Cos'è la tecnologia di virtualizzazione?

La virtualizzazione, come suggerisce il nome, crea una versione virtuale di un elemento che prima era fisico. Tra gli elementi che vengono virtualizzati più comunemente in un datacenter ci sono sistemi operativi, server, desktop e dispositivi di storage. Con la virtualizzazione, tecnologie quali applicazioni e sistemi operativi vengono separate dall'hardware o dal software sottostante. La virtualizzazione dell'hardware coinvolge le macchine virtuali (VM), che sostituiscono un computer “reale” con un sistema operativo “reale”.

L'evoluzione della virtualizzazione

La tecnologia della virtualizzazione dei sistemi operativi (OS) è nata decenni fa. In questa forma, il software viene utilizzato per consentire all'hardware di eseguire più sistemi operativi contemporaneamente. Questa tecnologia, nata sui mainframe, ha permesso agli amministratori IT di risparmiare evitando di utilizzare troppa potenza di calcolo.

A partire dagli anni ’60, la virtualizzazione e le macchine virtuali (VM) hanno iniziato a interessare solo un paio di mainframe, che erano macchine grandi e goffe con funzionalità di time-sharing che permettevano l'uso simultaneo da parte di più utenti. Tra queste macchine c'era l'IBM 360/67, diventata una pietra miliare dei mainframe durante gli anni ’70. Da lì a poco le VM sono poi passate ai personal computer negli anni ’80.

Ma l'adozione diffusa della virtualizzazione è iniziata solo a cavallo degli anni ’80 e ’90. Sebbene alcune VM analoghe a quelle presenti sui mainframe IBM siano utilizzate ancora oggi esse non sono affatto diffuse, e poche aziende considerano i mainframe un punto di riferimento aziendale. La prima azienda a far crescere la diffusione delle VM è stata Insignia Solutions con la creazione di SoftPC, un emulatore software basato su x86. Questo successo ha spinto altre organizzazioni – in particolare Apple, Nutanix e più tardi Citrix – a sviluppare i propri prodotti di virtualizzazione.

Cos'è una macchina virtuale?

Le macchine virtuali sono un'emulazione di un sistema informatico. L'hardware sottostante viene copiato da un hypervisor per eseguire più sistemi operativi. Sebbene le macchine virtuali esistano da 50 anni, con il ricorso sempre più massiccio al lavoro da remoto e all'End-User Computing stanno diventando sempre più diffuse. Tra gli stack di virtualizzazione e hypervisor più utilizzati ci sono VMware vSphere con ESXi, Microsoft Windows Server 2016 con Hyper-V, Nutanix Acropolis con AHV, Citrix XenServer e Oracle VM.

Cos'è un hypervisor?

Un hypervisor è un software che astrae e isola l'hardware e i sistemi operativi in macchine virtuali dotate di memoria, archiviazione, CPU e larghezza di banda di rete proprie. Un'altra funzione chiave degli hypervisor è isolare le VM l'una dall'altra e gestire le comunicazioni tra di esse.

Un hypervisor è composto da tre componenti che collaborano tra loro per modellare l'hardware:

• Dispatcher: fornisce le istruzioni alla macchina virtuale;

• Allocator: alloca le risorse di sistema;

• Interpreter: esegue le istruzioni.

Come funziona la virtualizzazione?

Uno dei motivi principali per cui le aziende utilizzano tecnologie di virtualizzazione è la virtualizzazione dei server, che utilizza un hypervisor per “duplicare” l'hardware sottostante. In un ambiente non virtualizzato, il sistema operativo (OS) guest funziona normalmente insieme all'hardware. Quando viene virtualizzato, il sistema operativo funziona ancora come se fosse su hardware, consentendo alle aziende di beneficiare di gran parte delle prestazioni che si aspettano senza bisogno di nuovo hardware. Per quanto le prestazioni hardware e le prestazioni virtualizzate non siano sempre equivalenti, la virtualizzazione funziona comunque ed è preferibile, perché la maggior parte dei sistemi operativi guest non richiede un accesso completo all'hardware.

Di conseguenza, le aziende possono godere di una maggiore flessibilità e di un maggior controllo ed eliminare qualsiasi dipendenza da un singolo hardware. Grazie al successo ottenuto dalla virtualizzazione dei server, la virtualizzazione si è diffusa in altre aree del datacenter, tra cui applicazioni, reti, dati e desktop.

I vantaggi della virtualizzazione

In parole povere, le soluzioni di virtualizzazione semplificano il datacenter aziendale. Queste soluzioni eliminano le complessità legate all'implementazione e all'amministrazione di una soluzione virtualizzata, fornendo allo stesso tempo la flessibilità indispensabile nel datacenter moderno.

Per non parlare del fatto che la virtualizzazione può contribuire a creare un ambiente IT più ecologico, grazie alla riduzione dei costi di alimentazione, raffreddamento e hardware. Ma i risparmi sui costi non sono l'unico vantaggio delle soluzioni virtualizzate: esistono altri motivi per cui le aziende stanno abbracciando la virtualizzazione. Vediamone alcuni.

• Riduzione al minimo dei server: la virtualizzazione riduce al minimo la quantità di server di cui un'organizzazione ha bisogno, consentendo di ridurre l'accumulo di calore associato a un datacenter con molti server. Con la riduzione del “disordine” fisico nel tuo datacenter, potrai risparmiare denaro e smettere di preoccuparti di come dissipare il calore. 

• Riduzione dell'hardware: quando si tratta di risparmiare denaro, il segreto è ridurre al minimo l'hardware. Con la virtualizzazione, le organizzazioni possono ridurre l'utilizzo di hardware e, soprattutto, ridurre la manutenzione, i downtime e l'elettricità nel corso del tempo. 

