Nel campo della vir­tua­liz­za­zio­ne, gli hy­per­vi­sor di tipo 1 e 2 sono tra gli elementi fon­da­men­ta­li per l’utilizzo di macchine virtuali. Entrambi gli approcci hanno punti di forza, punti deboli e ap­pli­ca­zio­ni tipiche.

Che cos’è un hy­per­vi­sor?

Un hy­per­vi­sor è un software in grado di eseguire più macchine virtuali (VM) sullo stesso hardware fisico. È detto anche virtual machine monitor (VMM). L’hy­per­vi­sor gestisce le risorse, come CPU, memoria e reti, e le assegna alle VM. In questo modo gli utenti possono uti­liz­za­re diversi sistemi operativi come Windows o di­stri­bu­zio­ni Linux in parallelo sulle VM.

Esistono due tipi di hy­per­vi­sor:

  • Hy­per­vi­sor di tipo 1
  • Hy­per­vi­sor di tipo 2

Gli hy­per­vi­sor di tipo 1 e 2 hanno alcune ca­rat­te­ri­sti­che in comune. Entrambi possono creare più VM su uno stesso hardware. Isolano le VM le une dalle altre au­men­tan­do quindi la sicurezza e impedendo che i problemi di una macchina virtuale incidano sulle altre. Entrambi i tipi di hy­per­vi­sor offrono funzioni di am­mi­ni­stra­zio­ne, tra cui avvio, arresto e mo­ni­to­rag­gio delle VM, oltre all’as­se­gna­zio­ne e all’adat­ta­men­to delle risorse in base alle necessità. Di norma è possibile gestire queste funzioni tramite un’in­ter­fac­cia utente o un’API.

In che cosa si dif­fe­ren­zia­no gli hy­per­vi­sor di tipo 1 e 2?

È possibile ri­co­no­sce­re un hy­per­vi­sor di tipo 1 perché non richiede un sistema operativo sot­to­stan­te, a dif­fe­ren­za di un hy­per­vi­sor di tipo 2. Nelle parti seguenti ana­liz­zia­mo più in dettaglio le singole ca­rat­te­ri­sti­che di entrambi i tipi di vir­tua­liz­za­zio­ne.

Hy­per­vi­sor di tipo 1

Un hy­per­vi­sor di tipo 1, detto anche hy­per­vi­sor bare metal, gira di­ret­ta­men­te sull’hardware fisico. In questo caso, l’hy­per­vi­sor è il primo livello software che viene caricato sul PC o sul server. In questo modo funge da in­ter­me­dia­rio tra l’hardware e le macchine virtuali (VM). Questa ar­chi­tet­tu­ra porta a una soluzione par­ti­co­lar­men­te potente ed ef­fi­cien­te per la vir­tua­liz­za­zio­ne.

Grazie all’accesso diretto alle risorse fisiche, gli hy­per­vi­sor di tipo 1 pre­sen­ta­no una bassa latenza e un breve tempo di reazione. Essi per­met­to­no di di­stri­bui­re i core delle CPU, la RAM e le in­ter­fac­ce di rete in modo molto ef­fi­cien­te e preciso, ot­ti­miz­zan­do le pre­sta­zio­ni delle macchine virtuali. Inoltre, ga­ran­ti­sco­no un forte iso­la­men­to fra le VM. Questa pos­si­bi­li­tà aumenta la sicurezza e la stabilità dell’intero ambiente virtuale.

Gli hy­per­vi­sor di tipo 1 offrono spesso funzioni come la mi­gra­zio­ne in tempo reale, che permette di spostare le VM da una macchina fisica a un’altra durante il fun­zio­na­men­to. Molti fornitori sup­por­ta­no anche fun­zio­na­li­tà per l’alta di­spo­ni­bi­li­tà e il disaster recovery. Inoltre, gli hy­per­vi­sor di tipo 1 di­spon­go­no spesso di in­ter­fac­ce per l’au­to­ma­zio­ne e il controllo, come API o speciali strumenti di gestione.

