Cos’è un hypervisor? Scopri il tipo 1 e 2

Ogni architettura IT, dalla più semplice alla più complessa, necessita di una struttura articolata, di elementi essenziali che, come i meccanismi di un orologio, consentono a tutto il sistema di funzionare in modo efficiente. 

In mancanza di uno di questi elementi, il sistema risulta incompleto, fallace: è fondamentale, quindi, soppesare quanto possa essere importante ognuno dei meccanismi sia per la sicurezza che per il funzionamento stesso dell’architettura. 

Uno degli elementi indispensabili al processo di virtualizzazione sono gli hypervisor. Essi, operando silenziosamente, rappresentano una base insostituibile per la fruizione di innumerevoli servizi informativi. Il ruolo degli hypervisor è, tutt’oggi, indispensabile per l’efficienza delle architetture IT. 

Ma cosa sono gli hypervisor? Quali sono le principali tipologie e i vantaggi offerti da questi software? Scopriamo tutto quel che c’è da sapere in questo approfondimento. 

Cos’è un hypervisor

Chiariamo innanzitutto la definizione di un hypervisor: trattasi di un software che genera, gestisce e monitora una o più macchine virtuali (VM). Un hypervisor, spesso chiamato anche virtual machine monitor (VMM), isola il sistema operativo e le risorse interne al software dalle macchine virtuali, permettendo la creazione e la gestione delle VM. 

In mancanza di un hypervisor, la macchina fisica sarebbe in grado di eseguire solo il sistema operativo sul quale è stato installato. L’hypervisor, invece, permette di virtualizzare la componente hardware, in modo che le risorse fisiche del server o del pc (CPU, RAM, GPU, rete, storage) vengano distribuite affinché sia possibile eseguire più VM.

Un hardware fisico, se usato come hypervisor, viene chiamato host. La VM che utilizza le sue risorse viene definita guest. Un hypervisor utilizza le risorse del server/pc in qualità di pool ricollocabile tra i guest presenti, o presso altre VM. 

Per l’esecuzione delle macchine virtuali, gli hypervisor hanno bisogno di alcune componenti a livello di sistema operativo:

• gestori di memoria;
• stack di input/output (I/O);
• utilità di pianificazione dei processi;
• driver di periferiche;
• stack di rete;
• gestori della sicurezza. 

Un hypervisor ha il compito di mettere a disposizione le risorse interne alla macchina virtuale, gestendole e pianificandole rispetto alle risorse fisiche. Mentre l’hardware fisico esegue, l’hypervisor gestisce e pianifica. 

L’applicazione di un hypervisor permette di eseguire più sistemi operativi contemporaneamente, facendo in modo che tali sistemi condividano le medesime risorse hardware virtualizzate. Uno dei principali vantaggi della virtualizzazione è proprio la possibilità di eseguire più sistemi operativi contemporaneamente sull’hardware. 

Tipi di hypervisor

Un hypervisor può essere utilizzato, a seconda delle sue caratteristiche, per gestire tre modelli di virtualizzazione tra loro molto differenti:

• virtualizzazione del desktop. L’hypervisor distribuisce un ambiente desktop e le sue applicazioni in qualità di servizio, rendendo operativi molti device in poco tempo. Questa funzione è particolarmente vantaggiosa per le aziende, soprattutto quando occorre abilitare rapidamente un gran numero di device (dai dispositivi mobili ai touch point delocalizzati);
• virtualizzazione dei server. In questo caso, un hypervisor esegue più sistemi operativi su un server fisico in qualità di VM. I vantaggi di questo modello di virtualizzazione sono numerosi: abbattimento dei costi operativi, maggiore rapidità di deployment dei carichi di lavoro, aumento delle prestazioni delle applicazioni, ottimizzazione della disponibilità dei server, razionalizzazione delle complessità IT; 
• virtualizzazione della rete. Grazie all’hypervisor è possibile riprodurre la rete in modo completo, eseguendo le applicazioni sulla componente virtuale che può utilizzarne (a prescindere dall’hardware fisico) gli elementi e i servizi: dal router alle porte, dal firewall al VPM, dal load balancing allo switch. In questo modo è possibile gestire anche i carichi di lavoro della rete. 

Esistono due tipi di hypervisor per la virtualizzazione: il tipo 1 e il tipo 2. Scopriamone le utilità.

Tipo 1 

Gli hypervisor di tipo 1, chiamati anche hypervisor nativi o bare metal, vengono eseguiti direttamente sull’hardware host e utilizzati per la gestione di sistemi operativi guest. Un hypervisor di tipo 1 sostituisce il sistema operativo host e pianifica le risorse della VM, eseguendo la pianificazione direttamente su hardware. 

Gli hypervisor di tipo 1 sono anche i più comuni in ambienti basati su server o presso data center enterprise. Alcuni esempi di hypervisor di tipo 1 sono: Microsoft Hyper-V, VMware vSphere, KVM (quest’ultimo è stato integrato nel kernel Linux nel 2007).

Tipo 2 

Gli hypervisor di tipo 2, chiamati anche hypervisor ospitati, vengono eseguiti su sistemi operativi convenzionali in qualità di software o applicazione. Questo tipo di hypervisor astrae i sistemi operativi guest dai sistemi operativi host. Pianifica le risorse della VM sulla base del sistema operativo host, che viene eseguito a seconda dell’hardware. Gli hypervisor di tipo 2 rappresentano la migliore soluzione per singoli utenti che desiderano eseguire più di un sistema operativo su un unico pc. Alcuni esempi di hypervisor di tipo 2: Oracle VirtualBox e VMware Workstation. 

