La virtualizzazione è un processo che consente un utilizzo più efficiente dell'hardware del computer fisico ed è alla base del cloud computing.
Il software di virtualizzazione crea un livello di astrazione sull'hardware del computer, che consente agli elementi hardware di un singolo computer (processori, memoria, storage e altro ancora) di essere suddivisi in più computer virtuali comunemente denominati macchine virtuali (virtual machine, VM). Ogni macchina virtuale esegue il proprio OS (operating system - sistema operativo) e funziona come un computer indipendente, anche se è in esecuzione su una parte dell'hardware del computer sottostante effettivo.
Di conseguenza la virtualizzazione consente un utilizzo più efficiente dell'hardware del computer e un maggiore return of investment nell'hardware di un'organizzazione.
Oggi la virtualizzazione è una pratica standard nell'architettura IT aziendale. È anche la tecnologia che guida l'economia del cloud computing. La virtualizzazione consente ai provider cloud di erogare servizi agli utenti con l'hardware fisico esistente; consente agli utenti del cloud di acquistare solo le risorse informatiche di cui hanno bisogno quando ne hanno bisogno e di ridimensionare tali risorse in modo conveniente man mano che i loro carichi di lavoro crescono.
Per un'ulteriore panoramica di come funziona la virtualizzazione, guarda il nostro video "Virtualization Explained":
IBM Cloud Virtual Servers
La virtualizzazione offre diversi vantaggi agli operatori di data center e ai provider di servizi:
Per un ulteriori dettagli sui potenziali vantaggi, vedi "5 Vantaggi della virtualizzazione."
Diverse aziende offrono soluzioni di virtualizzazione che coprono attività specifiche del data center o scenari di virtualizzazione desktop incentrati sull'utente finale. Esempi più noti includono VMware, specializzato nella virtualizzazione di server, desktop, reti e storage; Citrix, che si è ritagliata una nicchia nella virtualizzazione delle applicazioni, ma offre anche soluzioni di virtualizzazione dei server e desktop virtuali; e Microsoft, la cui soluzione di virtualizzazione Hyper-V viene fornita con Windows e si concentra su versioni virtuali di computer server e desktop.
Le macchine virtuali (VM) sono ambienti virtuali che simulano un'elaborazione fisica in forma software. Normalmente comprendono diversi file contenenti la configurazione della VM, l'archiviazione per il disco rigido virtuale e alcune istantanee della VM che ne preservano lo stato in un determinato momento.
Per una panoramica completa sulle VM, vedi "Cos'è una Macchina Virtuale?"
Un hypervisor è il livello software che coordina le VM. Funge da interfaccia tra la VM e l'hardware fisico sottostante, garantendo che ciascuno abbia accesso alle risorse fisiche necessarie per l'esecuzione. Garantisce inoltre che le macchine virtuali non interferiscano l'una con l'altra incidendo sullo spazio di memoria o sui cicli di calcolo reciproci.
Esistono due tipi di hypervisor:
“Hypervisors: A Complete Guide” fornisce una panoramica completa di tutto ciò che riguarda gli hypervisor.
Finora abbiamo discusso della virtualizzazione dei server, ma molti altri elementi dell'infrastruttura IT possono essere virtualizzati per offrire vantaggi significativi ai gestori dell'IT (in particolare) e all'azienda nel suo insieme. In questa sezione, tratteremo i seguenti tipi di virtualizzazione:
La virtualizzazione del desktop consente di eseguire più sistemi operativi desktop, ciascuno nella propria VM sullo stesso computer.
Esistono due tipi di virtualizzazione del desktop:
Per ulteriori informazioni sui desktop virtuali, vedi “Desktop-as-a-Service (DaaS).”
La virtualizzazione della rete utilizza il software per creare una "vista" della rete che un amministratore può utilizzare per gestire la rete da un'unica console. Astrae elementi e funzioni hardware (ad esempio connessioni, switch, router, ecc.) e li astrae in un software in esecuzione su un hypervisor. L'amministratore di rete può modificare e controllare questi elementi senza toccare i componenti fisici sottostanti, il che semplifica notevolmente la gestione della rete.
