Virtualizzazione hardware o virtualizzazione della piattaforma si riferisce alla creazione di una macchina virtuale che agisce come un vero computer con un sistema operativo. Il software eseguito su queste macchine virtuali è separato dalle risorse hardware sottostanti. Ad esempio, un computer che esegue Microsoft Windows può ospitare una macchina virtuale che assomiglia a un computer con il sistema operativo Ubuntu Linux; il software basato su Ubuntu può essere eseguito sulla macchina virtuale.,

Nella virtualizzazione hardware, la macchina host è la macchina utilizzata dalla virtualizzazione e la macchina guest è la macchina virtuale. Le parole host e guest vengono utilizzate per distinguere il software che viene eseguito sulla macchina fisica dal software che viene eseguito sulla macchina virtuale. Il software o il firmware che crea una macchina virtuale sull’hardware host è chiamato hypervisor o monitor della macchina virtuale.,

Diversi tipi di virtualizzazione hardware includono:

• Virtualizzazione completa – simulazione quasi completa dell’hardware effettivo per consentire agli ambienti software, incluso un sistema operativo guest e le sue app, di funzionare senza modifiche.
• Paravirtualizzazione: le app guest vengono eseguite nei propri domini isolati, come se fossero in esecuzione su un sistema separato, ma non viene simulato un ambiente hardware. I programmi guest devono essere modificati in modo specifico per essere eseguiti in questo ambiente.,

La virtualizzazione assistita dall’hardware è un modo per migliorare l’efficienza complessiva della virtualizzazione. Si tratta di CPU che forniscono il supporto per la virtualizzazione in hardware, e altri componenti hardware che aiutano a migliorare le prestazioni di un ambiente guest.,

La virtualizzazione hardware può essere vista come parte di una tendenza generale nell’IT aziendale che include il calcolo autonomo, uno scenario in cui l’ambiente IT sarà in grado di gestirsi in base all’attività percepita, e l’utility computing, in cui la potenza di elaborazione del computer è vista come un’utilità che i clienti possono pagare solo se necessario. L’obiettivo abituale della virtualizzazione è centralizzare le attività amministrative migliorando la scalabilità e l’utilizzo complessivo delle risorse hardware. Con la virtualizzazione, diversi sistemi operativi possono essere eseguiti in parallelo su una singola unità di elaborazione centrale (CPU)., Questo parallelismo tende a ridurre i costi generali e differisce dal multitasking, che comporta l’esecuzione di diversi programmi sullo stesso sistema operativo. Utilizzando la virtualizzazione, un’azienda può gestire meglio gli aggiornamenti e le modifiche rapide al sistema operativo e alle applicazioni senza interrompere l’utente. “In definitiva, la virtualizzazione migliora notevolmente l’efficienza e la disponibilità di risorse e applicazioni in un’organizzazione., Invece di affidarsi al vecchio modello di “un server, un’applicazione” che porta a risorse sottoutilizzate, le risorse virtuali vengono applicate dinamicamente per soddisfare le esigenze aziendali senza alcun eccesso di grasso” (ConsonusTech).

La virtualizzazione hardware non è la stessa dell’emulazione hardware. Nell’emulazione hardware, un pezzo di hardware imita un altro, mentre nella virtualizzazione hardware, un hypervisor (un pezzo di software) imita un particolare pezzo di hardware del computer o l’intero computer., Inoltre, un hypervisor non è lo stesso di un emulatore; entrambi sono programmi per computer che imitano l’hardware, ma il loro dominio di utilizzo nel linguaggio differisce.

Inoltre, sono stati sviluppati vari strumenti di simulazione per supportare ulteriori ricerche e sviluppo della tecnologia di virtualizzazione. Cloudsim è uno degli strumenti all’avanguardia sviluppati dal Dr. Raj Kumar Buyya. Cloudsim ha integrato il supporto per la simulazione di tecniche di virtualizzazione basate sul caso d’uso del cloud computing.,

SnapshotsEdit

Uno snapshot è uno stato di una macchina virtuale, e in generale dei suoi dispositivi di archiviazione, in un punto esatto nel tempo. Un’istantanea consente di ripristinare lo stato della macchina virtuale al momento dell’istantanea in un secondo momento, annullando in modo efficace le modifiche che si sono verificate in seguito. Questa funzionalità è utile come tecnica di backup, ad esempio, prima di eseguire un’operazione rischiosa.,

