Macchina virtuale (VM): Quando e perché ne hai bisogno?

Macchine virtuali ti permettono di eseguire un sistema operativo in una finestra sul tuo desktop, operando come un dispositivo completo e indipendente. Puoi usarle per provare diversi sistemi operativi, eseguire applicazioni che il tuo sistema operativo principale non supporta e testare app in un ambiente protetto e virtualizzato.

Il concetto di macchina virtuale è fornire un dispositivo che distribuisce risorse dall'host reale al nostro ambiente virtuale. L'allocazione delle risorse è configurata secondo le esigenze dell'utente, il che significa che è possibile impostare limitazioni specifiche in termini di CPU, RAM o capacità di storage allocata alla nostra macchina virtuale. Le macchine virtuali utilizzano tecnologia di virtualizzazione.

Cos'è la Tecnologia di Virtualizzazione?

La virtualizzazione è il metodo di esecuzione di una o più istanze virtuali su un altro computer. Il concetto è stato presentato per la prima volta negli anni 1960 quando gli sviluppatori di sistemi cercavano modi per dividere logicamente le risorse di un sistema all'interno di un mainframe tra varie applicazioni. Il "cloud" è un esempio di come la virtualizzazione possa migliorare l'utilizzo delle risorse e la capacità di calcolo. Poiché distribuisce le risorse, è molto economica.

Prima della virtualizzazione, un operatore che voleva eseguire due sistemi operativi, come Windows e Linux, doveva amministrare due sistemi operativi separati e passare da uno all'altro. In qualsiasi momento, poteva essere utilizzato solo uno e richiedeva la massima capacità dell'hardware.

I diversi tipi di virtualizzazione

La tecnologia di virtualizzazione ti permette di condividere un sistema con un'ampia gamma di ambienti virtuali. I framework di virtualizzazione utilizzano software speciale per costruire efficientemente un ambiente virtuale isolato in cui vengono eseguiti vari sistemi operativi e risorse separate vengono allocate a ogni istanza virtuale.

Oggi, tutte le parti di un tradizionale data center o infrastruttura IT possono essere virtualizzate con queste diverse forme di virtualizzazione:

• server virtualizzazione
  La virtualizzazione dei server consente di utilizzare le risorse di calcolo in modo più efficace. Permette a un computer di eseguire più sistemi operativi contemporaneamente. È qui che vengono generate copie virtuali di computer e sistemi operativi (macchine virtuali) e consolidate in un unico server fisico centralizzato.

• Virtualizzazione del sistema operativo
  La virtualizzazione del sistema operativo o software produce un sistema di calcolo con hardware che consente l'esecuzione di uno o più sistemi operativi guest su un computer host fisico. Ad esempio, Android OS può essere eseguito su una macchina host che utilizza nativamente Microsoft Windows OS e utilizzerà lo stesso hardware della macchina host. Una tecnologia comunemente usata per la virtualizzazione del sistema operativo è un emulatore. Per una panoramica dettagliata degli emulatori, puoi consultare il nostro articolo su Emulatori Android più leggeri per PC.

• Virtualizzazione dei dati
  Le tecnologie di virtualizzazione dei dati si posizionano davanti a più fonti di dati e consentono di trattarle come un'unica fonte, fornendo i dati richiesti in un formato specifico al momento giusto a qualsiasi applicazione o utente. I vantaggi includono migliore efficienza e velocità, bilanciamento del carico e costi ridotti.
• Virtualizzazione delle funzioni di rete
  La virtualizzazione di rete produce diverse sottoreti sulla stessa rete fisica. Divide anche la larghezza di banda disponibile in più reti separate, ognuna delle quali può essere distribuita a server e computer in tempo reale. I vantaggi includono affidabilità migliorata, velocità di rete, stabilità e migliore monitoraggio dell'utilizzo dei dati.
• Virtualizzazione desktop
  La virtualizzazione dei desktop consente all'amministratore centrale (o a un software di amministrazione automatizzata) di distribuire ambienti desktop simulati a centinaia di computer fisici contemporaneamente. A differenza degli ambienti desktop tipici che vengono installati, configurati e modificati fisicamente su ogni computer, la virtualizzazione dei desktop permette agli amministratori di eseguire configurazioni massicce, aggiornamenti e test di sicurezza su tutti i desktop virtuali.

Qual è la Differenza tra VDI e RDP?

VDI e RDS sono tecnologie alternative di virtualizzazione dei desktop e desktop remoto. RDS utilizza il protocollo Remote Desktop Protocol o RDP come base. Entrambi offrono elevate prestazioni e sicurezza, nonché versatilità per il lavoro remoto, ciascuno con le proprie differenze e somiglianze, punti di forza e limitazioni.

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Come Funzionano le Macchine Virtuali?

La macchina virtuale viene eseguita come processo, ad esempio come una finestra di applicazione, equivalente a qualsiasi altra applicazione sul computer fisico. I file principali che costituiscono una VM includono un file di log, e file di configurazione NVRAM, a file disco virtuale, e a file di configurazione.

