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Cos'è la virtualizzazione? Esempi di virtualizzazione di rete, dati, app e storage

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Cos'è la tecnologia di virtualizzazione nella gestione dell'infrastruttura:

In questo Serie di esercitazioni di formazione sulla rete dalla A alla Z. , abbiamo imparato tutto Risoluzione dei problemi di rete nel nostro precedente tutorial.

In questo tutorial, esploreremo il concetto di gestione dell'infrastruttura insieme alla necessità del processo di virtualizzazione per gestire l'infrastruttura in modo più efficiente.

Sottolinea inoltre i diversi tipi di virtualizzazione, i vantaggi e altri concetti relativi alla virtualizzazione con il suo utilizzo nella gestione dell'infrastruttura.

Per i professionisti del software , la virtualizzazione è uno strumento molto utile che offre una piattaforma molto adatta ai tester per sviluppare e testare il software e verificare il loro impatto su cui stanno lavorando.

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Cos

Cosa imparerai:

Gestione dell'infrastruttura nell'industria del software

Per un'organizzazione IT, la gestione dell'infrastruttura consiste nella gestione di tutte le sue risorse e risorse importanti come apparecchiature, dati e manodopera insieme alle politiche e ai processi che seguono per garantire il buon funzionamento dei servizi per la costruzione di una rete efficiente.

In generale, la gestione dell'infrastruttura include vari tipi di gestione come la gestione del software applicativo, la gestione del database, la gestione del server e del sistema operativo, la gestione della rete e la gestione dello storage.

Capiamo questo con l'aiuto di un esempio dal vivo:

Prendiamo l'esempio di un'applicazione software Android per lo shopping online: AMAZON.

Quando navighiamo nel sito di shopping online di Amazon. Sono disponibili varie pagine che visualizzano i prodotti in diverse categorie con prezzi, offerte e recensioni, ecc.

Quando ordiniamo un prodotto e lo acquistiamo, tutti i dettagli di pagamento e consegna vengono salvati in un formato tale da essere compreso dal software e lo stesso verrà visualizzato all'utente finale nel formato compreso dal cliente. Questo viene fatto dal processo di gestione del database.

La dimensione e il contenuto dei dati richiedono una piattaforma in cui possono essere archiviati. Ciò non può essere gestito esclusivamente dall'hardware fisico poiché è necessario archiviare un'enorme quantità di dati, pertanto in questi casi vengono utilizzate macchine virtuali note come server. Quindi, il sistema operativo è configurato secondo i requisiti nelle macchine.

Tutte le macchine virtuali comunicheranno tra loro tramite la gestione della rete.

Attraverso il processo di gestione dell'archiviazione, tutti i dati virtuali verranno archiviati fisicamente su qualche disco rigido o dispositivo di archiviazione su base regolare, in modo che in caso di perdita di dati, tutti i dati possano essere ripristinati tramite un backup.

Tutti questi processi in totale saranno noti come gestione dell'infrastruttura.

Necessità di virtualizzazione nella gestione dell'infrastruttura

Per gestire l'infrastruttura complessiva di un'organizzazione come un'azienda IT le cui risorse sono distribuite in varie regioni della nazione e all'estero, abbiamo bisogno di molto software e per gestirli saranno necessari anche amministratori IT, manodopera, energia, ecc.

Questi requisiti in totale influenzeranno il fatturato aziendale aumentando la spesa e richiederanno molto tempo per l'implementazione. Per ridurre al minimo i costi aziendali e per un utilizzo ottimale di tempo e denaro, viene introdotto il concetto di virtualizzazione.

In parole semplici, con l'aiuto delle macchine virtuali, lo spazio utilizzato per installare un numero enorme di server fisici può essere ridotto della metà e questo, a sua volta, consente di risparmiare energia spesa per far funzionare quei server e per raffreddarli.

