Cos'è il KVM?
La Kernel-based Virtual Machine (KVM) è un tipo di soluzione di virtualizzazione integrata direttamente nel kernel Linux. Sfrutta il sistema operativo esistente per funzionare come hypervisor, il livello software che crea e gestisce le macchine virtuali (VM).
A differenza di altre piattaforme che richiedono un sistema operativo hypervisor dedicato separato, la stretta integrazione con Linux lo rende altamente efficiente e performante.
KVM trasforma un host Linux in un hypervisor di tipo 1, consentendo di eseguire più sistemi operativi guest (come Windows o altre distribuzioni Linux) contemporaneamente sullo stesso hardware fisico.
Come funziona KVM?
Funziona sfruttando le estensioni integrate nelle CPU moderne (come Intel VT-x o AMD-V). Queste estensioni consentono al processore di supportare più sistemi operativi eseguiti contemporaneamente in isolamento.
Se installato su un host Linux, trasforma il kernel di quell'host in un hypervisor. In questo modo è possibile creare e gestire le macchine virtuali e il processo è più o meno simile al seguente:
- Estensioni di virtualizzazione CPU: Le estensioni di virtualizzazione della CPU consentono alla macchina di distinguere tra il sistema operativo host e il sistema operativo guest in esecuzione nelle macchine virtuali.
- Kernel Linux come hypervisor: KVM utilizza queste estensioni per creare un ambiente virtualizzato direttamente all'interno del kernel Linux. Il kernel stesso agisce come hypervisor, gestendo le macchine virtuali e allocando risorse come CPU, memoria e storage.
- Sistemi operativi guest: Ogni VM utilizza il proprio sistema operativo guest, isolato l’uno dall’altro dall’host, per offrire un ambiente sicuro e stabile.
- Dispositivi virtuali: Configura i dispositivi virtuali nel sistema operativo guest, ad esempio schede di rete virtuali, dischi rigidi e controller USB. A sua volta, i dispositivi virtuali consentono a questi sistemi operativi di interagire con l'hardware sottostante.
- QEMU per emulazione: Pur consentendo l'utilizzo dell'infrastruttura principale, spesso funziona in combinazione con QEMU (Quick Emulator). QEMU emula l'hardware delle macchine virtuali, consentendo al KVM di supportare un'ampia gamma di opzioni. QEMU fornisce anche un'interfaccia utente-spazio per la gestione.
L'effetto finale del software è che sfrutta le capacità di virtualizzazione dei server hardware della CPU e la flessibilità del kernel Linux per creare una piattaforma altamente efficiente e integrata.
Quali sono le funzionalità di KVM?
KVM offre una serie di funzionalità interessanti, a partire dall'integrazione nativa all'interno del kernel Linux. L'integrazione nativa fornisce accesso alla stabilità, alle prestazioni e alla sicurezza del sistema operativo Linux.
Inoltre, sfrutta la virtualizzazione hardware accelerata, utilizzando le estensioni del processore (Intel VT-x o AMD-V) per ottenere prestazioni quasi native, riducendo al minimo il sovraccarico e massimizzando l'efficienza.
Consente la coesistenza di una vasta gamma di sistemi operativi, tra cui diverse distribuzioni Linux, Windows e altro ancora. La migrazione in tempo reale è una funzionalità chiave che consente di spostarle tra gli host fisici senza interruzioni, aspetto fondamentale per la manutenzione, il bilanciamento delle risorse e la garanzia di alta disponibilità.
Le opzioni di storage sono inoltre flessibili e supportano qualsiasi tipo di attività, dai dischi locali allo storage di rete, come NFS e iSCSI, oltre allo storage condiviso. che include il supporto per NAS (Network-Attached Storage). Le funzioni di memoria avanzate, quali l'allocazione dinamica della memoria e il ballooning della memoria, contribuiscono ulteriormente all'utilizzo efficiente delle risorse.
Vantaggi della virtualizzazione KVM
KVM offre una serie di vantaggi interessanti che la rendono una scelta valida per le esigenze di gestione della virtualizzazione. Questi vantaggi si estendono alla scalabilità, al rapporto qualità-prezzo e ai vantaggi intrinseci della sua natura open source.
