Cos'è la virtualizzazione?

Kernel based Virtual Machine (KVM) è una tecnologia di virtualizzazione open source per i sistemi operativi Linux®. Con KVM, Linux può fungere da hypervisor che esegue più macchine virtuali (VM) isolate.

La tecnologia KVM è stata annunciata nel 2006 ed è confluita nel kernel di Linux un anno dopo. Molte tecnologie di virtualizzazione open source, tra cui la gamma di prodotti Red Hat, si basano su KVM.

La virtualizzazione, che consente di eseguire un sistema operativo all'interno di un altro sistema operativo, è possibile grazie agli hypervisor. Un hypervisor raccoglie risorse di calcolo, come processori, memoria e storage, e le rialloca tra le VM. Può eseguire più VM contemporaneamente, gestirle e supportare la creazione di nuove. Quando l'hardware fisico è utilizzato come hypervisor prende il nome di host, mentre le VM che ne utilizzano le risorse sono note come guest.

Per eseguire le macchine virtuali, gli hypervisor necessitano di componenti a livello di sistema operativo, ovvero gestori di memoria, utilità di pianificazione dei processi, stack di input/output (I/O), driver di periferiche, gestori della sicurezza, stack di rete e molto altro ancora. Facendo parte del kernel di Linux, KVM dispone già di tutti questi componenti. Ogni macchina virtuale viene implementata come un normale processo Linux, pianificata dall'utilità di pianificazione Linux standard, e dispone di hardware virtuale dedicato, come la scheda di rete, la scheda grafica, la CPU, la memoria e i dischi.

La virtualizzazione permette di avviare e arrestare rapidamente diversi ambienti di sistema operativo su un unico componente hardware, il che comporta una serie di vantaggi per l'ecosistema IT.

Flessibilità

È possibile suddividere una macchina host in più VM e allocare le risorse dove sono necessarie. In questo modo si ottimizzano lo spazio, il consumo di energia e la manutenzione, perché le varie VM sono in hosting su un solo componente hardware fisico.

Velocità

Poiché la loro configurazione è definita dal software, la creazione, la rimozione, la clonazione e la migrazione delle VM richiedono poco tempo. Oltre a poter controllare da remoto le VM, è possibile anche automatizzarne la gestione.

Compatibilità

Sulle VM è possibile eseguire software non rilasciati per il sistema operativo in uso. Ad esempio, puoi lanciare un sistema operativo meno recente su una VM e continuare a usare il software esistente sull'hardware moderno.

Stabilità e sicurezza

Poiché vengono eseguite separatamente, le VM presentano anche vantaggi di sicurezza. Se una VM diventa instabile, non influenza il sistema operativo host o le altre VM. Puoi testare una nuova configurazione senza rischiare di compromettere l'intero sistema.

Con KVM, una macchina virtuale è un processo Linux, che viene pianificato e gestito dal kernel. Eseguendo le VM con KVM si hanno a disposizione le funzionalità legate alle prestazioni di Linux, oltre al controllo dettagliato offerto dall'utilità di pianificazione di Linux. KVM è caratterizzato anche da funzionalità legate alla sicurezza, allo storage, al supporto hardware e alla migrazione in tempo reale.

Limiti di sicurezza con SELinux e sVirt

KVM usa una combinazione di Security-Enhanced Linux (SELinux) e sVirt per migliorare i livelli di sicurezza e isolamento delle VM. SELinux stabilisce i confini di sicurezza intorno alle macchine virtuali, mentre sVirt estende le capacità di SELinux, consentendo di applicare la sicurezza MAC (Mandatory Access Control) alle VM guest e prevenendo gli errori di etichettatura manuale.

Flessibilità dello storage

KVM è in grado di utilizzare qualunque storage supportato da Linux, inclusi alcuni dischi locali e NAS (Network Attached Storage). KVM supporta anche file system condivisi, permettendo di condividere le immagini delle macchine virtuali con più host. 

Supporto per più architetture hardware

KVM può essere eseguito su un'ampia varietà di piattaforme hardware. Se utilizzato come componente di Red Hat Enterprise Linux 9, KVM è supportato con architetture AMD, Intel e ARM a 64 bit, oltre a sistemi IBM z13 e superiori.

Migrazione in tempo reale

KVM supporta la migrazione in tempo reale, ovvero la capacità di spostare una macchina virtuale in esecuzione da un host fisico all'altro senza interrompere il servizio in modo evidente. Durante lo spostamento la macchina virtuale rimane in funzione, le connessioni di rete rimangono attive e le applicazioni continuano l'esecuzione. KVM salva anche lo stato corrente di una macchina virtuale in modo che possa essere archiviata e ripristinata in un secondo momento.

Per monitorare un insieme di VM in esecuzione, è utile uno strumento di gestione della virtualizzazione. Alcuni strumenti di gestione delle VM vengono eseguiti dalla riga di comando, altri dispongono di interfacce grafiche (GUI), altri ancora sono progettati per gestire le VM in ambienti aziendali di grandi dimensioni. Ecco alcune delle soluzioni di gestione della virtualizzazione più comuni per KVM.

libvirt e virsh

Il progetto libvirt offre un'API per la gestione delle piattaforme di virtualizzazione. Compreso in libvirt, virsh è un'utilità della riga di comando per la creazione, l'avvio, l'elencazione e l'arresto delle VM, nonché per l'accesso alla shell di virtualizzazione.

Virtual Machine Manager

Virtual Machine Manager (noto come VMM o virt-manager) offre un'interfaccia desktop per le VM ed è disponibile per le distribuzioni Linux principali.

Web console

Gli amministratori possono scegliere di gestire le VM tramite interfacce basate sul web. Ad esempio, Cockpit è proprio una soluzione di questo tipo. Red Hat Enterprise Linux offre il plugin di una web console per la virtualizzazione.

KubeVirt

KubeVirt è una soluzione per la gestione di grandi quantità di VM in un ambiente Kubernetes, in cui le VM possono essere gestite insieme alle applicazioni containerizzate. Kubevirt costituisce la base per Red Hat OpenShift® Virtualization.

Uno dei vantaggi delle VM è la flessibilità, oltre alla portabilità. È proprio la portabilità a consentire lo spostamento di una VM da un provider di virtualizzazione all'altro per sfruttare vantaggi come costi ridotti, capacità aumentate, maggiore controllo e così via.

Gli sviluppatori considerano KVM una tecnologia matura, e le aziende vi si affidano per la gestione efficiente delle VM su larga scala. La migrazione a una piattaforma basata su KVM, come le soluzioni di virtualizzazione Red Hat, consente di mantenere gli investimenti esistenti nelle VM scegliendo al tempo stesso una base open source. Le tecnologie Red Hat consentono inoltre di gestire un ambiente unificato per VM, container e app serverless.

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Is OpenShift Virtualization right for your VMs? Durata del video: 1:57

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