Alcuni tipi di virtualizzazione della rete includono software-defined networking (SDN), che virtualizza l'hardware che controlla l'instradamento del traffico di rete (chiamato "control plane") e la network function virtualization (NFV), che virtualizza uno o più dispositivi hardware che forniscono una funzione di rete specifica (ad esempio un firewall, un sistema di bilanciamento del carico o un analizzatore di traffico), rendendo questi dispositivi più facili da configurare, fornire e gestire.
La virtualizzazione dello storage consente l'accesso e la gestione di tutti i dispositivi di storage sulla rete, siano essi installati su singoli server o unità di storage autonome, come un singolo dispositivo di storage. In particolare, la virtualizzazione dello storage raggruppa tutti i blocchi di storage in un unico pool condiviso dal quale possono essere assegnati a qualsiasi VM sulla rete in base alle esigenze. La virtualizzazione dello storage semplifica il provisioning dello storage per le macchine virtuali e sfrutta al massimo tutto lo storage disponibile sulla rete.
Per uno sguardo più ravvicinato alla virtualizzazione dello storage, consulta "Cos'è lo Storage Cloud?"
Le aziende moderne archiviano i dati da più applicazioni, utilizzando più formati di file, in più ubicazioni, dal cloud ai sistemi hardware e software on-premise. La virtualizzazione dei dati consente a qualsiasi applicazione di accedere a tali dati, indipendentemente dall'origine, dal formato o dalla posizione.
Gli strumenti di virtualizzazione dei dati creano uno livello software tra le applicazioni che accedono ai dati e i sistemi che li archiviano. Il livello traduce la richiesta o la query di dati di un'applicazione secondo necessità e restituisce risultati che possono estendersi a più sistemi. La virtualizzazione dei dati può aiutare ad abbattere i silos di dati quando altri tipi di integrazione non sono fattibili, desiderabili o convenienti.
La virtualizzazione delle applicazioni esegue il software applicativo senza installarlo direttamente sul sistema operativo dell'utente. Ciò differisce dalla virtualizzazione del desktop completa (menzionata in precedenza) perché solo l'applicazione< viene eseguita in un ambiente virtuale: il sistema operativo sul dispositivo dell'utente finale viene eseguito come di consuetudine. Esistono tre tipi di virtualizzazione dell'applicazione:
La virtualizzazione del data center astrae la maggior parte dell'hardware di un data center nel software, consentendo in modo efficace a un amministratore di dividere un singolo data center fisico in più data center virtuali per clienti diversi.
Ogni client può accedere alla propria IaaS (infrastructure as a service), che verrebbe eseguita sullo stesso hardware fisico sottostante. I data center virtuali offrono un facile accesso all'elaborazione basata su cloud, consentendo a un'azienda di configurare rapidamente un ambiente di data center completo senza acquistare hardware per l'infrastruttura.
La virtualizzazione della CPU (central processing unit) è la tecnologia fondamentale che rende possibili hypervisor, macchine virtuali e sistemi operativi. Consente di suddividere una singola CPU in più CPU virtuali per l'utilizzo da parte di più VM.
Inizialmente, la virtualizzazione della CPU era interamente definita dal software, ma molti dei processori odierni includono set di istruzioni estesi che supportano la virtualizzazione della CPU, il che migliora le prestazioni della VM.
Una GPU (graphical processing unit) è uno speciale processore multi-core che migliora le prestazioni di elaborazione complessive sostituendo l'elaborazione grafica o matematica per impieghi gravosi. La virtualizzazione della GPU consente a più VM di utilizzare tutta o parte della potenza di elaborazione di una singola GPU per video più veloci, intelligenza artificiale (AI) e altre applicazioni grafiche o matematiche.
