Hypervisor: l'hypervisor è il livello software che si trova direttamente sul Bare Metal Server, gestendo l'allocazione delle risorse e mantenendo ogni VM isolata dalle altre. Le principali piattaforme di virtualizzazione includono VMware vSphere (Broadcom), Microsoft Hyper-V, IBM PowerVM, Red Hat KVM e Citrix.

• Macchine virtuali (VM): le macchine virtuali sono singoli ambienti virtuali con la funzionalità di eseguire il proprio sistema operativo e le proprie applicazioni come se fossero su hardware dedicato.

• Sistema operativo ospite: le macchine virtuali sullo stesso host fisico possono eseguire ciascuna un sistema operativo diverso. Ad esempio, una VM potrebbe eseguire Windows Server mentre un'altra usa Linux sulla stessa macchina bare metal.

• Interfacce di rete virtuali: un networking software-defined (SDN) permette alle VM di comunicare tra loro e con reti esterne. Un'azienda di retail, ad esempio, può eseguire il proprio server web, database e elaborazione dei pagamenti su VM separate sulla stessa macchina fisica, ognuna con le proprie politiche di connessione e sicurezza di rete.

Nella virtualizzazione dei server, non esiste un approccio universale unico. Il metodo giusto dipende dai requisiti di workload, dalle esigenze di prestazioni e dal livello di isolamento e gestione delle risorse necessario. Di seguito sono riportati alcuni dei principali tipi di virtualizzazione dei server: 

• Virtualizzazione completa
• Para-virtualizzazione
• Virtualizzazione a livello di sistema operativo
• Virtualizzazione assistita da hardware

La virtualizzazione completa simula completamente l'hardware sottostante, permettendo ai sistemi operativi guest di funzionare come farebbero su una macchina fisica dedicata. L'hypervisor gestisce tutte le interazioni tra il sistema operativo guest e l'hardware.

In questo caso, praticamente qualsiasi sistema operativo può essere eseguito come guest. Questa funzionalità rende la virtualizzazione completa l'approccio più utilizzato negli ambienti aziendali.

Con la para-virtualizzazione, il sistema operativo guest viene modificato per comunicare direttamente con l'hypervisor, anziché utilizzare la simulazione hardware completa. Questo approccio riduce l'utilizzo delle Risorse e migliora le prestazioni, in particolare per i workload ad alto utilizzo di I/O.

Invece di creare VM separate, la virtualizzazione a livello di sistema operativo partiziona un singolo sistema operativo in container. Questi contenitori funzionano come istanze utente isolate che condividono il kernel dell'host, il che li rende leggeri e veloci da fornire.

Docker è lo strumento più popolare per questo tipo di virtualizzazione dei server, comunemente utilizzato in microservizi e ambientazioni DevOps dove le app comunicano tramite application programming interface (API).

La virtualizzazione assistita dall'hardware utilizza estensioni di processore (ad esempio, Intel VT-x e AMD-V) per gestire i compiti di virtualizzazione a livello hardware, riducendo il workload sull'hypervisor e migliorando le prestazioni complessive.

Questa integrazione hardware consente ai processori moderni di supportare workload virtualizzati in modo più efficiente, in particolare per app come AI e machine learning (ML). Piattaforme Enterprise come IBM PowerVM e VMware ESXi utilizzano l'integrazione hardware per offrire una virtualizzazione più veloce per workload che richiedono elevata disponibilità e prestazioni.

La virtualizzazione dei server viene talvolta confusa con la containerizzazione. Sebbene entrambe le tecnologie siano correlate, adottano approcci diversi per eseguire workload efficienti.

• La virtualizzazione dei server riproduce un intero computer nel software, con ogni VM che esegue un sistema operativo separato su hardware fisico condiviso.

• I container condividono il kernel del sistema operativo sottostante e impacchettano solo l'applicazione e le sue dipendenze, rendendoli più piccoli e veloci da implementare.