Scalabilità e flessibilità per gli ambienti IT
Offre inoltre scalabilità e flessibilità per gli ambienti IT. Sia per le piccole imprese che per i centri dati di grandi dimensioni, KVM è in grado di adattarsi alle diverse esigenze. Consente di scalare facilmente l'infrastruttura virtualizzata in base all'evoluzione della domanda.
È possibile eseguire rapidamente il provisioning di nuove macchine virtuali e ridimensionare o migrare quelle esistenti con interruzioni minime. Questa flessibilità si estende alla scelta di hardware e software, in quanto è compatibile con un'ampia gamma di sistemi e supporta vari sistemi operativi. Questa adattabilità rende KVM la soluzione ideale per gli scenari IT dinamici in cui le esigenze in termini di risorse variano.
Soluzione di virtualizzazione conveniente
KVM rappresenta una soluzione di virtualizzazione estremamente conveniente. Poiché è integrato direttamente nel kernel, non sono previste spese di licenza separate per l'hypervisor stesso. Questo consente di ridurre in modo significativo il costo totale di proprietà rispetto alle piattaforme proprietarie.
Potenzia inoltre la sicurezza del Cloud pubblico e la sicurezza del Cloud privato . Nelle implementazioni Public Cloud, le capacità di isolamento di KVM aiutano a proteggere i carichi di lavoro dei tenant l'uno dall'altro, un componente fondamentale per la salvaguardia della sicurezza pubblica. Nel Private Cloud, KVM offre vantaggi simili, consentendo alle aziende di creare ambienti sicuri e isolati per dati e applicazioni sensibili.
Inoltre, la natura open source di questo software consente di evitare il vendor lock-in e offre un maggiore controllo sull'ambiente di virtualizzazione. È possibile scegliere le opzioni di supporto e manutenzione più adatte alle proprie esigenze e al proprio budget. Questa convenienza rende KVM particolarmente interessante per le aziende che intendono ottimizzare le proprie spese IT.
Vantaggi open source per le aziende
La natura open source di KVM è vantaggiosa per le aziende, in quanto favorisce una vivace comunità di sviluppatori e utenti, favorendo miglioramenti continui, correzioni rapide dei bug e una grande quantità di risorse disponibili.
Questo sviluppo basato sulla community garantisce che il software rimanga aggiornato sulle tecnologie più recenti e sulle best practice per la sicurezza. Inoltre, le aziende traggono vantaggio dalla trasparenza e dalla flessibilità del software open source. Le aziende possono ispezionare il codice, personalizzarlo in base alle loro esigenze specifiche e contribuire nuovamente alla Community. Questo livello di controllo e collaborazione rende KVM una soluzione potente e adattabile per le aziende.
Casi d'uso e applicazioni KVM
La sua versatilità lo rende adatto a un’ampia gamma di applicazioni, dalla gestione di Cloud pubblici e privati alla semplificazione dell’installazione di macchine virtuali all’ottimizzazione di ambienti multi-Cloud complessi.
Gestione di Cloud pubblici e privati
Si tratta di una componente fondamentale di molte infrastrutture Cloud pubbliche e private. La capacità di gestire in modo efficiente e l’integrazione con piattaforme come OpenStack lo rendono la scelta ideale per la creazione e la gestione.
Nel Private Cloud , permette alle aziende di consolidare le risorse dei propri server, migliorare l'utilizzo dell'hardware e creare un'infrastruttura IT self-service.
Per i Public Cloud, KVM alimenta l'infrastruttura offerta dai provider, consentendo loro di offrire risorse di calcolo scalabili e on demand ai propri clienti. La natura open source di questo servizio e l’assenza di diritti di licenza lo rendono un’opzione particolarmente interessante per i provider.
Installazione di macchine virtuali con KVM
L'implementazione di macchine virtuali con questo strumento è un processo semplice, soprattutto quando si utilizzano strumenti di gestione come il software virtuel manager o l'interfaccia della riga di comando. KVM consente di creare, configurare e gestire facilmente le macchine virtuali.