La sostituzione dei server fisici con macchine virtuali consentirà di risparmiare il costo per l'acquisizione e il mantenimento della manodopera. Inoltre, il più grande vantaggio è che è molto facile e veloce distribuire macchine virtuali per soddisfare i requisiti aziendali urgenti e, di conseguenza, farebbe risparmiare tempo e denaro.

Pertanto, per un funzionamento regolare ed efficiente del sistema di rete, è utile implementare la virtualizzazione.

Cos'è la virtualizzazione?

La formazione di risorse informatiche virtuali come archiviazione, sistema di rete di computer, sistemi operativi ecc. È nota come virtualizzazione. L'elemento costitutivo di base della virtualizzazione è un'unità hardware come un server che ha un gruppo di risorse.

La virtualizzazione incorpora una risorsa fisica definita come un server che emerge per comportarsi come un composto delle risorse virtuali e viceversa.

La virtualizzazione può essere:

  • La formazione di numerose risorse virtuali da un'unica risorsa fisica.
  • La formazione di una risorsa virtuale da una o più risorse fisiche.

Tipi di virtualizzazione

I diversi tipi di virtualizzazione includono:

  • Virtualizzazione dello storage
  • Virtualizzazione della rete
  • Virtualizzazione delle applicazioni
  • Virtualizzazione di client e server
  • Virtualizzazione dei dati

# 1) Virtualizzazione dello storage

Questo tipo di virtualizzazione è più comunemente utilizzato nei centri operativi di rete noti come NOC o nei data center delle organizzazioni in cui vi è un'enorme esigenza di archiviare una grande quantità di dati. Qui facilita la creazione, l'eliminazione e la modifica dei dati su hardware diverso.

Ciò si ottiene collegando varie unità hardware sulla stessa piattaforma utilizzando una connessione di rete come la connessione attraverso la fibra.

I dettagli sono stati descritti con l'aiuto della figura sottostante.

Virtualizzazione dello storage

# 2) Virtualizzazione della rete

Viene distribuito nell'infrastruttura in cui è necessario immaginare i server situati molto distanti tra loro in varie posizioni dell'organizzazione. Così facilita la creazione di reti VLAN e NAT ecc.

La figura seguente descrive come possiamo visualizzare la nostra configurazione adottando lo schema VMware:

Virtualizzazione della rete

# 3) Virtualizzazione delle applicazioni

È una divisione dell'applicazione installata dal PC host che la utilizza. Dal punto di vista dell'utente, l'utente può accedere all'applicazione come la utilizzava in precedenza e può anche apportare modifiche al suo interno.

Per la virtualizzazione delle applicazioni, utilizzeremo un'architettura basata su server, in cui l'applicazione è installata su uno dei server centralizzati nel NOC e il desktop dell'utente può accedervi dall'estremità remota con diritti limitati.

Per implementarlo, vengono utilizzati vari software come VMware thin app, Microsoft App-V, ecc.

Virtualizzazione delle applicazioni

# 4) Virtualizzazione di client e server

In questo tipo di virtualizzazione, i servizi verranno eseguiti sul server gestito centralmente mentre vengono eseguiti sul lato client che si trova localmente.

Tuttavia, l'immagine del disco del sistema operativo eseguirà un backup e aggiornerà il sistema a intervalli di tempo regolari per mantenere sincronizzati client e server. Non è necessaria una connessione di rete permanente tra la macchina virtuale e il server.

La macchina virtuale client può funzionare senza il sistema operativo utilizzando l'hypervisor.

# 5) Virtualizzazione dei dati

È il processo di combinazione dei dati provenienti da varie risorse di dati per creare una fonte di informazioni singola, virtuale e logica in modo che possa essere recuperata e facilmente accessibile dalle applicazioni, dai dashboard, dai portali, ecc. Basati sull'utente, senza conoscerne l'origine dell'ubicazione dei dati.

Le organizzazioni aziendali hanno adottato la virtualizzazione dei dati su larga scala e oggigiorno viene utilizzata principalmente in associazione con la tecnologia del cloud computing.