Hy­per­vi­sor di tipo 2

Un hy­per­vi­sor di tipo 2, o hosted hy­per­vi­sor, è una tec­no­lo­gia di vir­tua­liz­za­zio­ne eseguita come ap­pli­ca­zio­ne su un sistema operativo già esistente (SO host). L’hy­per­vi­sor di tipo 2 funge da livello di col­le­ga­men­to fra il sistema operativo host e le VM, che girano come processi o thread sul sistema operativo host. Pertanto, sfrutta i driver e i servizi già di­spo­ni­bi­li sull’host. In questo modo la con­fi­gu­ra­zio­ne è spesso priva di com­pli­ca­zio­ni. Le VM possono mettere a di­spo­si­zio­ne diversi sistemi operativi guest come Windows, Linux o altri sistemi spe­cia­liz­za­ti.

Poiché l’hosted hy­per­vi­sor accede alle risorse hardware at­tra­ver­so il sistema operativo host, condivide le risorse fisiche con il sistema host stesso. Questa ca­rat­te­ri­sti­ca può portare a pre­sta­zio­ni inferiori, in par­ti­co­la­re se il sistema operativo host è sot­to­po­sto a carichi elevati o se molti processi sono in ese­cu­zio­ne con­tem­po­ra­nea­men­te. Un vantaggio rispetto all’hy­per­vi­sor di tipo 1, tuttavia, è la com­pa­ti­bi­li­tà con l’in­fra­strut­tu­ra hardware e software esistente, che facilita l’in­tro­du­zio­ne e l’in­te­gra­zio­ne in ambienti IT già presenti.

Come standard, gli hy­per­vi­sor di tipo 2 offrono un’in­ter­fac­cia grafica utente o una dashboard per la con­fi­gu­ra­zio­ne e la gestione delle macchine virtuali. Con gli hy­per­vi­sor di tipo 1 non è sempre così. Tramite la dashboard gli utenti possono creare, con­fi­gu­ra­re e avviare co­mo­da­men­te le VM, nonché adeguare di­na­mi­ca­men­te le risorse come CPU, RAM e spazio di ar­chi­via­zio­ne.

Esempi di hy­per­vi­sor di tipo 1

  • KVM: KVM (Kernel-based Virtual Machine) è un hy­per­vi­sor bare metal integrato nel kernel di Linux. Offre quindi elevate pre­sta­zio­ni e fles­si­bi­li­tà in ambienti Linux. KVM è un com­po­nen­te uti­liz­za­to spesso in molte moderne in­fra­strut­tu­re di vir­tua­liz­za­zio­ne e cloud.
  • Nutanix AHV: Nutanix AHV (Acropolis Hy­per­vi­sor) è un hy­per­vi­sor di tipo 1 che opera come elemento centrale dell’in­fra­strut­tu­ra iper­con­ver­gen­te Nutanix. AHV si distingue per le sue ottime pre­sta­zio­ni e per la facile am­mi­ni­stra­zio­ne centrale per mezzo del software Nutanix.
  • Citrix Hy­per­vi­sor: questo hy­per­vi­sor bare metal era noto in pre­ce­den­za come XenServer. È un com­po­nen­te dell’in­fra­strut­tu­ra di vir­tua­liz­za­zio­ne Citrix. Dispone di funzioni di sicurezza integrate per garantire l’iso­la­men­to dei sistemi operativi guest e impedire gli attacchi.

Esempi di hy­per­vi­sor di tipo 2

  • Vir­tual­Box: Vir­tual­Box di Oracle è un hosted hy­per­vi­sor in­stal­la­to come ap­pli­ca­zio­ne su un sistema operativo già di­spo­ni­bi­le, come Windows, macOS o Linux. È noto per la sua grande facilità d’uso e fles­si­bi­li­tà.
  • Parallels Desktop: Parallels supporta sistemi operativi guest come Windows, Linux o ad­di­rit­tu­ra altre versioni di macOS. Permette di po­si­zio­na­re le ap­pli­ca­zio­ni delle macchine virtuali di­ret­ta­men­te nel Dock. Inoltre, consente lo scambio di file e dati tramite drag and drop fra macOS e le macchine virtuali.
  • QEMU: è una piat­ta­for­ma di vir­tua­liz­za­zio­ne open source in grado di emulare l’ar­chi­tet­tu­ra delle CPU, il che permette di creare ed eseguire macchine virtuali con diverse ar­chi­tet­tu­re. Ad esempio, è in grado di emulare ar­chi­tet­tu­re x86 su hardware ARM e viceversa.

