Differenza tra virtualizzazione completa e paravirtualizzazione

La virtualizzazione è una tecnica che consente la creazione di diversi ambienti emulati o risorse dedicate utilizzando un sistema hardware fisico. Questa tecnologia è diventata fondamentale nei data center, negli ambienti di cloud computing e per molti scenari di test. Sebbene siano disponibili varie tecniche di virtualizzazione, due delle più importanti sono la virtualizzazione completa e la paravirtualizzazione. Entrambi hanno i propri vantaggi, svantaggi e casi d’uso. Approfondiamo le loro differenze.

Virtualizzazione completa

Definizione: La virtualizzazione completa implica la simulazione di un livello hardware completo su cui può essere eseguito un sistema operativo guest non modificato, credendo che sia in esecuzione su una macchina fisica reale.

Come funziona:

• Utilizza un hypervisor che si trova tra l’hardware e il sistema operativo.
• Questo hypervisor emula tutte le risorse hardware sui sistemi operativi guest.
• Il sistema operativo guest non richiede modifiche poiché non è a conoscenza dell’ambiente virtuale.

Vantaggi:

• Indipendenza del sistema operativo guest: non è necessario che il sistema operativo guest sia a conoscenza della virtualizzazione sottostante e pertanto non sono necessarie modifiche. È possibile eseguire più sistemi operativi diversi sullo stesso hypervisor.
• Isolamento: ogni macchina virtuale (VM) viene eseguita in modo isolato. Un arresto anomalo di una VM non influirà sulle altre.

Svantaggi:

• Spese generali delle prestazioni: Poiché ogni istruzione hardware viene emulata, si verifica un notevole sovraccarico in termini di prestazioni. Può essere più lento della paravirtualizzazione.
• Risorsa intensiva: A causa dell’emulazione dell’hardware completo, potrebbe richiedere più risorse.

Paravirtualizzazione

Definizione: invece di emulare l’hardware completo, la paravirtualizzazione consente a più sistemi operativi guest di essere eseguiti su un singolo sistema hardware fisico collaborando efficacemente con l’hypervisor.

Come funziona:

• Utilizza un hypervisor che si trova tra l’hardware e il sistema operativo.
• A differenza della virtualizzazione completa, l’hardware non è completamente emulato.
• Il sistema operativo guest viene modificato per essere consapevole dell’ambiente virtuale. Effettua hypercall direttamente all’hypervisor per qualsiasi operazione che richieda assistenza.

Vantaggi:

• Prestazioni migliori: Poiché il sovraccarico è inferiore rispetto all’emulazione hardware completa, la paravirtualizzazione generalmente offre prestazioni migliori.
• Utilizzo efficiente delle risorse: senza la necessità di un’emulazione hardware completa, il consumo di risorse è generalmente inferiore.

Svantaggi:

• Modifiche al sistema operativo guest: La necessità di modificare il sistema operativo guest lo rende meno versatile. Non tutti i sistemi operativi potrebbero supportare queste modifiche
• Meno isolamento: poiché i sistemi operativi guest sono consapevoli l’uno dell’altro, esiste il potenziale (anche se gestito) per un minore isolamento.

Confronto in breve

Criteri	Virtualizzazione completa	Paravirtualizzazione
Emulazione hardware	Emulazione completa dell’hardware.	Emulazione parziale o nessuna.
Modifica del sistema operativo guest	Non richiesto.	Necessario.
Prestazione	Generalmente più lento a causa del sovraccarico dell’emulazione hardware	In genere più veloce con un sovraccarico ridotto.
L’efficienza delle risorse	Consuma più risorse a causa dell’emulazione.	Generalmente più efficiente.
Isolamento	Migliore isolamento tra le VM.	Meno della virtualizzazione completa.
Versatilità	Può eseguire più sistemi operativi senza modifiche.	Limitato ai sistemi operativi modificati.

Conclusione

La scelta tra virtualizzazione completa e paravirtualizzazione dipende in gran parte dai requisiti specifici di un’organizzazione o di un progetto. Se hai bisogno di una soluzione più generale in grado di eseguire qualsiasi sistema operativo senza modifiche, la virtualizzazione completa è la strada da percorrere. D’altra parte, se stai cercando prestazioni ed efficienza e sei disposto a lavorare con modifiche al sistema operativo, la paravirtualizzazione potrebbe essere una scelta migliore. Qualunque sia la scelta, comprendere le sfumature di ciascun approccio garantisce un migliore processo decisionale in un ambiente virtualizzato.