Il fenomeno della virtualizzazione dei dati consiste nei seguenti processi e il software di virtualizzazione dovrebbe eseguire tutti i passaggi seguenti:

  • Astrazione: Significa astrazione dei dati da varie fonti e posizione e astrazione del linguaggio dell'origine dati e della sua interfaccia di programmazione.
  • Trasformazione: A seconda delle necessità della soluzione aziendale, integrazione e trasformazione dei dati in una forma adeguata.
  • Federazione: Esegue l'operazione di riunire il risultato dei due processi precedenti da diverse fonti.
  • Consegna: Il software dovrebbe essere in grado di fornire i dati secondo i requisiti dell'utente finale o dell'origine dell'applicazione.

Pertanto, la virtualizzazione dei dati riduce le possibilità di errori nei dati nella gestione dell'infrastruttura e accelera anche la velocità di accesso ai dati in uno scenario in tempo reale.

virtualizzazione dei dati

Tipi di hypervisor

È anche noto come VMM (virtual machine monitor) e produce una piattaforma virtuale per il PC host per il provisioning di diversi SO dei visitatori per eseguire vari programmi su di esso.

Esistono due classi di hypervisor:

  1. Hypervisor nativo
  2. Hypervisor ospitato

# 1) Hypervisor nativi

Questi includono software come il sistema Oracle VM che esegue lo streaming attraverso l'hardware del sistema host per gestirlo e per supervisionare il funzionamento del sistema operativo guest.

Il sistema operativo guest fluttuerà su un livello sopra l'hypervisor e ognuno di essi dispone di un VMM.

hypervisor nativo

# 2) Hypervisor ospitati

Questi flussi su un tipico sistema operativo proprio come fa l'altro software. Il sistema operativo guest esegue lo streaming come linea di condotta sull'host.

Esempi: Server e workstation VMware, VirtualBox, KVM e QEMU, ecc.

Ulteriori informazioni = >> VMWare Vs VirtualBox

hypervisor ospitato

Vantaggi della virtualizzazione

Di seguito sono elencati i vari vantaggi della virtualizzazione:

# 1) Utilizzo hardware efficace : Le macchine virtuali si comportano come l'hardware, quindi utilizzando la virtualizzazione si riducono i costi e la manutenzione necessari per l'hardware fisico e quindi si fa un uso appropriato dell'hardware.

# 2) Ripristino di emergenza : In caso di crash dei dati nel sistema o qualsiasi altro errore grave, attraverso il processo di virtualizzazione, è facile ripristinare le nostre macchine virtuali e farle funzionare spostandole in un altro sistema cloud simile.

Inoltre, la gestione e il ripristino saranno più facili utilizzando il concetto di virtualizzazione per la perdita di dati.

# 3) Risparmia energia : La conversione dell'hardware fisico nella macchina virtuale al centro NOC e all'estremità remota ridurrà il consumo di energia necessaria per avviarli e continuare a funzionare. In questo modo viene risparmiata l'energia complessiva.

# 4) Utilizzo efficace dello spazio in NOC: Supponiamo che per eseguire una rete un'organizzazione richieda 20 rack di router e 10 rack di switch e 30 PC. Per distribuire tutto questo hardware, sarà necessario un ampio spazio e risorse equivalenti come manodopera, energia, aria condizionata, ecc. Per mantenerlo.

Ma con il concetto di virtualizzazione, per far funzionare questa rete, sarà necessaria solo meno della metà di questo spazio, risparmiando così spazio, denaro e tempo.

# 5) Distribuire facilmente il server : Durante l'esecuzione di una rete, se all'improvviso uno dei nostri server sembra essere sovrautilizzato, possiamo far crescere molto rapidamente un'immagine di clonazione del server e possiamo far crescere un altro server che funzionerà in conformità con quello esistente.

Quindi, attraverso la virtualizzazione, possiamo preparare un sostituto e farlo funzionare molto facilmente. Mentre se installiamo fisicamente un server, ci vorranno giorni o anche una settimana per renderlo operativo.