Quando è meglio uti­liz­za­re un hy­per­vi­sor di tipo 1 o di tipo 2?

Nella scelta fra un hy­per­vi­sor di tipo 1 o di tipo 2 devi tenere conto dei requisiti specifici del tuo ambiente di vir­tua­liz­za­zio­ne. Entrambi i tipi di hy­per­vi­sor offrono vantaggi specifici e sono adatti per casi ap­pli­ca­ti­vi diversi.

Casi ap­pli­ca­ti­vi per hy­per­vi­sor di tipo 1

  • Ambienti aziendali di grandi di­men­sio­ni: gli hy­per­vi­sor di tipo 1 sono par­ti­co­lar­men­te indicati per le imprese che de­si­de­ra­no gestire un gran numero di macchine virtuali sui server. Il controllo diretto sull’hardware favorisce un migliore sfrut­ta­men­to delle risorse e maggiori pre­sta­zio­ni.
  • Data center e in­fra­strut­tu­re cloud: nei data center in cui girano numerose macchine virtuali, gli hy­per­vi­sor di tipo 1 sono l’opzione da preferire, in quanto offrono elevate pre­sta­zio­ni e stabilità. Fun­zio­na­li­tà come la mi­gra­zio­ne in tempo reale e l’alta di­spo­ni­bi­li­tà sono par­ti­co­lar­men­te de­ter­mi­nan­ti in questo caso.
  • Elevati requisiti di sicurezza: gli hy­per­vi­sor di tipo 1 hanno meno com­po­nen­ti software rispetto agli hy­per­vi­sor di tipo 2. Questa ca­rat­te­ri­sti­ca riduce l’espo­si­zio­ne ai po­ten­zia­li attacchi. Inoltre, gli hy­per­vi­sor di tipo 1 ga­ran­ti­sco­no un migliore iso­la­men­to fra le macchine virtuali (VM) grazie alla loro ar­chi­tet­tu­ra.
  • Carichi di lavoro ad alta intensità di potenza: i programmi che ri­chie­do­no elevata potenza, come database, ap­pli­ca­zio­ni per l’ap­pren­di­men­to au­to­ma­ti­co o big data, traggono vantaggio dal controllo diretto sull’hardware offerto dagli hy­per­vi­sor di tipo 1.

Casi ap­pli­ca­ti­vi per hy­per­vi­sor di tipo 2

  • Ambienti di sviluppo e test: gli hy­per­vi­sor di tipo 2 sono l’ideale per gli svi­lup­pa­to­ri che de­si­de­ra­no testare diversi sistemi operativi e dif­fe­ren­ti ap­pli­ca­zio­ni sullo stesso hardware. Co­sti­tui­sco­no una pos­si­bi­li­tà rapida e semplice per creare e gestire le VM.
  • Ambienti di for­ma­zio­ne: gli hosted hy­per­vi­sor sono indicati per gli ambienti di studio e for­ma­zio­ne in cui gli utenti possono esplorare e provare sistemi operativi e ap­pli­ca­zio­ni dif­fe­ren­ti senza dover temere ri­per­cus­sio­ni sull’hardware o sul sistema operativo host.
  • Uso personale o domestico: gli hy­per­vi­sor di tipo 2 sono una pratica soluzione per l’uso personale o per piccoli progetti. Gli utenti possono far girare sistemi operativi e ap­pli­ca­zio­ni in modo facile e veloce sul proprio computer senza ag­giun­ge­re hardware o eseguire con­fi­gu­ra­zio­ni complesse.
  • Vir­tua­liz­za­zio­ne a costi contenuti: gli hy­per­vi­sor di tipo 2 rap­pre­sen­ta­no un’opzione con­ve­nien­te per sfruttare la vir­tua­liz­za­zio­ne. Infatti, non ri­chie­do­no l’uso di hardware speciale e sono spesso gratuiti o di­spo­ni­bi­li a prezzi ridotti.
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