Linux include il proprio hypervisor, chiamato macchina virtuale basata su kernel (kernel-based virtual machine, KVM), che supporta le estensioni del processore di virtualizzazione di Intel e AMD in modo da poter creare macchine virtuali basate su x86 dall'interno di un sistema operativo host Linux.
Essendo un sistema operativo open source, Linux è altamente personalizzabile. Puoi creare macchine virtuali che eseguono versioni di Linux personalizzate per carichi di lavoro specifici o versioni con protezione avanzata per applicazioni più sensibili.
Come riportato in precedenza, il modello di cloud computing dipende dalla virtualizzazione. Virtualizzando server, storage e altre risorse fisiche del data center, i provider di cloud computing possono offrire diversi servizi ai clienti, inclusi i seguenti:
Se desideri saperne di più su questi modelli di servizi cloud, consulta la nostra guida: "IaaS vs. PaaS vs. SaaS.”
La virtualizzazione del server riproduce un intero computer nell'hardware, che quindi esegue un intero sistema operativo. Il sistema operativo esegue una applicazione. Ciò risulta più efficiente dell'assenza di virtualizzazione, ma duplica comunque il codice e i servizi non necessari per ogni applicazione che si desidera eseguire.
I contenitori hanno un approccio alternativo. Condividono un kernel del sistema operativo sottostante, eseguendo solo l'applicazione e ciò da cui questa dipende, come le librerie software e le variabili di ambiente. Ciò rende la maggior parte dei contenitori più piccoli e rapidi da distribuire.
Per approfondire i concetti di contenitore e containerizzazione, vedi “Containers: A Complete Guide” e “Containerization: A Complete Guide.”
Consulta il post del del blog "Containers vs. VMs: What's the difference?" per un confronto più dettagliato.
Nel seguente video, Sai Vennam descrive le nozioni base della containerizzazione e le differenze rispetto alla virtualizzazione via VM:
VMWare crea software di virtualizzazione. VMware ha iniziato offrendo solo la virtualizzazione dei server: il suo hypervisor ESX (ora ESXi) è stato uno dei primi prodotti di virtualizzazione di successo commerciale. Oggi VMware offre anche soluzioni per la virtualizzazione di rete, storage e desktop.
Per un approfondimento su tutto ciò che riguarda VMware, guarda “VMware: A Complete Guide.”
LA virtualizzazione offre alcuni vantaggi di protezione. Ad esempio, le VM infette da malware possono essere ripristinate a un momento (chiamato istantanea) in cui la VM non era infetta ed era stabile; possono anche essere cancellate e ricreate più facilmente. Non è sempre possibile disinfettare un sistema operativo non virtualizzato, perché il malware è spesso profondamente integrato nei componenti principali del sistema operativo, persistendo oltre ai rollback del sistema.
La virtualizzazione presenta anche alcune sfide di protezione. Se un utente malintenzionato viola un hypervisor, entra in possesso potenzialmente di tutte le macchine virtuali e i sistemi operativi guest. Poiché gli hypervisor possono anche consentire alle VM di comunicare tra loro senza toccare la rete fisica, può essere difficile intercettarne il traffico e quindi rilevare attività sospette.
Anche un hypervisor di tipo 2 su un sistema operativo host è esposto alla compromissione del sistema operativo host.
Il mercato offre una gamma di prodotti per la sicurezza della virtualizzazione in grado di scansionare le VM alla ricerca di malware e applicarvi patch, crittografare interi dischi virtuali delle VM e controllare e verificare l'accesso alle VM.
IBM Cloud offre una gamma completa di soluzioni di virtualizzazione basate su cloud, che spaziano dai servizi di cloud pubblico alle offerte di cloud privato e ibrido. Puoi utilizzarlo per creare ed eseguire un'infrastruttura virtuale e anche sfruttare i servizi che vanno dall'AI basata su cloud alla migrazione del carico di lavoro VMware con IBM Cloud for VMware Solutions.
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