VMware vSphere è il nome della piattaforma di virtualizzazione di VMware, giunta alla versione 5.1: vSphere è da intendersi come una "suite" di software, funzionalità e servizi pensati per il cloud computing. VMware vSphere riduce la complessità di gestione dell’hardware mediante la virtualizzazione totale di server, storage e hardware di rete, e fornisce funzioni per l’alta disponibilità semplici e convenienti per fronteggiare tempi di inattività non pianificati, ad esempio per guasti server.

VMware vSphere è un sistema operativo di tipo cloud equipaggiato con i seguenti gruppi di servizi:

• Servizi per le applicazioni, ossia l’insieme degli elementi che forniscono i controlli integrati sui livelli di servizio di tutte le applicazioni eseguite su VMware vSphere, a prescindere dal tipo di applicazione o sistema operativo adoperato.
• Servizi per l’infrastruttura, ossia l’insieme degli elementi che consentono la virtualizzazione completa di server, storage e risorse di rete. Parliamo quindi di virtualizzazione e raggruppamento delle risorse hardware.

 Il "centro di comando" di VMware vSphere è il VMware vCenter Server, che consente l'amministrazione dei servizi applicativi e di infrastruttura, nonché l'automazione delle attività operative quotidiane, assicurando massima visibilità su ogni aspetto dell'ambiente virtuale.

Funzionalità e principali servizi di VMware vSphere

Elaborazione

• vSphere ESXi - è l’hypervisor installato direttamente sull’hardware di ogni server che fa parte dell'infrastruttura di virtualizzazione. Consente di partizionare un server fisico in più macchine virtuali, eseguibili simultaneamente. ESXi sostituisce la precedente versione dell’hypervisor di VMware, chiamata ESX, un sistema operativo vero e proprio (basato su Linux Red Hat) che occupava memoria, spazio, risorse e doveva essere aggiornato di frequente, come qualsiasi distribuzione Linux o Windows. Il nuovo ESXi è privo della parte relativa al sistema operativo Linux Red Hat (la cosiddetta Service Console), e tutti gli agenti VMware sono eseguiti direttamente nel kernel (chiamato VMkernel). Il risultato è un sistema operativo leggerissimo, che occupa solo 32MB. I servizi dell’infrastruttura virtuale sono forniti nativamente attraverso i moduli inclusi nel VMkernel. In generale, i server fisici su cui è installato VMware ESXi sono chiamati host, mentre le macchine virtuali (VM, Virtual Machine) sono etichettate come guest.
  
  

Storage

• vSphere VMFS (Virtual Machine File System) - è un file system di tipo cluster, che rende possibile a più server ESXi l’accesso simultaneo ai dispositivi di storage condivisi (Fibre Channel, iSCSI, ecc.) ed alle macchine virtuali.
  
  
• vSphere vStorage Thin Provisioning - consente l'allocazione dinamica dei dati nello storage. Il thin provisioning permette la creazione di VM con dischi dinamici: in sostanza, nel momento in cui si crea un disco virtuale per una VM, lo spazio occupato sullo storage sarà quello effettivamente occupato dai dati della VM, indipendentemente dalla dimensione assegnata al disco virtuale. Ad esempio, creando una VM con sistema operativo Windows XP e disco virtuale da 30Gb in thin provisioning, lo spazio effettivamente occupato sullo storage sarà di pochi Gb (spazio necessario per Windows XP appena installato); il sistema guest in ogni caso vedrà un disco da 30Gb, e man mano che questo disco sarà riempito di dati, lo spazio occupato sullo storage crescerà in modo proporzionale.
  
  
• vSphere Storage DRS - migliora la gestione e consente un uso più efficiente delle risorse di storage tramite raggruppamento, posizionamento e bilanciamento.
  
  
• Profile-Driven Storage - identifica lo storage appropriato per la macchina virtuale in base al livello di servizio. Il risultato è un approccio semplificato alla selezione e distribuzione dello storage più idoneo.
  
  
• vSphere Storage I/O Control - migliora la gestione e l'applicazione degli accordi sui livelli di servizio (SLA) tramite l'estensione dei limiti e delle condivisioni nei datastore del file system di rete (NFS).
  