Puoi avere diverse macchine virtuali in esecuzione sul tuo computer host e i sistemi operativi che funzionano su di esse sono chiamati guest. Poiché il sistema operativo guest è separato dal sistema padre e da altri sistemi operativi guest, qualsiasi modifica apportata ad esso non influisce sulla macchina padre o su altre VM.

Cos'è un hypervisor?

Una macchina virtuale non può comunicare direttamente con una macchina fisica. Unipervisoreè uno strato software leggero necessario per coordinare la comunicazione tra la VM e l'hardware fisico sottostante. Un hypervisor viene utilizzato per separare una VM effettiva dall'ambiente cloud. Di solito fornisce ai sistemi operativi guest una piattaforma operativa virtuale e controlla l'implementazione dei sistemi operativi guest.

Oltre ad avere un confine virtuale impenetrabile tra più sistemi operativi, l'hypervisor può simulare i componenti hardware dei computer convenzionali. Copie virtualizzate di risorse hardware come processore, input/output, memoria e altri saranno accessibili nel tuo hypervisor. Poiché l'hypervisor può separare ciascun dispositivo simulato dagli altri, l'ambiente virtuale può contenere più hypervisor con un numero sempre crescente di macchine virtuali.

2 Tipi di Hypervisor

Esistono due tipi principali di hypervisor che possono essere utilizzati per la virtualizzazione:

• Tipo 1: Hypervisor Bare Metal (Macchine virtuali di processo)
  L'hypervisor bare metal opera direttamente sull'hardware host. Monitora e gestisce il sistema operativo guest. Gli hypervisor bare metal sono comunemente utilizzati negli ambienti aziendali perché facilitano l'eccessiva allocazione delle risorse fisiche. Con questo tipo di hypervisor possiamo assegnare risorse aggiuntive a un gruppo di macchine virtuali.

• Tipo 2: Hypervisor ospitati (Macchine virtuali di sistema)
  L'hypervisor ospitato verrebbe eseguito su un server host fisico all'interno del sistema operativo. Ecco perché sono chiamati "Hypervisor ospitati". La principale differenza tra gli hypervisor di tipo 1 e di tipo 2 è che il tipo 1 opera sull'hardware, mentre il tipo 2 funziona all'interno del sistema operativo.

Le macchine digitali non richiedono hardware specifico per l'hypervisor. La virtualizzazione, tuttavia, richiede più larghezza di banda, storage e potenza di calcolo rispetto a un server o computer convenzionale se lo stesso dispositivo ospita più macchine virtuali.

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Quali sono i vantaggi di una macchina virtuale?

Negli ultimi dieci anni, le macchine virtuali sono state un componente chiave di computazione nel cloud, consentendo a migliaia di tipi diversi di software e carichi di lavoro di operare e scalare in modo efficiente.

1- Un ambiente isolato dal resto del sistema

Una macchina virtuale offre un ambiente isolato dal resto del sistema, quindi qualsiasi cosa in esecuzione all'interno di una VM non entrerebbe in conflitto con nient'altro in esecuzione sull'hardware host. Poiché le VM sono indipendenti, sono un modo conveniente per testare nuove applicazioni o impostare un ambiente di produzione. Puoi anche eseguire una VM a scopo singolo per supportare un'operazione particolare.

2- Puoi testare un nuovo sistema operativo

Una macchina virtuale ti aiuta a testare un nuovo sistema operativo sul tuo desktop senza alterare il tuo sistema operativo principale. I computer digitali sono utili anche per i ricercatori di malware che spesso utilizzano nuove macchine per testare software dannoso. Inoltre, l'uso di una macchina di navigazione virtuale ti aiuta ad accedere ai siti web senza preoccuparti di infezioni.

3- Una buona scelta per sviluppatori aziendali

Una macchina virtuale è un modo perfetto per aiutare gli sviluppatori aziendali che possono configurare template di VM con le giuste impostazioni per i processi di sviluppo e testing del software. Creeranno VM per compiti specifici, come il testing statico del software.

4- La flessibilità di una macchina virtuale

In termini di flessibilità, la virtualizzazione consentirebbe l'implementazione rapida di vari tipi di macchine virtuali. Possono essere personalizzate in termini di sistema operativo, gestione delle risorse e altri fattori. La maggior parte dei provider di hypervisor ti consentirebbe anche di creare template univoci che possono essere implementati semplicemente facendo clic su un pulsante.

5- Facilità di trasferimento e migrazione in rete

Le macchine virtuali possono essere migrate tra computer fisici sulla rete secondo le necessità. Ciò consente la ridistribuzione dei carichi di lavoro ai server con risorse di elaborazione aggiuntive. Le VM possono anche spostarsi tra ambienti on-site e cloud, rendendole ideali per servizi ibridi basati su cloud in cui condividi risorse di elaborazione tra il data center e un provider di servizi cloud.