Le macchine virtuali utilizzano frequentemente dischi virtuali per la loro archiviazione; in un esempio molto semplice, un disco rigido da 10 gigabyte viene simulato con un file flat da 10 gigabyte. Tutte le richieste della VM per una posizione sul suo disco fisico vengono tradotte in modo trasparente in un’operazione sul file corrispondente. Una volta che tale livello di traduzione è presente, tuttavia, è possibile intercettare le operazioni e inviarle a file diversi, a seconda dei vari criteri. Ogni volta che viene scattata un’istantanea, viene creato un nuovo file e utilizzato come sovrapposizione per i suoi predecessori., I nuovi dati vengono scritti nella sovrapposizione più in alto; la lettura dei dati esistenti, tuttavia, richiede la scansione della gerarchia di sovrapposizione, con conseguente accesso alla versione più recente. Pertanto, l’intera pila di istantanee è praticamente un singolo disco coerente; in questo senso, la creazione di istantanee funziona in modo simile alla tecnica di backup incrementale.

Altri componenti di una macchina virtuale possono anche essere inclusi in un’istantanea, come il contenuto della sua memoria ad accesso casuale (RAM), le impostazioni del BIOS o le impostazioni di configurazione. La funzione” Salva stato ” negli emulatori di console per videogiochi è un esempio di tali istantanee.,

Il ripristino di un’istantanea consiste nel scartare o ignorare tutti i livelli di sovrapposizione aggiunti dopo tale istantanea e indirizzare tutte le nuove modifiche a una nuova sovrapposizione.

MigrationEdit

Le istantanee sopra descritte possono essere spostate su un’altra macchina host con il proprio hypervisor; quando la VM viene temporaneamente arrestata, snapshottata, spostata e quindi ripresa sul nuovo host, questo è noto come migrazione., Se le istantanee precedenti vengono mantenute sincronizzate regolarmente, questa operazione può essere abbastanza veloce e consentire alla VM di fornire un servizio ininterrotto mentre il suo precedente host fisico viene, ad esempio, rimosso per la manutenzione fisica.

FailoverEdit

Simile al meccanismo di migrazione descritto sopra, il failover consente alla VM di continuare le operazioni se l’host fallisce. Generalmente si verifica se la migrazione ha smesso di funzionare., Tuttavia, in questo caso, la VM continua a funzionare dall’ultimo stato coerente noto, piuttosto che dallo stato corrente, in base ai materiali con cui è stato fornito l’ultimo server di backup.

Emulazione di console per videomodiFica

Un emulatore di console per videogiochi è un programma che consente a un personal computer o console per videogiochi di emulare il comportamento di una console per videogiochi diversa., Gli emulatori di console per videogiochi e gli hypervisor eseguono entrambi la virtualizzazione hardware; parole come” virtualizzazione”,” macchina virtuale”,” host “e” guest ” non vengono utilizzate in combinazione con gli emulatori della console.

Virtualizzazione annidataedit

La virtualizzazione annidata si riferisce alla capacità di eseguire una macchina virtuale all’interno di un’altra, avendo questo concetto generale estendibile a una profondità arbitraria. In altre parole, la virtualizzazione nidificata si riferisce all’esecuzione di uno o più hypervisor all’interno di un altro hypervisor., La natura di una macchina virtuale guest nidificata non deve essere omogenea con la sua macchina virtuale host; ad esempio, la virtualizzazione delle applicazioni può essere distribuita all’interno di una macchina virtuale creata utilizzando la virtualizzazione hardware.

La virtualizzazione nidificata diventa più necessaria in quanto i sistemi operativi diffusi acquisiscono funzionalità hypervisor integrate, che in un ambiente virtualizzato possono essere utilizzate solo se l’hypervisor circostante supporta la virtualizzazione nidificata; ad esempio, Windows 7 è in grado di eseguire applicazioni Windows XP all’interno di una macchina virtuale integrata., Inoltre, spostare ambienti virtualizzati già esistenti in un cloud, seguendo l’approccio Infrastructure as a Service (IaaS), è molto più complicato se la piattaforma IaaS di destinazione non supporta la virtualizzazione nidificata.

Il modo in cui la virtualizzazione nidificata può essere implementata su una particolare architettura di computer dipende dalle funzionalità di virtualizzazione assistite dall’hardware supportate. Se una particolare architettura non fornisce il supporto hardware necessario per la virtualizzazione nidificata, vengono utilizzate varie tecniche software per abilitarla., Nel corso del tempo, più architetture ottengono il supporto hardware richiesto; ad esempio, poiché la microarchitettura Haswell (annunciata nel 2013), Intel ha iniziato a includere lo shadowing VMCS come tecnologia che accelera la virtualizzazione nidificata.

LicensingEdit

Le macchine virtuali che eseguono sistemi operativi proprietari richiedono la licenza, indipendentemente dal sistema operativo della macchina host. Ad esempio, l’installazione di Microsoft Windows in una VM guest richiede che i requisiti di licenza siano soddisfatti.