È possibile definire le risorse allocate alle macchine virtuali (VM), ad esempio CPU, memoria e storage, e installare il sistema operativo desiderato. KVM supporta inoltre modelli e snapshot, che semplificano il processo di installazione di più macchine con configurazioni simili. Questa facilità di implementazione lo rende uno strumento prezioso per sviluppatori, tester e amministratori IT.
Ottimizzare Gli Ambienti Multi-Cloud
Le organizzazioni attente alla privacy stanno adottando strategie multi-Cloud utilizzando una combinazione di Cloud pubblici e privati. Può svolgere un ruolo cruciale nell’ottimizzare questi ambienti multipli.
La compatibilità con diverse piattaforme Cloud e la capacità di eseguire più sistemi operativi consentono di spostare senza problemi i carichi di lavoro tra diversi ambienti. Questa flessibilità consente di scegliere la piattaforma migliore per ogni applicazione, ottimizzare i costi ed evitare il vendor lock-in. La natura open source di KVM consente inoltre una maggiore personalizzazione e integrazione con gli strumenti esistenti.
Architettura KVM e funzionamento
L'architettura KVM è unica nella sua stretta integrazione con il kernel Linux, che le consente di funzionare come una piattaforma potente ed efficiente.
Ruolo dell’Hypervisor nel KVM
In KVM, il kernel Linux stesso funge da hypervisor. Si tratta di una distinzione fondamentale rispetto ad altre opzioni che utilizzano un sistema operativo dedicato separato. L’hypervisor è il livello software che crea e gestisce le macchine virtuali. Nel KVM, il kernel utilizza le estensioni della CPU (Intel VT-x o AMD-V) per creare un ambiente virtualizzato.
Il kernel assegna risorse, come CPU, memoria e storage, ai sistemi operativi guest in esecuzione nelle macchine virtuali. Grazie all'integrazione diretta nel kernel, KVM usufruisce delle funzionalità di velocità, stabilità e sicurezza del sistema operativo. Questa stretta integrazione riduce inoltre il sovraccarico, con prestazioni quasi native per le macchine.
KVM vs altre soluzioni di virtualizzazione
L'architettura di KVM è molto diversa dalle altre soluzioni. Alcune piattaforme, come VMware ESXi, utilizzano un hypervisor di tipo 1 (noto anche come bare-metal). Un Type 1 viene eseguito direttamente sul computer senza un sistema operativo sottostante.
Al contrario, KVM è di tipo 2 (o hosted), in quanto viene eseguito su un sistema operativo esistente. Gli hypervisor di tipo 1 sono in grado di offrire risultati leggermente migliori in alcuni casi, ma la stretta integrazione con Linux offre i propri vantaggi in termini di velocità e una maggiore flessibilità.
Rispetto ad altri server di tipo 2, come VirtualBox o VMware Workstation, l'integrazione di KVM con il kernel e l'utilizzo delle estensioni della CPU garantiscono velocità e scalabilità notevolmente superiori.
Confronto tra KVM e altre tecnologie di virtualizzazione
KVM viene spesso paragonato ad altre tecnologie di virtualizzazione comunemente utilizzate per il Cloud computing , ognuna con i propri punti di forza e di debolezza. La comprensione di queste differenze è fondamentale per scegliere la piattaforma più adatta alle proprie esigenze.
KVM vs VMware
VMware offre una suite completa di prodotti di virtualizzazione, tra cui ESXi (un hypervisor di tipo 1) e vSphere. Una differenza chiave rispetto a VMware risiede nei modelli di licenza. Essendo open source, KVM non prevede costi di licenza per l'hypervisor stesso, mentre i prodotti VMware richiedono in genere licenze commerciali.
L'ecosistema maturo di VMware e l'ampia gamma di funzionalità, inclusi gli strumenti di gestione avanzati, possono essere vantaggiosi per le grandi aziende con esigenze di virtualizzazione complesse. Tuttavia, questo ha un costo.
Grazie alla gamma sempre più ampia di funzionalità e alle prestazioni elevate, KVM è un'alternativa valida, in particolare per le aziende alla ricerca di una soluzione conveniente e flessibile. La scelta dipende spesso dal budget, dalle funzionalità richieste e dal livello di supporto necessario.