# 6) Supporto del sistema operativo guest : Diversi tipi di sistemi operativi si comportano in modo diverso e hanno numerosi requisiti hardware. Il software di virtualizzazione riunirà l'intero requisito sulla stessa piattaforma e li soddisferà.

Le macchine virtuali supportano anche un processore a 32 bit e 64 bit per funzionare.

# 7) Strumenti e driver aggiuntivi per gli ospiti: Il software di virtualizzazione fornisce il set di strumenti aggiuntivi e driver per le macchine virtuali. Ciò migliora il funzionamento in rete del sistema di rete e anche all'interno della macchina aumentando la velocità di elaborazione.

Fornisce anche uno strumento di visualizzazione 3D che viene utilizzato per scopi di gioco e divertimento nel mondo dell'intrattenimento.

Virtualizzazione dei computer desktop

In questo processo di virtualizzazione, l'operazione desktop complessiva avverrà all'interno di un'unità server centralizzata.

I client desktop sono fondamentalmente i thin client che si comportano come un dispositivo finale per effettuare una connessione con i dispositivi vicini come tastiera, mouse o porte USB tramite connessione LAN.

Il software di questi thin client contiene l'interfaccia utente grafica (GUI), agenti di accesso al cloud, un browser Web nativo e una raccolta di risorse di base di utilità. Il software più comune utilizzato per la virtualizzazione desktop include XenApp e XenDesktop.

virtualizzazione desktop

Esempi di virtualizzazione

a) Fornire un ambiente di test e sviluppo software intuitivo:

Supponiamo di avere un'idea per lo sviluppo del software e se vogliamo testare se funzionerà o meno, quindi utilizzando il processo di virtualizzazione, possiamo creare il laboratorio e l'ambiente per testare il software.

La virtualizzazione offre utilità multipiattaforma allo sviluppatore per i test e utilizza la lingua scelta dallo sviluppatore per la codifica per fabbricarla in modo nativo. Offre di testare il tuo software sulla piattaforma di tua scelta come Android, Windows, ecc.

test del software attraverso la virtualizzazione

b) Esecuzione simultanea di più applicazioni su smartphone:

Con l'aiuto della virtualizzazione, possiamo eseguire più applicazioni come letture meteorologiche in tempo reale, il numero di chilometri che percorriamo in un giorno, bussola ecc.Sui nostri smartphone senza sovraccaricare la memoria del telefono poiché i dati vengono memorizzati su un altro server e calcoli vengono eseguiti dal software installato nel server stesso.

Solo l'organizzazione che detiene la proprietà del software consente al software di funzionare su un altro server. Pertanto anche i telefoni cellulari con una piccola capacità di RAM come 100 MB o 1 GB solo con il processore single core, saranno in grado di eseguire queste applicazioni pesanti.

c) Virtualizzazione e Cloud computing:

La virtualizzazione è l'elemento costitutivo di base del cloud computing.

La virtualizzazione è il concetto che ci permette di costruire diverse risorse da un solo sistema hardware fisico. Il software dell'hypervisor è collegato direttamente all'hardware fisico e divide anche un'unità hardware in diverse macchine virtuali.

D'altra parte, il cloud computing è la combinazione di metodo e teoria utilizzata per fornire reti, infrastrutture di archiviazione, servizi e applicazioni su richiesta all'utente finale in qualsiasi rete.

Quindi, possiamo dire che il cloud computing è il postino di risorse virtuali che fornisce software, dati, ecc. Tramite Internet.

Queste applicazioni e servizi di infrastruttura forniti dai cloud sono una combinazione di diversi tipi di sorgenti virtuali e macchine virtuali che sono organizzate in modo tale dal software e dalla gestione in modo che possano essere utilizzate da qualsiasi luogo su richiesta dell'utente finale .