  
• vSphere Storage API Program - sfrutta le estensioni dell'Array Integration API che supportano il thin provisioning. Utilizzando la nuova interfaccia Storage Awareness and Discovery API interagisce con gli array nell'utilizzo delle nuove funzionalità DRS e Profile-Driven Storage di vSphere Storage.

Networking

• vSphere Standard Switch e vSphere Distributed Switch – gli switch virtuali standard e distribuiti sono le entità del networking virtuale di VMware vSphere. Il networking virtuale, o virtual networking, consente alle macchine virtuali di comunicare tra loro con gli stessi protocolli utilizzati negli switch fisici, senza la necessità di hardware di rete aggiuntivo. In generale, gli switch virtuali possono essere interfacciati alla rete fisica semplicemente associandoli a una o più interfacce fisiche disponibili negli host. Gli switch virtuali distribuiti permettono di gestire il virtual networking per più host all'interno di uno stesso datacenter, consentendo di operare come se si avesse un singolo switch centralizzato, utilizzato contemporaneamente da più host.

Disponibilità

• vSphere vMotion e Storage vMotion – entrambi i servizi consentono di migrare macchine virtuali mantenendole accese, senza causare interruzioni per gli utenti o perdite di dati. Prima di vSphere 5.1, per sfruttare il servizio di vMotion era richiesto che le macchine virtuali fossero residenti su uno storage condiviso, all’interno di partizioni VMFS. Con vSphere 5.1 la migrazione non richiede uno storage condiviso, ed è resa possibile anche con VM posizionate all’interno di datastore locali. In sostanza è possibile il cambio simultaneo di storage e host, ossia è permessa una combinazione di vMotion e Storage vMotion in un unico passaggio.
  
  
  
  
• vSphere High Availability (HA) - consente di riavviare in pochi minuti, in modo automatico ed economico, macchine virtuali e applicazioni bloccate da guasti hardware o da problemi del sistema operativo. In caso di blocco di un host ESXi, viene eseguito un riavvio automatico delle macchine virtuali su un altro host. In caso di blocchi sul sistema operativo di una VM, viene riavviata la macchina virtuale sullo stesso host fisico, fornendo quindi alta disponibilità per le applicazioni in esecuzione sulla macchine virtuale.
  
  
  
  VMware HA controlla costantemente tutti gli host ESX inseriti all'interno di un pool di risorse (resource pool) e rileva eventuali blocchi sia sugli host, sia sulle macchine virtuali ospitate. VMware HA richiede uno storage condiviso, come sistemi FibreChannel e SAN iSCSI, con file system VMFS. Come già detto, il file system cluster VMFS di VMware consente a più host ESXi di accedere alla stessa macchina virtuale, in contemporanea. VMware HA è una soluzione valida per ambienti che possono sopportare brevi interruzioni di servizio e potenziale perdita di transazioni (si pensi a grossi database) nel momento del blocco; il downtime è minimizzato ma non annullato. Per annullare completamente il downtime e la potenziale perdita di dati bisogna utilizzare il servizio Fault Tolerance.
  
  
• vSphere Fault Tolerance - Assicura la disponibilità continua di tutte le applicazioni, senza causare downtime o perdite di dati in caso di guasti hardware. In base a questa definizione, si potrebbe pensare che la funzione Fault Tolerance sia simile al servizio HA; in effetti è così, ma con alcune differenze sostanziali. Abilitando la Fault Tolerance per una VM, vSphere duplicherà la VM su un altro host, tenendo accese entrambe le VM. La seconda VM è una copia funzionante della prima, e non viene chiamata in causa durante la normale operatività. Rispetto all'HA vi è quindi una doppia occupazione di risorse (cpu, memoria, spazio). In caso di crash dell'host che ospita una delle due VM, i servizi continuano a funzionare regolarmente poiché la VM corrispondente è già accesa e funzionante su un altro host. VMware HA è una soluzione valida per ambienti che possono sopportare brevi interruzioni di servizio, mentre Fault Tolerance è indirizzato a quelle applicazioni "mission-critical" che non possono tollerare alcun tipo di interruzione o perdita di dati. Importante rilevare che il servizio Fault Tolerance deve comunque essere abilitato all'interno di un cluster VMware HA, pertanto per quelle macchine protette dai meccanismi del Fault Tolerance rimangono attivi anche i servizi offerti da VMware HA.
  
