Cos'è un hypervisor?
Un hypervisor è un software che può essere utilizzato per eseguire più macchine virtuali su una singola macchina fisica. Ogni macchina virtuale ha il proprio sistema operativo e le proprie applicazioni. L'hypervisor alloca le risorse fisiche di calcolo sottostanti, come CPU e memoria, alle singole macchine virtuali secondo le necessità. In questo modo, supporta l'uso ottimale dell'infrastruttura fisica IT.
Perché un hypervisor è importante?
Gli hypervisor sono la tecnologia alla base della virtualizzazione o del disaccoppiamento dell'hardware dal software. Gli amministratori IT possono creare più macchine virtuali su una singola macchina host. Ogni macchina virtuale ha il proprio sistema operativo e le proprie risorse hardware, come la CPU, l'acceleratore grafico e lo storage. Puoi installare applicazioni software su una macchina virtuale, proprio come su un computer fisico.
I fondamenti delle macchine virtuali e di altre tecnologie di virtualizzazione hanno reso possibili i servizi di cloud computing nelle applicazioni aziendali. Consentono di dimensionare i servizi informatici in modo efficiente su un'infrastruttura hardware limitata. Ad esempio, diversi reparti aziendali possono eseguire carichi di lavoro diversi separatamente utilizzando più macchine virtuali su un unico server.
Quali sono i vantaggi di un hypervisor?
Le organizzazioni utilizzano software di virtualizzazione come gli hypervisor perché questi aiutano a utilizzare le risorse in modo efficiente e a ridurre gli investimenti in hardware. La virtualizzazione comporta numerosi altri vantaggi, come quelli indicati di seguito.
Indipendenza dall'hardware
Un hypervisor astrae l'hardware dell'host dall'ambiente software operativo. Gli amministratori IT possono configurare, implementare e gestire le applicazioni software senza essere vincolati a una specifica configurazione hardware. Ad esempio, puoi eseguire macOS su una macchina virtuale invece che su computer iMac.
Efficienza
Gli hypervisor rendono più efficiente la configurazione di un sistema operativo server. L'installazione manuale del sistema operativo e dei relativi componenti software è un processo che richiede molto tempo. Puoi invece configurare l'hypervisor per creare immediatamente l'ambiente virtuale.
Scalabilità
Le organizzazioni utilizzano gli hypervisor per massimizzare l'uso delle risorse sui computer fisici. Invece di utilizzare macchine separate per carichi di lavoro diversi, gli hypervisor creano più computer virtuali per eseguire diversi carichi di lavoro su una singola macchina. Questo si traduce in una scalabilità più rapida e in una riduzione della spesa hardware per le organizzazioni.
Portabilità
I team IT possono allocare le risorse di memoria, rete, elaborazione e archiviazione su più server, a seconda delle necessità. Hanno la capacità di spostare facilmente i carichi di lavoro tra macchine o piattaforme. Quando un'applicazione richiede una maggiore potenza di elaborazione, l'hypervisor fornisce un accesso continuo a risorse fisiche aggiuntive.
Quali sono i casi d'uso per gli hypervisor?
I software di virtualizzazione basati su hypervisor hanno diversi casi d'uso. Di seguito riportiamo alcuni esempi.
Virtualizzazione desktop
I dipendenti utilizzano il software di virtualizzazione desktop per emulare sul server una versione dell'ambiente informatico della propria workstation. In questo modo possono accedere alle loro applicazioni e file di lavoro da remoto.
Ottimizzazione delle risorse
Le aziende utilizzano gli hypervisor per consolidare più computer che svolgono funzioni diverse in un unico server. Ad esempio, se i team di produzione, marketing e assistenza clienti eseguono i loro carichi di lavoro su singoli server fisici, le risorse possono risultare inattive. Con un hypervisor, è possibile ospitare le macchine virtuali per le rispettive unità aziendali su un unico server, anche se richiedono sistemi operativi e componenti software diversi.
Ripristino dai guasti
L'hypervisor acquisisce snapshot dello stato precedente della macchina virtuale in un'immagine della macchina virtuale, un file che contiene le istruzioni di installazione, le configurazioni e altri dettagli della macchina virtuale. Gli amministratori di sistema possono utilizzare il file immagine per ripristinare la macchina virtuale in caso di guasto. È inoltre possibile creare copie di backup o spostare la macchina virtuale su un host diverso.
Continuità del sistema legacy
Alcune organizzazioni hanno investito in modo significativo in un software che è sopravvissuto al server sottostante. Gli hypervisor offrono la possibilità di continuare a eseguire il software virtualizzando l'ambiente hardware necessario. Ciò consente alle organizzazioni di supportare gli sforzi di trasformazione del cloud con un'interruzione minima dei flussi di lavoro aziendali esistenti.
Come funziona un hypervisor?
Gli amministratori di sistema installano il software dell'hypervisor sui server fisici. L'hypervisor carica le immagini delle macchine virtuali per creare più sistemi operativi virtuali. La macchina fisica è denominata host, mentre i sistemi operativi virtuali sono guest.
Allocazione delle risorse
L'hypervisor assicura che ogni macchina virtuale riceva le risorse allocate come configurato. Lo fa agendo come intermediario tra le macchine guest e l'hardware fisico sottostante. L'hypervisor inoltra le richieste di potenza di elaborazione, memoria, archiviazione e altre risorse alla macchina host in diversi modi, tra cui le chiamate API. Un'API è un metodo di comunicazione software che consente a diverse applicazioni di scambiare dati.
Quali sono le tipologie di hypervisor?
Esistono due tipi di hypervisor, che si differenziano per architettura e prestazioni.