6- Le macchine virtuali sono economiche

Il costo costante degli aggiornamenti hardware può essere oneroso per qualsiasi azienda. Sebbene le macchine virtuali possono comunque richiedere attrezzature e licenze software, rappresentano un'alternativa conveniente. Questo perché l'utilizzo delle risorse da parte delle VM può essere regolato e strutturato in modo più efficace rispetto ai sistemi basati su più hardware.

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Quali sono gli svantaggi di una macchina virtuale?

D'altra parte, Le macchine virtuali possono essere meno efficienti rispetto ai server dedicati, perché non accedono direttamente all'hardware. In altre parole, non hanno hardware proprio e devono interagire con un OS genitore, il che può rallentare la risposta hardware.

1- Le VM consumano risorse di sistema

Le macchine virtuali consumano una quantità considerevole di risorse di sistema dall'host, soprattutto se ne esegui diverse. Inoltre, se l'allocazione delle risorse non è configurata correttamente, l'host e tutte le altre VM potrebbero bloccarsi.

2- Non è adatta ai videogiocatori

I giochi più impegnativi o altre applicazioni che richiedono molta potenza grafica e di elaborazione non funzionano bene sulle macchine virtuali. Le VM non sono il modo migliore per giocare a giochi PC su Windows, Linux o macOS, a meno che il gioco non sia datato o poco esigente dal punto di vista grafico.

3- Potrebbe essere necessario molto spazio di archiviazione

Configurare diverse macchine virtuali richiede molto spazio di archiviazione dal server fisico. Soprattutto quando l'ambiente virtuale accumula più VM, devi monitorare attentamente le metriche di esaurimento delle risorse. La gestione delle risorse è fondamentale per garantire un ambiente virtuale sicuro e privo di rischi. Una volta minimizzati i problemi legati all'utilizzo delle risorse della VM, sei sulla strada giusta verso un sistema di macchine virtuali sostenibile.

Macchina virtuale vs. Container

I container sono un'altra parte del mondo virtuale, ma non si basano su software hypervisor. Essenzialmente, un container è un OS virtuale senza i componenti hardware virtuali di una macchina virtuale completa.

I container possono operare all'interno delle macchine virtuali e esistono all'interno di un hypervisor, ma sono solo una parte della VM. I container sono utili quando devi eseguire più programmi sullo stesso OS senza usare più sistemi operativi.

Il vantaggio principale dei container è che hanno meno downtime rispetto alle VM. I container includono solo binari, librerie e altri componenti necessari, oltre all'applicazione. I container sullo stesso host eseguono lo stesso kernel OS, rendendoli leggeri, veloci e portabili.

Di conseguenza, i container si avviano più rapidamente, ottimizzano la capacità del server e semplificano la distribuzione delle applicazioni. I container sono stati ampiamente utilizzati per server web, test DevOps, microservizi e ottimizzazione del numero di app installabili per nodo.

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Macchina virtuale vs. VPS

Un Virtual Private Server (VPS) utilizza la tecnologia di virtualizzazione per dividere un server fisico in container virtuali, ognuno dei quali agisce come un server fisicamente separato. Ogni VPS dà all'utente accesso root e controllo completo, inclusa la possibilità di avviare e terminare qualsiasi operazione, nonché di arrestare e riavviare lo VPS stesso.

Una macchina virtuale nel servizio cloud utilizza anche la virtualizzazione per assegnare il server a container virtuali. A questo livello, non c'è distinzione tra VPS e VM, considerando che utilizzano la stessa tecnologia di virtualizzazione.

La distinzione principale tra l'hosting VPS e l'hosting VM è come vengono mantenuti i dati e come vengono gestiti i server fisici e i container virtuali. Per l'hosting VPS, i container VPS si trovano su un server autonomo con il proprio set di unità disco, solitamente in un array RAID per maggiore efficienza.

Applicazioni della macchina virtuale

Ci sono diverse applicazioni VM popolari tra cui scegliere. Ecco uno sguardo rapido alle migliori opzioni di software per macchine virtuali, ma assicurati di consultare la nostra guida dettagliata per un'analisi comparativa esperta.

• VirtualBox
• KVM con Qemu
• Stazione di lavoro VMware
• Xen
• Citrix Hypervisor

Conclusione

Sebbene sia i container che le VM abbiano vantaggi e svantaggi, l'opzione giusta per la tua azienda dipende dai requisiti del progetto attuale. Tuttavia, entrambi possono essere opzioni ideali per un'informatica più conveniente.

In poche parole, le VM sono una soluzione più conveniente che aiuta a gestire meglio e in modo più efficiente l'intero flusso di lavoro del sistema e a distribuire le risorse più efficientemente tra le singole macchine.

È un ambiente eccellente per valutare altri sistemi operativi, incluse versioni beta, isolamento di dati infetti da virus, generazione di backup per sistemi operativi ed esecuzione di software o applicazioni su sistemi operativi per i quali non erano stati originariamente progettati.

Nota: Puoi scaricare la versione PDF di questo articolo cliccando il pulsante:

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