Vir­tua­liz­za­zio­ne dei server: de­fi­ni­zio­ne e fun­zio­na­men­to

Sfrut­ta­men­to ottimale delle risorse e con­so­li­da­men­to dei server per riduzione dei costi e dell’hardware: sono questi i vantaggi offerti dalla vir­tua­liz­za­zio­ne dei server. A tal fine sono di­spo­ni­bi­li tre tipologie di vir­tua­liz­za­zio­ne: la vir­tua­liz­za­zio­ne completa, la pa­ra­vir­tua­liz­za­zio­ne e la vir­tua­liz­za­zio­ne a livello di sistema operativo.

I server fisici dedicati che svolgono de­ter­mi­na­te funzioni sono dotati di un sistema operativo fisso e di capacità di memoria e calcolo definite chia­ra­men­te. Lo svan­tag­gio di avere singoli server fisici in un data center è che ri­chie­do­no notevoli quantità di spazio, costi di ma­nu­ten­zio­ne e per l’energia, a seconda dei compiti svolti e dei carichi di lavoro. I server a cui vengono assegnati un compito o un’ap­pli­ca­zio­ne non possono con­di­vi­de­re l’hardware e il SO con altre ap­pli­ca­zio­ni. Nella maggior parte dei casi non sono neppure in grado di svolgere più compiti con­tem­po­ra­nea­men­te. La soluzione a questo problema si chiama vir­tua­liz­za­zio­ne dei server.

Anziché in­gran­di­re l’in­fra­strut­tu­ra IT ag­giun­gen­do ulteriori server fisici, la vir­tua­liz­za­zio­ne dei server permette di di­stri­bui­re le risorse hardware fisiche già di­spo­ni­bi­li su più ambienti virtuali, che possono essere uti­liz­za­ti in­di­pen­den­te­men­te l’uno dall’altro. L’in­fra­strut­tu­ra vera e propria non cambia, ma diventa possibile usare le capacità in modo più ef­fi­cien­te. La vir­tua­liz­za­zio­ne su un server fisico permette di uti­liz­za­re più sistemi operativi in­di­pen­den­ti e con­fi­gu­ra­ti in modo diverso e di far girare le ap­pli­ca­zio­ni in parallelo. I server virtuali fun­zio­na­no isolati gli uni dagli altri, evitando di fun­zio­na­re a vuoto grazie alla di­stri­bu­zio­ne ef­fi­cien­te dei processi e con­sen­ten­do di sfruttare le risorse di­spo­ni­bi­li in modo ottimale. In questo modo potete trarre vantaggio da un con­so­li­da­men­to dei server con risparmio di costi ed energia.

Per sud­di­vi­de­re uno o più server fisici tramite la vir­tua­liz­za­zio­ne su più istanze e ambienti in­di­pen­den­ti, gli am­mi­ni­stra­to­ri dei server uti­liz­za­no speciali software di vir­tua­liz­za­zio­ne, che fanno girare i server virtuali isolando gli uni dagli altri. I server in­di­pen­den­ti sono quindi in grado di uti­liz­za­re i propri sistemi operativi e le proprie ap­pli­ca­zio­ni e di eseguire i compiti in modo in­di­pen­den­te e se­pa­ra­ta­men­te da altri server virtuali.

Le istanze virtuali create per mezzo della vir­tua­liz­za­zio­ne dei server sono note anche come virtual private server (VPS), container, sistemi ospiti o emu­la­zio­ni. Di solito la vir­tua­liz­za­zio­ne porta al ma­sche­ra­men­to delle risorse fisiche dei server, come sistemi operativi e pro­ces­so­ri. È possibile uti­liz­za­re il software di vir­tua­liz­za­zio­ne per tenere nascoste le risorse fisiche ai server virtuali oppure renderle visibili a tutti i server virtuali, a seconda del tipo di vir­tua­liz­za­zio­ne.

In generale, il principio di fun­zio­na­men­to della vir­tua­liz­za­zio­ne dei server è facile da capire. Nella pratica, la vir­tua­liz­za­zio­ne è uti­liz­za­ta nel modo seguente:

Per prima cosa, scegliete un server per la vir­tua­liz­za­zio­ne prevista. Di norma si tratta di un singolo server dedicato che deve usare le risorse in modo più efficace e gestire meglio i carichi di lavoro. La fase suc­ces­si­va consiste nel ve­ri­fi­ca­re l’utilizzo di memorie, pro­ces­so­ri e dischi fissi per in­di­vi­dua­re le capacità di­spo­ni­bi­li per una o più macchine virtuali. In questo modo è possibile stimare il numero di istanze virtuali impiegate e la potenza di calcolo che possono offrire.