Hypervisor di tipo 1
L'hypervisor di tipo 1 si trova sopra il server metal e ha accesso diretto alle risorse hardware. Per questo motivo, l'hypervisor di tipo 1 è noto anche come hypervisor bare-metal. La macchina host non ha un sistema operativo installato in una configurazione hypervisor bare-metal. Il software dell'hypervisor agisce invece come un sistema operativo leggero.
Pro e contro
Grazie alla sua architettura, l'hypervisor di tipo 1 è molto efficiente. Può gestire e allocare direttamente le risorse per più macchine virtuali senza passare attraverso il sistema operativo host. Questi tipi di hypervisor sono anche più sicuri, poiché l'assenza di un sistema operativo host riduce i rischi di instabilità.
Hypervisor di tipo 2
L'hypervisor di tipo 2 è un programma hypervisor installato su un sistema operativo host. È noto anche come hypervisor ospitato o integrato. Come altre applicazioni software, gli hypervisor ospitati non hanno il controllo completo delle risorse del computer. Invece, l'amministratore di sistema alloca le risorse per l'hypervisor ospitato, che le distribuisce alle macchine virtuali.
Pro e contro
La presenza del sistema operativo host introduce una latenza nell'ambiente virtualizzato. Quando la macchina virtuale richiede risorse di calcolo, l'hypervisor non può accedere direttamente all'hardware sottostante, ma inoltra la richiesta al sistema operativo host. Inoltre, l'hypervisor e le macchine virtuali ospitate dipendono dalla stabilità del sistema operativo host.
Confronto tra hypervisor di tipo 1 e di tipo 2
Nonostante le differenze, entrambi i tipi di hypervisor sono utili in diverse applicazioni. Ad esempio, i data center cloud aziendali utilizzano hypervisor di tipo 1 o bare-metal per la loro efficienza, scalabilità e flessibilità nell'allocazione delle risorse alle macchine virtuali. Inoltre, un hypervisor di tipo 1 è generalmente più sicuro e stabile perché non viene eseguito sopra un altro sistema operativo.
Al contrario, gli amministratori utilizzano gli hypervisor di tipo 2 perché sono più facili da usare. Gli hypervisor di tipo 2 sono più facili da installare, configurare e utilizzare rispetto agli hypervisor bare-metal. Il processo è simile all'installazione e all'utilizzo di altre applicazioni desktop.
Cos'è un hypervisor cloud?
Un hypervisor cloud consiste in tecnologie di virtualizzazione che astraggono le risorse hardware fisiche del data center di un provider di servizi cloud. Consentono alle organizzazioni di eseguire carichi di lavoro distribuiti sull'architettura cloud. Consentono ambienti cloud multi-tenant, in cui singoli utenti o aziende possono eseguire carichi di lavoro o archiviare dati in un comparto logicamente indipendente.
I provider di servizi cloud di solito utilizzano hypervisor bare-metal per allocare le risorse hardware virtualizzate agli utenti. Ad esempio, Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) consente alle organizzazioni di dimensionare le loro capacità di cloud computing con hypervisor basati su Xen. Offre una soluzione cloud economicamente vantaggiosa in cui le aziende pagano solo le risorse di calcolo necessarie per eseguire il proprio carico di lavoro AWS.
Qual è la differenza tra hypervisor e container?
Un container è un pacchetto software che archivia tutti i file e le configurazioni necessarie per eseguire un'applicazione su qualsiasi sistema operativo. Gli sviluppatori utilizzano i container per ridurre la complessità dello sviluppo del software e migliorare l'efficienza nella distribuzione delle applicazioni. Un'applicazione containerizzata può essere eseguita su un cloud pubblico, ibrido oppure on-premise con prestazioni costanti perché è indipendente dal sistema operativo sottostante.
Sia gli hypervisor che i container offrono la virtualizzazione, ma a un livello software diverso. Un hypervisor astrae l'hardware dall'ambiente software. Al contrario, un container viene eseguito in un ambiente in cui un motore container astrae il sistema operativo.
Quali sono le considerazioni sulla sicurezza degli hypervisor?
I programmi software di una macchina virtuale non interferiscono con le applicazioni di altri sistemi operativi guest, il che garantisce un certo grado di sicurezza. Tuttavia, l'ambiente virtualizzato si affida all'hypervisor per un solido assetto di sicurezza. Qualsiasi problema che riguardi l'hypervisor si ripercuote su tutte le macchine virtuali in esecuzione su di esso. È quindi essenziale utilizzare un hypervisor con misure di salvaguardia integrate per proteggere l'integrità del carico di lavoro.
In che modo AWS può essere utile per gli hypervisor?
AWS Nitro System è un hypervisor leggero che consente alle organizzazioni di innovare più rapidamente in un ambiente cloud sicuro. È una tecnologia di virtualizzazione di nuova generazione che delega le attività di gestione dell'hypervisor a hardware e software specifici. Ciò consente ad AWS Nitro System di dedicare tutte le risorse di calcolo al carico di lavoro AWS.
Ecco alcuni vantaggi di AWS Nitro System:
- AWS Nitro System monitora continuamente le risorse virtualizzate e impedisce l'accesso involontario,
- Le organizzazioni ottengono prestazioni migliorate grazie alle schede Nitro dedicate, tra cui networking ad alta velocità, Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) ad alta velocità e accelerazione I/O.
- AWS Nitro Enclaves consente alle organizzazioni di creare ambienti di calcolo isolati per proteggere le informazioni di identificazione personale (PII), i dati finanziari e altre informazioni sensibili.
- AWS Nitro System è compatibile con le versioni precedenti delle istanze EC2. Ciò consente alle organizzazioni di eseguire i carichi di lavoro esistenti su componenti hardware e software moderni.
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