È inoltre supportato dalle applicazioni e dai server di allocazione dinamica delle risorse. Quindi l'infrastruttura cloud contiene diverse infrastrutture virtuali per fornire i servizi al cliente finale.

Concetto di hardware virtuale

CPU virtuale

L'hypervisor suddivide ciascuna delle unità CPU fisiche in molte CPU virtuali. Alloca un carico di lavoro per core virtuale.

Per comprenderlo meglio, consideriamo l'esempio seguente:

Un server fisico ha due processori che denominano CPU1 e CPU2, ciascuno con due core fisici.

Quindi abbiamo 2 * 2 = 4 core fisici.

Se l'hypervisor fornisce 5 vCPU per ogni core fisico, è possibile allocare alle macchine una somma di 5 * 4 = 20 vCPU.

concetto di hardware virtuale

Memoria virtuale

La memoria hardware fisica di un sistema può essere distribuita virtualmente in due o più macchine virtuali. Ma la dimensione della memoria distribuita non può superare la dimensione della memoria hardware complessiva.

A seconda del tipo di applicazione in cui viene utilizzata, possiamo aggiungere, modificare e disporre le risorse della memoria virtuale per rendere più efficienti le prestazioni complessive del sistema.

I parametri di allocazione della memoria virtuale vengono configurati nella VM durante la loro creazione. Ma può anche essere modificato dopo l'installazione del sistema operativo guest.

La figura seguente mostra l'esempio dell'allocazione della memoria fisica in due macchine virtuali.

memoria viruale

Archiviazione virtuale

Il concetto principale di questo tipo di virtualizzazione è combinare i dati archiviati fisicamente dai vari dispositivi di archiviazione fisici in un'unità dati situata centralmente che avrà l'aspetto di una singola unità di archiviazione. Il server centralizzato non può offrire uno spazio di archiviazione superiore a quello che può essere presente nelle posizioni fisiche e nell'hardware fisico.

Ma il raggruppamento dei dati in un centro sarà più sicuro e potrà essere facilmente ripristinato in caso di crisi. I file di dati che sono virtualmente archiviati nel server hanno estensioni come VDI, VHDX e VMDK ecc.

La figura seguente mostra come i 12 TB di dati vengono archiviati virtualmente suddividendoli in quattro macchine virtuali.

concetto di archiviazione virtuale

Rete virtuale

Nella rete virtuale, le macchine virtuali comunicano con i dispositivi fisici come un server o uno switch utilizzando la scheda di interfaccia di rete virtuale nota come vNIC che a sua volta è collegata virtualmente con uno switch virtuale per l'ulteriore processo di comunicazione.

Tutte queste schede e interruttori virtuali vengono creati dal software hypervisor.

Lo switch virtuale è collegato allo switch fisico tramite il supporto della scheda fisica. Il compito svolto dalle diverse interfacce dello switch o del server può essere suddiviso in due o più macchine virtuali ed ognuna di esse svolgerà il lavoro assegnatogli.

Lo scenario sarà più chiaro con l'aiuto della figura sottostante.

rete virtuale

Virtualizzazione della CPU

È la caratteristica hardware di tutte le ultime versioni di CPU Intel e di altre società che consente a un processore singolo di comportarsi come diverse CPU individuali. In questo modo la potenza della CPU può essere utilizzata in modo più efficiente ed efficace.

Conclusione

Da questo tutorial, abbiamo capito che la gestione dell'infrastruttura è molto cruciale per la gestione e il buon funzionamento di un'organizzazione. Include non solo la gestione della parte hardware dell'azienda, ma anche le politiche, le risorse, i dati, l'energia e il denaro speso nell'azienda per le operazioni.

La virtualizzazione è una delle tecnologie chiave che potenzia le prestazioni complessive del sistema di rete dell'organizzazione utilizzando i suoi vari aspetti. Ciò consente di risparmiare tempo ed energia.

Inoltre, i servizi verranno eseguiti più velocemente e la virtualizzazione associata al cloud computing può fornire e fornire varie applicazioni utente su richiesta.

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