Per la vir­tua­liz­za­zio­ne si utilizza di solito uno speciale software hy­per­vi­sor, come Hyper-V di Microsoft, vSphere di VMware o PlateSpin Migrate. Un hy­per­vi­sor svolge la funzione di par­ti­zio­na­men­to dell’hardware e del software di­spo­ni­bi­li. Al riguardo, è possibile sud­di­vi­de­re gli hy­per­vi­sor nelle due tipologie seguenti:

• Hy­per­vi­sor di Tipo 1: eseguito di­ret­ta­men­te sul server come co­sid­det­to hy­per­vi­sor di tipo bare-metal (ad esempio per macchine virtuali).
• Hy­per­vi­sor di Tipo 2: eseguito a livello software del sistema operativo host (adatto in par­ti­co­la­re per ambienti di test).

Con la vir­tua­liz­za­zio­ne e il par­ti­zio­na­men­to è possibile rea­liz­za­re, tra le altre cose, ap­pli­ca­zio­ni, memorie, risorse, server o reti virtuali.

La vir­tua­liz­za­zio­ne pro­fes­sio­na­le dei server offre molti vantaggi, in par­ti­co­la­re in termini di minore consumo ener­ge­ti­co e riduzione dei costi. Non essendovi la necessità di acquisto, con­fi­gu­ra­zio­ne e ma­nu­ten­zio­ne di ulteriori in­fra­strut­tu­re server fisiche, gli utenti be­ne­fi­cia­no di fles­si­bi­li­tà e sca­la­bi­li­tà ottimali. Le capacità esistenti possono essere sfruttate ef­fi­ca­ce­men­te con un utilizzo ottimale delle risorse e au­men­tan­do le capacità stesse nei server già di­spo­ni­bi­li. I carichi di lavoro vengono di­stri­bui­ti sui server virtuali e gestiti in parallelo senza fun­zio­na­men­ti a vuoto.

Dal punto di vista della sicurezza nei data center e della sicurezza nel cloud, i server vir­tua­liz­za­ti offrono una maggiore facilità di ri­pri­sti­no e backup dei dati con un netto vantaggio in termini di disaster recovery. La vir­tua­liz­za­zio­ne consente la com­par­ti­men­ta­zio­ne reciproca dei server e riduce l’espo­si­zio­ne agli attacchi.

Ulteriori vantaggi della vir­tua­liz­za­zio­ne dei server:

• L’in­stal­la­zio­ne degli ag­gior­na­men­ti è net­ta­men­te più veloce, in quanto tutti i server si trovano all’interno di un unico sistema fisico.
• Il web hosting è non soltanto più semplice, ma anche più con­ve­nien­te.
• Dati e processi possono essere spostati su un cloud privato o un cloud pubblico a seconda dell’impresa e del tipo di vir­tua­liz­za­zio­ne.
• La con­fi­gu­ra­zio­ne di ambienti di test virtuali può essere utile per la verifica di nuove ap­pli­ca­zio­ni e strumenti software.
• La mi­gra­zio­ne in tempo reale dei sistemi risulta più semplice e senza anomalie grazie allo spo­sta­men­to dei processi di lavoro.
• Le reti e le capacità di calcolo offrono un’elevata tol­le­ran­za agli errori, alta di­spo­ni­bi­li­tà e assenza di tempi morti o fun­zio­na­men­ti a vuoto non pia­ni­fi­ca­ti.
• Le istanze e gli ambienti virtuali fun­zio­na­no in modo in­di­pen­den­te e isolato gli uni dagli altri e con­sen­to­no di mi­glio­ra­re l’ef­fi­cien­za dei processi aziendali.

No­no­stan­te tutti i vantaggi, occorre tenere conto anche dei possibili svantaggi e rischi della vir­tua­liz­za­zio­ne dei server. Tra questi vi sono so­prat­tut­to i possibili costi iniziali elevati per il software di vir­tua­liz­za­zio­ne o per gli esperti IT. Rispetto ai costi di acquisto e ma­nu­ten­zio­ne di server fisici, questo svan­tag­gio è tuttavia in gran parte tra­scu­ra­bi­le.