• Reimplementazione rapida: la virtualizzazione rende la reimplementazione di un nuovo server semplice e veloce. Se un server dovesse guastarsi irrimediabilmente, le snapshot delle macchine virtuali sono in grado di venire in soccorso in pochi minuti.

• Backup più semplici: i backup sono molto più semplici con la virtualizzazione. La tua macchina virtuale può effettuare backup ed eseguire snapshot 24 ore su 24, in modo da avere sempre a disposizione i dati più aggiornati. Inoltre, puoi spostare le VM tra i server e reimplementarle più rapidamente.

• Riduzione dei costi e del carbon footprint: man mano che virtualizzi il tuo datacenter, ne riduci inevitabilmente il footprint – e il tuo carbon footprint nel complesso. Oltre a fare del bene al pianeta, la riduzione del footprint del datacenter riduce drasticamente i costi per l'hardware, l'alimentazione e il raffreddamento.

• Test migliori: è molto meglio testare e ritestare in un ambiente virtualizzato, anziché in uno basato sull'hardware. Dal momento che le VM conservano le snapshot, puoi riportare facilmente la tua VM alla situazione precedente in caso di errori.

• Possibilità di eseguire qualsiasi macchina su qualsiasi hardware: la virtualizzazione fornisce un layer di astrazione tra software e hardware. In altre parole, le VM sono indipendenti dall'hardware e puoi eseguire qualsiasi macchina su qualsiasi hardware. Di conseguenza, non sei vincolato a nessun vendor.

• Disaster recovery efficiente: quando il datacenter si basa su istanze virtuali, il disaster recovery è molto meno oneroso e i downtime diventano molto più brevi e meno frequenti. Puoi utilizzare le snapshot recenti per rendere operative le VM, oppure scegliere di spostare le macchine altrove.

• “Cloudificazione” del datacenter: la virtualizzazione può contribuire a “cloudificare” il tuo datacenter. Un ambiente interamente o per la maggior parte virtualizzato imita un ambiente cloud, preparandoti per il passaggio al cloud vero e proprio. Inoltre, puoi scegliere di implementare le tue VM nel cloud.

Tipi di virtualizzazione

• Virtualizzazione dei dati: la virtualizzazione dei dati è un tipo di gestione dei dati che integra i dati di più applicazioni e sedi fisiche per poterli utilizzare senza doverli replicare o spostare. Questo tipo di virtualizzazione crea un unico layer astratto virtuale che si collega a diversi database per ottenere visualizzazioni virtuali dei dati.
• Virtualizzazione dei server: la virtualizzazione dei server consiste nel creare più istanze di un server che rappresentano un unico ambiente virtuale. All'interno di ogni ambiente virtuale è presente un sistema operativo separato che può essere eseguito autonomamente. Ciò consente a una singola macchina attiva di svolgere il lavoro di molte macchine, riducendo in questo modo la proliferazione dei dati e permettendo di risparmiare sulle spese operative.
• Virtualizzazione dei sistemi operativi: la virtualizzazione dei sistemi operativi è simile alla virtualizzazione dei server. Il sistema operativo host è riconfigurato per gestire su un'unica macchina più sistemi operativi isolati (per esempio Linux e Windows), consentendo a più utenti di utilizzarlo per lavorare su diverse applicazioni contemporaneamente. È anche nota come virtualizzazione a livello di sistema operativo.
• Virtualizzazione dei desktop: la virtualizzazione dei desktop è un tipo di software che separa l'ambiente desktop principale dagli altri dispositivi che lo utilizzano. In questo modo si risparmiano tempo e risorse IT, poiché un unico ambiente desktop viene implementato su più computer contemporaneamente. Questo permette inoltre di aggiornare e correggere i sistemi e aggiungere protocolli di sicurezza su tutti i desktop virtuali contemporaneamente in modo molto più semplice.
• Virtualizzazione della rete: la virtualizzazione della rete combina le funzionalità hardware e software della rete in un'unica entità. Spesso abbinata alla virtualizzazione delle risorse, la virtualizzazione della rete combina più risorse che vengono poi suddivise in segmenti separati e assegnate ai dispositivi o ai server che ne hanno bisogno. Questo tipo di virtualizzazione migliora la velocità, la scalabilità e l'affidabilità della rete.
• Virtualizzazione dello storage: la virtualizzazione dello storage consiste nel riunire in un unico grande dispositivo di storage risorse provenienti da più dispositivi più piccoli. Gli amministratori possono utilizzare lo storage in base alle proprie esigenze attraverso un'unica console centrale tramite macchine virtuali e server fisici. A tal fine, il software riceve le richieste di storage e determina quale dispositivo ha la capacità necessaria.

Perché le organizzazioni dovrebbero scegliere la virtualizzazione?

Le organizzazioni che sperano di ottenere un ambiente IT quanto più simile al cloud dovranno prima occuparsi della virtualizzazione. La virtualizzazione del datacenter consente di utilizzare le risorse server in modo molto più efficiente. In passato, le aziende dovevano dedicare un singolo server a ciascuna applicazione (per esempio l'email). In questi casi, le aziende si trovavano o ad accumulare più server per utilizzare più applicazioni, o ad affrontare un problema completamente diverso: il sottoutilizzo delle risorse su un intero server.

In entrambi i casi si trattava di un approccio antieconomico, ingombrante e inefficiente. Grazie alle soluzioni virtuali, i team IT possono eseguire più applicazioni, carichi di lavoro e sistemi operativi su una sola macchina virtuale, e le risorse possono essere aggiunte e rimosse secondo necessità. La virtualizzazione scala facilmente con l'azienda. Man mano che la domanda cresce o diminuisce, la virtualizzazione aiuta le organizzazioni a utilizzare le risorse nel migliore dei modi e a rispondere più rapidamente ai cambiamenti.