Vantaggi dei hypervisor e della virtualizzazione di risorse IT

Gli hypervisor rappresentano la tecnologia di partenza per il processo di disaccoppiamento e virtualizzazione dell’hardware dal software. Utilizzando un hypervisor, gli amministratori IT possono creare più VM su una singola macchina host. 

Macchine virtuali e tecnologie di virtualizzazione consentono l’applicazione dei servizi di cloud computing in ambito aziendale, dimensionando efficientemente i servizi informatici all’interno di infrastrutture hardware limitate. Grazie alla virtualizzazione, diversi comparti dell’azienda possono eseguire i propri carichi di lavoro, in modo separato, utilizzando più macchine virtuali su un singolo server. 

Gli hypervisor contribuiscono alla gestione delle risorse, riducendo così la necessità di un maggiore investimento in hardware. Quali sono i vantaggi dei hypervisor e della virtualizzazione? Valutiamo i principali benefici di queste tecnologie. 

Maggiore efficienza 

Un hypervisor rende la configurazione di un sistema operativo server maggiormente efficiente. Installare manualmente il sistema operativo e i componenti software ad esso collegati potrebbe comportare un dispendio a livello temporale. Configurando l’hypervisor, al contrario, è possibile creare l’ambiente virtuale in modo immediato, abbattendo le tempistiche di processo.

Scalabilità 

Gli hypervisor consentono di massimizzare l’utilizzo delle risorse sui computer fisici. Piuttosto che utilizzare macchine separate per la gestione di carichi di lavoro differenti, è possibile eseguire carichi di lavoro su singole macchine grazie all’hypervisor. Esso, infatti, andrà a creare più computer virtuali, garantendo maggiore scalabilità, maggiore rapidità e minore spesa a livello di hardware. 

Indipendenza 

Gli hypervisor astraggono l’hardware dell’host dall’ambiente software operativo. In tal modo gli amministratori IT possono gestire, configurare e implementare le applicazioni software senza alcun vincolo rispetto alle configurazioni hardware. 

Portabilità 

Il reparto IT può allocare risorse di memoria, di rete, di archiviazione e di elaborazione su più server, sulla base delle specifiche esigenze. Possono spostare rapidamente e in modo semplice i carichi di lavoro tra piattaforme o macchine. L’hypervisor offre un accesso continuo a risorse fisiche extra, utili soprattutto nel momento in cui un’applicazione necessita di una maggiore capacità/potenza di elaborazione. 

Migliori hypervisor

Le opportunità offerte dalla virtualizzazione sono immense e molto vantaggiose: numerosi gli hypervisor in grado di sfruttarne le potenzialità. Esistono soluzioni open source oppure tradizionali: scopriamo quali sono i migliori hypervisor gratuiti ed estremamente funzionali per l’attività aziendale.

Linux KVM 

Linux KVM è un sistema costituito da un jernel kwm.ko ricaricabile. Il sistema consente alle macchine virtuali di avere accesso diretto all’hardware. Esso supporta molti sistemi operativi guest: da Windows a Solaris, da Linux a BSD. 

Xen

Questo hypervisor open source, concesso con licenza GPLv2, supporta numerose piattaforme cloud. Costituito da una piattaforma di macchine virtuali fondata su un kernel abilitato a virtualizzare numerosi sistemi operativi (BSD, Linux, Windows), viene impiegato anche per la virtualizzazione dei server, presso piattaforme cloud (come Google, Cisco e Amazon) o nell’ambito delle applicazioni di sicurezza. 

Oracle VirtualBox 

Questo software gratuito e open source viene utilizzato per l’esecuzione di macchine virtuali, compatibile con sistemi operativi x86 e x64. Supporta sistemi operativi come Windows, Solaris, MacOS e Linux. Permette di esportare e importare macchine virtuali usufruendo di Open Virtualization Format (OVF).

Proxmox VE

Questa piattaforma consente di gestire le opportunità di virtualizzazione open source. Essa integra due tecnologie: Linux Container (LXC) e hypervisor KVM (Kernel-based Virtual Machine). Trattasi di un hypervisor di classe enterprise, in grado di supportare la virtualizzazione completa. Questa piattaforma open source è munita di un sistema monolitico che offre funzionalità di storage, calcolo e rete, raggruppate in un unico pacchetto. 

Microsoft Hyper-V

Questo software, lanciato da Microsoft e completamente gratuito, supporta molti sistemi operativi all’interno della macchina virtuale. Garantisce una virtualizzazione hardware: ogni macchina virtuale viene eseguita in un hardware virtuale. Grazie a questi hypervisor è possibile creare switch virtuali, dischi rigidi virtuali e dispositivi virtuali che possono essere aggiunti alle macchine virtuali. 

VMware ESXi

Questo hypervisor gratuito genera un ambiente virtuale utile all’installazione di diversi sistemi operativi. Una volta installato, l’utente può connettere il server VMware virtualizzato usando il client Vsphere. In questo modo, otterrà un’interfaccia utente grafica estremamente semplice da utilizzare per la creazione e distribuzione di un numero indefinito di macchine virtuali. 

VMware Workstation Player

Questo software freeware di virtualizzazione è in grado di semplificare l’esecuzione e il test dei sistemi operativi su macchine virtuali che eseguono Linux, Windows o entrambe. L’interfaccia, molto semplice da utilizzare, rende questo strumento molto adatto per chi desidera fornire un desktop virtuale a clienti, dipendenti e appaltatori. 

SmartOS

Questo hypervisor open source, fondato sul sistema operativo UNIX, integra il sistema OpenSolaris con la moderna tecnologie di virtualizzazione delle VM fondata sul kernel di Linux.