Dal punto di vista della sicurezza è vero che l’uso di server virtuali in­di­pen­den­ti tra loro offre maggiore sicurezza in caso di guasto e minore espo­si­zio­ne agli attacchi, ma d’altro canto un attacco alla piat­ta­for­ma di vir­tua­liz­za­zio­ne presa nel suo insieme co­sti­tui­sce un rischio da non sot­to­va­lu­ta­re. Questo vale so­prat­tut­to se i dati di più clienti si trovano su server virtuali in un ambiente fisico.

Ulteriori svantaggi sono:

• A seconda del software di vir­tua­liz­za­zio­ne, le imprese possono essere vincolate con delle licenze (vendor lock-in).
• In caso di carichi di lavoro molto elevati, l’utilizzo e il consumo di memoria po­treb­be­ro essere eccessivi.

Per l’utilizzo della vir­tua­liz­za­zio­ne dei server è possibile ricorrere a tre diversi approcci.

In questo caso, un software hy­per­vi­sor, detto anche Virtual Machine Monitor (VMM), comunica di­ret­ta­men­te con la memoria e con la CPU del server. Il software gestisce, coordina e monitora i server e le istanze virtuali nel sistema fisico per tenerli isolati e in­di­pen­den­ti gli uni dagli altri in base al principio host/guest. Le istanze ospiti (guest), quindi, non sanno che non stanno uti­liz­zan­do risorse fisiche. In questo modo, tutte le risorse fisiche vengono ma­sche­ra­te: i server e gli ospiti virtuali sono “ignari gli uni degli altri”. Anche la di­stri­bu­zio­ne delle risorse virtuali avviene tramite l’hy­per­vi­sor. Con questo approccio occorre tenere conto del fatto che l’hy­per­vi­sor stesso necessita di suf­fi­cien­ti risorse fisiche.

Anche con la pa­ra­vir­tua­liz­za­zio­ne si utilizza un Virtual Machine Monitor. Tuttavia, in questo caso le istanze virtuali non sono tenute nascoste le une alle altre. La rete fisica funziona quindi come un’unica unità. Poiché le risorse fisiche non sono ma­sche­ra­te, le istanze guest e le macchine virtuali rimangono informate sui requisiti di potenza di calcolo.

Con questo approccio non si utilizza alcun hy­per­vi­sor. Il coor­di­na­men­to e l’im­ple­men­ta­zio­ne della vir­tua­liz­za­zio­ne sono svolti dalla funzione di vir­tua­liz­za­zio­ne integrata del sistema operativo in questione. Lo svan­tag­gio consiste nel fatto che tutti i server virtuali devono usare lo stesso sistema operativo.

La soluzione per chi è alla ricerca di un’al­ter­na­ti­va alla vir­tua­liz­za­zio­ne dei propri server fisici è data dal cloud computing e dal di­stri­bu­ted computing. In sostanza, le aziende possono fare com­ple­ta­men­te a meno di data center e server fisici e spostare le risorse IT sul cloud del provider di hosting e in ar­chi­tet­tu­re di sistema di­stri­bui­te ad alte pre­sta­zio­ni. Software, hardware, capacità di calcolo e memoria sono quindi a vostra di­spo­si­zio­ne in base al principio XaaS.

Ulteriori al­ter­na­ti­ve alla vir­tua­liz­za­zio­ne delle proprie risorse sono:

• SaaS (Software as a Service)
• PaaS (Platform as a Service)
• IaaS (In­fra­struc­tu­re as a Service)

La vir­tua­liz­za­zio­ne del server può ricordare un’illusione ottica, dove all’interno di una stanza sembra esserci più spazio di quanto appaia dall’esterno. Ana­lo­ga­men­te, anche i server vir­tua­liz­za­ti possono essere sfruttati per espandere le in­fra­strut­tu­re fisiche verso l’interno anziché costruire e gestire sistemi IT costosi e im­pe­gna­ti­vi. Inoltre, la soluzione permette di offrire servizi di web hosting in modo economico ed ef­fi­cien­te. Anziché uti­liz­za­re soltanto piccole parti della capacità del server e di­stri­bui­re i carichi di lavoro in modo non uniforme tra i server della rete, la vir­tua­liz­za­zio­ne dei server permette di aumentare l’efficacia e la pro­dut­ti­vi­tà. La gestione cen­tra­liz­za­ta dei server aumenta inoltre la sicurezza e la pro­te­zio­ne dei dati.