  
• vSphere Data Protection - fornisce attività di backup e ripristino semplici, economiche e senza la necessità di installare agenti software nelle macchine virtuali. Il backup delle VM è gestito direttamente tramite il vCenter. Data Protection sostituisce il precedente Data Recovery; come il predecessore, utilizza delle appliance per la gestione dei backup. Esse sono preconfigurate con tagli di capacità da 0.5 Tb / 1 Tb / 2 Tb e si trovano pronte in formato ovf. Il nuovo sistema si basa sulla tecnologia Avamar di EMC e supporta la deduplica.
  
  
• vSphere Replication – permette il disaster recovery su un sito remoto, grazie alla possibilità di replicare macchine virtuali accese da un host ad un altro, attraverso la rete, senza la necessità di avere storage con funzioni di replica nativa. Anche con le licenze "entry level" (vSphere Essentials Plus) è disponibile la replica, che consente il recovery a livello di VM su un sito secondario.

Sicurezza

• vShield Endpoint - Elimina il footprint degli anti-virus dalle macchine virtuali e migliora le prestazioni di scansione AV trasferendo le funzioni AV a una macchina virtuale a sicurezza rinforzata.
  
  
• VMware vShield Zones - permette di creare delle aree tipo DMZ a cui assegnare regole di firewalling; le VM inserite in queste aree assumeranno in automatico le regole di firewalling peviste per quell'area.

Automazione

• Host Profiles - crea un profilo che può essere utilizzato successivamente per configurare più host vSphere.
  
  
• vSphere Auto Deploy - distribuisce e installa patch per gli host vSphere ESXi. Consente di implementare più host vSphere in pochi minuti e di aggiornarli in modo più efficace rispetto al passato. Attraverso la rete, ed utilizzando gli standard (usando PXE/gPXE), gli host sono in grado di contattare il server di distribuzione automatica. Dopo aver caricato l’immagine ESXi, l’Auto Deploy si coordina con vCenter Server per configurare l’host (tramite Host Profiles). Auto Deploy elimina la necessità di un dispositivo di avvio dedicato, permettendo l’implementazione rapida di molti hosts, e inoltre semplifica la gestione host ESXi, eliminando la necessità di mantenere una separata “immagine di avvio” per ogni host.
• Update Manager - riduce il tempo richiesto per le correzioni di routine automatizzando il monitoraggio, il patching e l'aggiornamento degli host vSphere, delle applicazioni e dei sistemi operativi.
  
  
• vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) - bilancia in modo dinamico il carico di risorse sugli host, per fornire le giuste risorse alle macchine virtuali e alle applicazioni che girano su di esse. DRS può gestire in automatico il bilanciamento dei carichi spostando le VM su host meno carichi. È inoltre possibile programmare lo spegnimento di alcuni host e lo spostamento automatico delle VM su altri host. DRS si basa sulla tecnologia vMotion per eseguire le migrazioni.
  
  
• vSphere Distributed Power Management (DPM) - fa parte di vSphere DRS e automatizza l'efficienza energetica complessiva dei cluster VMware DRS, ottimizzando costantemente il consumo energetico dei singoli server per ogni cluster.
  
  
• Funzioni Hot Add, Hot Plug, Hot Extend - VMware vSphere permette di modificare le caratteristiche delle VM "a caldo", cioè senza spegnere le macchine: aggiunta di RAM, CPU e hardware vari, dischi compresi. Da rilevare che questa caratteristica deve essere supportata dal sistema operativo presente in ogni VM; inoltre non è possibile sottrarre risorse a una VM accesa. In sostanza si può aggiungere ma non togliere (per farlo occorre spegnere la VM). Ancora, si possono modificare le dimensioni del disco di una VM accesa e aumentare la dimensione del datastore mantenendo le VM accese, e si possono connettere o disconnettere dispositivi di rete senza causare discontinuità o downtime.