KVM vs Hyper-V
Hyper-V è la piattaforma di virtualizzazione di Microsoft, strettamente integrata con il sistema operativo Windows Server. Analogamente al KVM, Hyper-V è di tipo 2. Una differenza principale è rappresentata dal sistema operativo: KVM viene eseguito su Linux, mentre Hyper-V viene eseguito su Windows. Questo rende Hyper-V una scelta naturale per le aziende fortemente investite nell'ecosistema Microsoft.
KVM, invece, offre maggiore flessibilità in termini di sistema operativo guest e vantaggi offerti dalla community open source. Per quanto riguarda le prestazioni, entrambe le piattaforme possono fornire risultati tangibili, anche se i benchmark specifici possono variare a seconda del carico di lavoro.
Scegliere la giusta piattaforma di virtualizzazione
I costi sono sempre un fattore importante e la natura open source di questo servizio lo rende un’opzione economicamente vantaggiosa. È inoltre necessario valutare le caratteristiche specifiche necessarie, quali la migrazione in tempo reale, la gestione dello storage e l'alta disponibilità.
Le caratteristiche delle prestazioni e il modo in cui si allineano ai requisiti del carico di lavoro sono importanti. Occorre valutare la maturità dell'ecosistema, la disponibilità di risorse di sostegno e la dimensione della comunità. L'integrazione con l'infrastruttura IT e gli strumenti di gestione esistenti è un altro aspetto cruciale.
Guida introduttiva a KVM
Per iniziare con KVM sono necessari alcuni passaggi chiave, dall'installazione alla gestione delle macchine virtuali, passando per la migrazione dei carichi di lavoro esistenti.
Installazione di KVM su Linux
L'installazione di KVM su Linux implica in genere l'utilizzo del gestore di pacchetti della distribuzione. Ad esempio, sui sistemi Debian/Ubuntu, applicheresti apt-get per installare i pacchetti necessari, come qemu-kvm, libvirt e gli strumenti correlati.
È inoltre necessario verificare che le estensioni di virtualizzazione CPU siano abilitate nelle impostazioni BIOS/UEFI. Dopo l'installazione, è possibile verificare l'installazione e avviare il daemon libvirtd.
Gestione delle macchine virtuali con KVM
La gestione delle macchine virtuali può essere effettuata tramite diversi strumenti. Virtual-Manager fornisce un'interfaccia grafica per creare, configurare e gestire le macchine virtuali.
L'interfaccia della riga di comando che utilizza virsh offre un maggiore controllo ed è ideale per gli script. Inoltre, è possibile utilizzare piattaforme di gestione come OpenStack per gestire questo software su larga scala. Le attività di gestione di base includono l'avvio, l'arresto, la sospensione e l'eliminazione di macchine virtuali, nonché la configurazione di risorse e reti.
Migrazione a una piattaforma di virtualizzazione basata su KVM
La migrazione può comportare diversi approcci, a seconda della piattaforma. Per le VM eseguite su altre soluzioni di virtualizzazione, strumenti come virt-v2v possono convertire le immagini dei dischi virtuali.
Per i server fisici, è possibile utilizzare un processo chiamato conversione "da fisico a virtuale" (P2V). Pianificare attentamente il processo di migrazione, testare a fondo e considerare i tempi di inattività sono fondamentali per una transizione fluida.
OVHcloud e KVM
I VPS OVHcloud offrono una gamma di Server Privati Virtuali che supportano la virtualizzazione KVM. In questo modo è possibile usufruire di server dedicati e avere il pieno controllo del proprio ambiente server, caratteristica che lo rende perfetto per qualsiasi esigenza: hosting di siti Web e applicazioni, sviluppo e test.
Usufruisci della flessibilità di scegliere il sistema operativo che preferisci, di scalare man mano che le tue esigenze si evolvono e di gestire il server come preferisci.
I VPS OVHcloud permettono di usufruire di prestazioni elevate grazie a un’infrastruttura solida, che garantisce il corretto svolgimento dei progetti. Con una particolare attenzione alla sicurezza e a tariffe competitive, è una soluzione ideale sia per aziende che per singoli individui. Inizia a utilizzare i VPS OVHcloud e scopri la potenza e la flessibilità di un server privato virtuale su misura per le tue esigenze.