Cos'è un hypervisor della macchina virtuale?

Gli hypervisor sono ciò che rende possibili le macchine virtuali e non sono più solo per i server. Probabilmente ne usi uno ogni giorno e non lo sai nemmeno. Se non ne usi uno adesso, lo farai nel prossimo futuro.

Un hypervisor è un software che esiste al di fuori di un sistema operativo guest per intercettare i comandi inviati all'hardware del computer. Il termine "hypervisor" deriva dai diversi livelli di un kernel dei sistemi operativi; esegue azioni con più autorità rispetto al livello "supervisore", quindi, iper-visiera.

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Nozioni di base sull'ipervisore

Un hypervisor è anche noto come Virtual Machine Manager (VMM) e il suo unico scopo è quello di consentire a più "macchine" di condividere una singola piattaforma hardware. I sistemi operativi sono progettati in modo da avere una relazione uno-a-uno con l'hardware su cui sono in esecuzione, ma con processori multi-core e multi-thread e quantità ridondanti di RAM, l'esecuzione multipla in una sola volta è un gioco da ragazzi.

L'hypervisor separa il sistema operativo (OS) dall'hardware assumendosi la responsabilità di consentire a ciascun OS in esecuzione l'hardware sottostante. Agisce come un agente del traffico per consentire il tempo di utilizzare CPU, memoria, GPU e altro hardware. Ogni sistema operativo controllato dall'hypervisor è denominato sistema operativo guest e il sistema operativo dell'hypervisor, se presente, viene chiamato sistema operativo host. Poiché si frappone tra il SO guest e l'hardware, puoi avere tanti SO diversi come il tuo sistema può gestire; puoi persino avere diversi tipi (ad es. Windows, OS X, Linux).

La separazione dell'hardware e del software risulta essere anche utile per la portabilità. Poiché l'hypervisor funge da intermediario, è molto più semplice spostarsi da un computer all'altro senza dover installare nuovi driver o aggiornare il SO guest. Potresti averlo notato se hai preso le VM virtuali e le hai caricate su un altro computer. Per il sistema operativo guest, non vi è alcun cambiamento evidente se il sistema operativo e l'hardware dell'host possono essere completamente diversi.

Un altro importante vantaggio della virtualizzazione di un sistema operativo è la sicurezza. Se si desidera testare software che potrebbe essere dannoso per il proprio computer, si consiglia di testarlo su una macchina virtuale anziché sul sistema operativo host. Se il sistema operativo guest viene infettato e pieno di virus, non influirà sui file sul sistema operativo host, a meno che le cartelle condivise o un bridge di rete non li colleghino. I due sistemi operativi sono completamente separati gli uni dagli altri e non hanno conoscenza reciproca dell'esistenza, il che rende il calcolo sicuro.

Alcuni hypervisor famosi sono VMware ESXi, Xen, Microsoft Hyper-V, VMware Workstation, Oracle Virtualbox e Microsoft VirtualPC. Tutti questi consentono all'utente di virtualizzare uno o più sistemi operativi su un singolo componente hardware.

Diversi tipi di hypervisor

Gli hypervisor possono essere suddivisi in due tipi principali:

• Tipo 1, a.k.a. bare metal, è un hypervisor che si installa direttamente su un computer. Non esiste un sistema operativo host e l'hypervisor ha accesso diretto a tutto l'hardware e alle funzionalità. I motivi principali per installare un hypervisor di tipo 1 è quello di eseguire più sistemi operativi sullo stesso computer senza il sovraccarico di un sistema operativo host o di sfruttare la portabilità e l'astrazione dell'hardware. Bare metal è più spesso utilizzato per i server a causa della loro sicurezza e portabilità per passare da hardware a hardware in caso di crash. Buoni esempi di hypervisor di tipo 1 sono VMware ESXi, Citrix XenServer e Microsoft Hyper-V.
• Tipo 2, a.k.a. ospitato, è ciò che la maggior parte delle persone probabilmente conosce quando si tratta di virtualizzare i sistemi operativi. Gli hypervisor ospitati richiedono un sistema operativo host e sono spesso trattati come software installato all'interno dell'host. Il tipo 2 può ancora eseguire più sistemi operativi alla volta, ma non ha accesso diretto all'hardware e quindi ha un sovraccarico maggiore durante l'esecuzione di un guest. Ciò significa che il sistema operativo guest non funzionerà al massimo delle sue potenzialità e se il tuo host si blocca, non avrai nemmeno accesso ai tuoi ospiti. Gli hypervisor di tipo 2 sono la soluzione ideale quando devi testare più sistemi operativi in ​​Windows, OS X o Linux. Buoni esempi sono VMWare Workstation, VMware Parallels, Oracle Virtualbox e Microsoft VirtualPC.

Ipervisori del futuro

La maggior parte degli hypervisor oggi vengono utilizzati per distribuzioni di server su larga scala o per gli utenti finali che eseguono applicazioni legacy o provano un sistema operativo diverso. C'è già stato qualche cambiamento in questo modo di pensare, tuttavia, con le versioni correnti di Android e le voci di Windows 8.

Android utilizza un kernel Linux per l'interazione con i servizi hardware e di background, quindi utilizza una macchina virtuale chiamata Dalvik per eseguire software con cui l'utente interagisce. Nonostante non permetta a un utente di eseguire più sistemi operativi contemporaneamente, Android è molto simile a un hypervisor di tipo 1. L'host Linux sottostante è completamente trasparente per l'utente finale, a meno che non si esegua il root del telefono e si desideri interagire con esso.

Si dice che Windows 8 funzioni interamente come sistema operativo guest su Hyper-V di Microsoft. Hyper-V si assumerà la responsabilità di gestire l'hardware e svolgere attività in background come backup e controlli del file system. Simile ad Android, questo ti permetterebbe di avere una portabilità, una flessibilità e una sicurezza migliori all'interno del tuo sistema operativo. Per non parlare del fatto che renderebbe l'installazione di Windows 8 completamente portatile in modo che tu possa portarla con te da un computer all'altro.

I server Web continueranno a sfruttare gli hypervisor per massimizzare l'utilizzo dell'hardware e contenere i costi. Se hai condiviso il web hosting tramite un popolare web host, probabilmente sei già su un hypervisor di tipo 1 e non lo sai. Con un buon hardware server, gli hypervisor bare metal possono spingere i limiti tipicamente con un unico sistema operativo installato, letteralmente a migliaia disponibili. Questo non solo consente di risparmiare denaro quando si tratta di acquistare l'hardware, ma anche il raffreddamento e la potenza sono ridotti a una piccola parte di quanto fosse un tempo per eseguire la stessa quantità di macchine.