Macchina virtuale: cosa è e a cosa serve

Una delle innovazioni significative in ambito IT, che ha trasformato il modo in cui interagiamo con i computer, è senz’altro la macchina virtuale (o Virtual Machine, VM). Ma cos’è esattamente una macchina virtuale e qual è il suo scopo?

Definizione

Una macchina virtuale (VM) è un software che simula un computer, permettendo di eseguire programmi come se fossero in un vero computer fisico. Questo consente di eseguire più sistemi operativi sullo stesso hardware fisico contemporaneamente. Le macchine virtuali sono spesso utilizzate in data center, nello sviluppo software, e per testare applicazioni in ambienti isolati. In sintesi, una VM funziona come un “computer all’interno di un computer”.

Componenti principali

Se volessimo descrivere un ambiente virtualizzato in modo semplificato, potremmo dire che è composto da due parti principali:

• Hypervisor o virtualizzatore. È il componente chiave che consente la virtualizzazione. Si colloca tra l’hardware del computer e i sistemi operativi, permettendo la creazione e la gestione delle VM.
• Macchina Virtuale. Ogni VM ha il suo sistema operativo, chiamato guest OS, e ha accesso a una parte delle risorse hardware del computer fisico, come CPU, memoria, e storage.

A cosa serve una Macchina Virtuale?

Utilizzare un ambiente virtualizzato presenta diversi vantaggi rispetto ad un ambiente equivalente implementato con server fisici:

• Isolamento. Ogni VM opera in modo indipendente, se una VM fallisce o viene compromessa, le altre VM sullo stesso computer fisico non saranno impattate.
• Riduzione dei costi. Piuttosto che investire in molteplici server fisici, si possono implementare diversi server virtuali su una singola macchina fisica, riducendo i costi di hardware e energia.
• Testing e sviluppo. Gli sviluppatori possono utilizzare VM per testare applicazioni in diversi ambienti senza dover acquistare o configurare più macchine fisiche.
• Compatibilità. Se fosse necessario eseguire software compatibile solo con una versione precedente di un sistema operativo, si può semplicemente configurare una VM con quel sistema operativo specifico.
• Backup e recovery. Le VM possono essere facilmente copiate o clonate, rendendo più semplice la creazione di backup o la migrazione ad altro hardware.

I principali Hypervisor o Virtualizzatori

Gli hypervisor, anche noti Virtualizzatori, sono software, firmware o hardware che creano e gestiscono macchine virtuali (VM). Ci sono due tipi principali di hypervisor.

Hypervisor di tipo 1 (o nativi)

Questi hypervisor girano direttamente sull’hardware host senza necessità di un sistema operativo sottostante. Sono particolarmente efficienti in termini di prestazioni perché hanno un accesso diretto alle risorse fisiche. Alcuni degli hypervisor più noti sono:

• VMware vSphere/ESXi. Uno dei prodotti di virtualizzazione più popolari sul mercato, ampiamente utilizzato nelle infrastrutture IT delle aziende.
• Microsoft Hyper-V. Disponibile come ruolo in Windows Server e, in una versione più limitata, in alcune edizioni di Windows 10 e 11.
• Xen. Inizialmente sviluppato da un team di ricerca all’Università di Cambridge, ora è sotto la gestione della Linux Foundation. Amazon Web Services (AWS) ha utilizzato una versione modificata di Xen per il suo servizio EC2.
• Oracle VM Server per x86. Basato sul progetto Xen, è offerto da Oracle come parte della sua suite di prodotti di virtualizzazione.

Hypervisor di tipo 2 (o ospitati)

Questi hypervisor sono installati su un sistema operativo tradizionale (come Windows, Linux o macOS) proprio come qualsiasi altro software. Sono spesso utilizzati per scopi di sviluppo, test e desktop. Esempi principali di hypervisor di tipo 2 includono:

• VMware Workstation (per Windows e Linux) e VMware Fusion (per macOS). Offrono una vasta gamma di funzionalità per gli sviluppatori e gli utenti professionisti.
• Oracle VirtualBox. Un software gratuito e open source che supporta una vasta gamma di sistemi operativi ospiti.
• Parallels Desktop. Popolare su macOS, permette agli utenti di eseguire Windows, Linux e altre distribuzioni direttamente sul loro Mac.

Le figure professionali che lavorano con le VM

Sono diverse le figure professionali che hanno a che fare con le macchine virtuali, eccone alcune:

1. System Engineer. Progetta, implementa, gestisce e manutiene l’infrastruttura IT di un’azienda.
2. Network Engineer. Si concentra principalmente sulla gestione delle reti ed usa le VM per la virtualizzazione di rete.
3. Cloud Architect. Progetta ed implementa soluzioni basate su cloud, spesso utilizzando macchine virtuali come parte delle soluzioni.
4. DevOps Engineer. Coniuga lo sviluppo e le operations IT ed utilizza le VM per creare e gestire ambienti di sviluppo, test e produzione in modo più veloce e scalabile.
5. Tester e QA Engineer. Utilizza le VM per replicare vari ambienti e condizioni al fine di testare applicazioni o sistemi in scenari diversi.
6. Ethical Hacker. Usa le macchine virtuali per analizzare il malware in ambienti isolati o per simulare ambienti per penetration test.
7. Software developer. Utilizza VM per simulare diversi ambienti operativi o configurazioni hardware, al fine di garantire che il software funzioni correttamente in diversi scenari.