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La virtualizzazione consente ad un server fisico di ospitare più macchine virtuali, condividendo le risorse del singolo server attraverso differenti ambienti. I server virtuali e i desktop virtuali consentono di ospitare differenti sistemi operativi e applicazioni localmente e in remoto, annullando tutti i problemi delle infrastrutture fisiche e supernado i limiti geografici. Inoltre il miglior utilizzo delle risorse hardware porta ad importanti risparmi di costi sia di capitale che di energia consumata. Aumentano anche la disponibilità delle risorse, migliora e si semplifica la gestione dei desktop, aumenta il livello di sicurezza dell’infrastruttura. In una infrastruttura virtuale è anche possibile migliorare i processi legati al disaster recovery.
Storia della virtualizzazione
La virtualizzazione è una tecnologia collaudata che è stata sviluppata negli anni '60 per partizionare l'hardware dei mainframe di grandi dimensioni. Gli attuali computer basati sull'architettura x86 ripropongono gli stessi problemi di rigidità e sottoutilizzo che caratterizzavano i mainframe negli anni '60. Per risolvere diverse problematiche, tra cui il sottoutilizzo, negli anni '90 VMware ha superato innumerevoli ostacoli e inventato la virtualizzazione per la piattaforma x86.
VMware è oggi il leader globale nel settore della virtualizzazione x86 e ha raggiunto con successo l'obiettivo della virtualizzazione di tutti i computer x86.
I primi passi: la virtualizzazione mainframe
La virtualizzazione è stata adoperata per la prima volta da IBM oltre 30 anni fa come metodo per partizionare in maniera logica i computer mainframe in macchine virtuali separate. Le partizioni rendevano i mainframe multitasking e consentivano loro di eseguire più applicazioni e processi contemporaneamente. Essendo i mainframe all'epoca risorse costose, il loro partizionamento rappresentava un modo per sfruttare completamente l'investimento effettuato.
L'esigenza della virtualizzazione x86
La virtualizzazione venne di fatto accantonata negli anni '80 e '90 quando le applicazioni client-server e gli economici server e desktop x86 divennero il modello per l'elaborazione distribuita. Piuttosto che condividere le risorse centralmente nel modello mainframe, le organizzazioni si servirono dei costi contenuti dei sistemi distribuiti per sviluppare isole di capacità informatica. L'ampia diffusione di Windows e la nascita di Linux come sistemi operativi server fecero sì che negli anni '90 i server x86 si imponessero come standard del settore. L'adozione sempre più vasta e articolata di server e desktop x86 ha introdotto nuove sfide operative e infrastrutturali IT, tra cui:
- Basso utilizzo dell'infrastruttura. Secondo quanto riportato da International Data Corporation (IDC), società che opera nel settore delle ricerche di mercato, i server x86 generalmente sono in media utilizzati soltanto al 10% - 15% della capacità complessiva. Per evitare che eventuali problemi di sicurezza di un'applicazione influiscano sulla disponibilità di un'altra applicazione nello stesso server, le organizzazioni di norma eseguono una sola applicazione per server.
- Aumento dei costi dell'infrastruttura fisica. I costi operativi per il supporto della crescente infrastruttura fisica sono costantemente aumentati. La maggioranza delle infrastrutture di elaborazione deve rimanere sempre operativa, il che fa sì che i costi di consumo, raffreddamento e utenze non siano rapportati ai livelli di utilizzo.
- Aumento dei costi di gestione IT. Il grado di formazione ed esperienza specialistica del personale incaricato della gestione infrastrutturale e i costi ad esso associati sono aumentati progressivamente con l'incremento della complessità degli ambienti informatici. Le organizzazioni impiegano una quantità sproporzionata di risorse e tempo per assolvere ad attività manuali correlate alla manutenzione dei server e pertanto necessitano di più personale per il completamento di queste attività.
- Failover e disaster recovery insufficienti. Le organizzazioni sono sempre più penalizzate dai tempi di inattività di applicazioni server mission critical e dall'inaccessibilità di desktop importanti. La minaccia di attacchi alla sicurezza, catastrofi naturali, pandemie sanitarie e terrorismo ha accresciuto l'importanza della pianificazione della business continuity sia per i server che per i desktop aziendali.
- Manutenzione elevata dei desktop degli utenti finali. La gestione e la protezione dei desktop aziendali presenta non pochi problemi. Il controllo di un ambiente desktop distribuito e l'applicazione di criteri di gestione, accesso e sicurezza che non compromettano l'efficienza operativa degli utenti sono attività complesse e costose. Per eliminare i rischi per la sicurezza, è necessario applicare costantemente patch e upgrade negli ambienti desktop.
La soluzione VMware: virtualizzazione completa dell'hardware x86
Nel 1999 VMware ha introdotto la virtualizzazione nei sistemi x86 come strumento per affrontare efficacemente molte delle problematiche sopra illustrate e trasformare i sistemi x86 in un'infrastruttura hardware condivisa di ambito generale che garantisce mobilità e isolamento completo e consente di scegliere il sistema operativo degli ambienti applicativi.
Sfide e ostacoli per la virtualizzazione x86
Diversamente dai mainframe, le macchine x86 non sono state progettate per il supporto della virtualizzazione completa e VMware ha dovuto superare notevoli ostacoli per riuscire a creare macchine virtuali dai computer x86.
La funzione principale della maggior parte delle CPU nei mainframe e nei computer è costituita dall'esecuzione di una sequenza di istruzioni memorizzate (ad esempio, un programma software). Nei processori x86, 17 istruzioni specifiche creano problemi nel momento in cui vengono virtualizzate provocando la visualizzazione di un avviso, la chiusura dell'applicazione o anche l'arresto del sistema. Queste 17 istruzioni costituivano pertanto un grosso ostacolo all'implementazione iniziale della virtualizzazione nei computer x86.
Per gestire le istruzioni problematiche nell'architettura x86, VMware ha sviluppato una tecnica di virtualizzazione adattiva che "blocca" tali istruzioni nel momento in cui vengono generate e le converte in istruzioni virtualizzabili, senza intervenire sull'esecuzione di tutte le altre istruzioni sicure. In questo modo viene creata una macchina virtuale a prestazioni elevate corrispondente all'hardware host e caratterizzata da una totale compatibilità software. L'utilizzo pionieristico di questa tecnica fa di VMware oggi l'incontrastato leader nella tecnologia della virtualizzazione.
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