La maggior parte delle organizzazioni utilizza entrambe le tecnologie, con Kubernetes che orchestra i container tra di esse.

La virtualizzazione dei server offre sia vantaggi operativi che finanziari, inclusi i seguenti vantaggi chiave:

• Risorse ottimizzazione: la virtualizzazione server permette di eseguire più workload su una singola macchina, permettendo alle organizzazioni di ottenere di più dall'hardware esistente.

• Efficienza dei costi: consolidare i workload su meno server fisici genera risparmi sui costi su hardware, energia, raffreddamento e spazi dei data center, riducendo sia le spese in conto capitale che i costi operativi.

• Scalabilità: la virtualizzazione dei server consente alle organizzazioni di scalare l'uso delle risorse verso l'alto o verso il basso in base alla domanda reale, evitando il costo di over-provisioning dell'hardware per workload che aumentano solo occasionalmente.

• Aumento della produttività: il provisioning di un nuovo server fisico può richiedere giorni o settimane, mentre il provisioning di una VM richiede solo pochi minuti. La gestione centralizzata degli ambienti virtuali aiuta i team IT a rispondere più rapidamente ai cambiamenti, a creare ambienti su richiesta e ad automatizzare le attività, ottenendo risultati più rapidi.

• Resilienza aziendale: la virtualizzazione dei server supporta la resilienza aziendale consentendo alle aziende di replicare e migrare le macchine virtuali su host fisici con interruzioni minime. Se un host fisico si guasta, le VM passano automaticamente a un altro e la migrazione live mantiene le applicazioni in esecuzione durante la manutenzione pianificata o guasti imprevisti.

• Sostenibilità: il consolidamento dei server riduce le esigenze di produzione hardware e riduce i requisiti di raffreddamento. Per le organizzazioni con impegni di sostenibilità o requisiti di reporting ESG , questo cambiamento si traduce in una riduzione del consumo energetico dei data center e in un impatto ambientale ridotti.

• Maggiore sicurezza: la virtualizzazione dei server crea isolamento tra i workload. Ad esempio, un incidente di sicurezza in una VM non influisce automaticamente sugli altri sullo stesso host. Le organizzazioni possono applicare le politiche di sicurezza dei dati a livello di macchine virtuali e utilizzare il monitoraggio per segnalare attività insolite nella rete.

La virtualizzazione dei server offre un'ampia gamma di casi d'uso aziendali, dalle operazioni IT quotidiane alle strategie infrastrutturali più complesse:

• Backup e disaster recovery (BDR)
• DevOps e ambienti di test
• Virtualizzazione desktop
• Migrazione al cloud
• Calcolo ad alte prestazioni
• Sovranità digitale

L'AI sta cambiando il modo in cui le organizzazioni si affidano alla virtualizzazione dei server. Man mano che le aziende si spostano dai piloti di AI alla produzione completa, i server virtualizzati affrontano richieste sempre più elevate, che includono più workload, maggiore utilizzo di risorse e requisiti di energia e minore tolleranza per il tempo di inattività.

I moderni data center virtualizzati utilizzano sempre più l'AI per gestire le risorse dei server in modo più efficiente. Invece di affidarsi alla configurazione manuale, le organizzazioni possono monitorare in tempo reale l'uso della CPU, il consumo di memoria, gli storage e la diffusione delle VM , riequilibrando i workload in base alle variazioni delle condizioni. La pianificazione predittiva della capacità approfondisce questo approccio, anticipando la domanda prima che raggiunga il picco anziché reagire a posteriori.

L'AI sta influenzando anche la sicurezza della virtualizzazione dei server. Monitorando costantemente il traffico tra le macchine virtuali e analizzando i modelli comportamentali, le organizzazioni possono identificare le minacce prima e rispondere più rapidamente di quanto consentano gli strumenti tradizionali basati su regole.

Per le organizzazioni che gestiscono workload AI sensibili, la virtualizzazione dei server supporta la sovranità dell'AI mantenendo tali workload sull'infrastruttura controllata dall'organizzazione.