¿Qué es la virtualización?

La virtualización es una tecnología que permite crear entornos simulados virtuales desde una sola máquina física. A través de este proceso, los especialistas en TI pueden utilizar sus inversiones anteriores y optimizar la capacidad total de la máquina física distribuyendo los recursos que tradicionalmente están vinculados al hardware en muchos entornos diferentes.

La virtualización, que se ha utilizado por décadas, consiste en una tecnología sólida dentro de la infraestructura de TI que se puede utilizar para aumentar la eficiencia, conservar la flexibilidad y mejorar la capacidad de ajuste. Como varios sistemas operativos pueden compartir el mismo hardware físico, la virtualización mejora el uso de los recursos, reduce los costos asociados al mantenimiento físico y aumenta la seguridad a través de sistemas aislados.

Ya seas un administrador de la virtualización que ejecuta entornos de prueba en tu estación de trabajo o una gran empresa que utiliza una gran cantidad de máquinas virtuales en la plataforma de nube híbrida, la virtualización es un elemento clave en la infraestructura y las cargas de trabajo de TI modernas.

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La virtualización depende de dos conceptos importantes: las máquinas virtuales y los hipervisores.

Máquinas virtuales

Una máquina virtual (VM) es un entorno informático que funciona como sistema aislado con su propia CPU, sistema operativo (SO), memoria, interfaz de red y almacenamiento, y que se crea a partir de un grupo de recursos de hardware. Una máquina virtual se puede definir como un único archivo de datos. Como entorno aislado, se puede trasladar de una computadora a otra y abrir en cualquiera de ellas, por lo que se espera que funcione de la misma manera.

La virtualización permite la ejecución simultánea de las máquinas virtuales con varios sistemas operativos distintos en un solo dispositivo físico, como la ejecución de un entorno de MacOS o Windows en un sistema Linux®. Cada sistema operativo funciona de la misma manera en que lo haría normalmente un sistema operativo o una aplicación en el hardware host. Por lo tanto, la experiencia del usuario final es casi idéntica a la experiencia instantánea en un sistema operativo que se ejecuta en una máquina física.

Hipervisores

El hipervisor, también conocido como supervisor de máquinas virtuales (VMM), es un sistema de software que separa los recursos físicos del sistema y los divide para que los entornos virtuales puedan utilizarlos según sus necesidades. El hipervisor toma los recursos físicos (como la CPU, la memoria y el almacenamiento) del hardware y los asigna a varias máquinas virtuales a la vez, de manera que se puedan crear nuevas máquinas virtuales y gestionar las que ya existen. Los hipervisores pueden controlar un sistema operativo (como una computadora portátil) o instalarse directamente en el hardware (como un servidor). Cuando el sistema de hardware físico se usa como hipervisor, se denomina "host", y las múltiples máquinas virtuales que utilizan sus recursos se denominan "guests".

Cuando el entorno virtual está en ejecución y un usuario o un programa emiten una instrucción que requiere recursos adicionales del entorno físico, el hipervisor transmite la solicitud al sistema físico y almacena los cambios en la memoria caché. Todo esto sucede prácticamente a la misma velocidad que habría si este proceso se realizara dentro de la máquina física.

Hay dos tipos diferentes de hipervisores que permiten que la virtualización se lleve a cabo según las necesidades.

Tipo 1: también conocido como hipervisor nativo o de servidor dedicado (bare metal), se ejecuta directamente en el hardware del host y gestiona los sistemas operativos guest. Ocupa el lugar de un sistema operativo host y programa los recursos de las máquinas virtuales directamente en el hardware. Este tipo de hipervisor suele encontrarse en un centro de datos empresarial o en otros entornos basados en servidores.

Tipo 2: también conocido como hipervisor alojado, se ejecuta en un sistema operativo convencional como una capa de software o una aplicación. Funciona extrayendo los sistemas operativos guest del sistema operativo host. Los recursos de la máquina virtual se programan en un sistema operativo host, que después se ejecuta en el sistema de hardware. Este tipo de hipervisor es ideal para los usuarios que buscan ejecutar varios sistemas operativos en una computadora personal.

¿Qué es KVM?

La máquina virtual basada en el kernel (KVM) es un hipervisor open source de tipo 1 que forma parte de las distribuciones de Linux modernas. Las máquinas virtuales que se ejecutan con la KVM obtienen los beneficios de las funciones de rendimiento de Linux, y los usuarios pueden aprovechar el control detallado que brinda el sistema operativo.

Obtén más información sobre las máquinas virtuales y los hipervisores

La virtualización permite que los sistemas de hardware funcionen a su capacidad máxima. Con ella, muchos sistemas operativos pueden funcionar en simultáneo y compartir los mismos recursos de hardware virtualizados para optimizar la eficiencia. Los equipos pueden hacer un mayor uso de sus recursos informáticos para admitir las aplicaciones y las cargas de trabajo importantes. Estos son algunos de los beneficios de la virtualización:

• Consolidación de los servidores: al virtualizar los servidores, se pueden colocar muchos servidores virtuales en cada servidor físico para mejorar el uso del hardware. La consolidación de los servidores permite mejorar el uso de los recursos cuando estos se asignan donde son necesarios, ya que una máquina host se puede dividir en varias máquinas virtuales. Este enfoque aprovecha al máximo la capacidad del hardware, como el espacio, el consumo de energía y el mantenimiento, al alojar varias máquinas virtuales en un solo elemento del hardware físico.
• Ahorro de costos: un mejor uso del hardware puede implicar ahorros en los recursos físicos adicionales, como las unidades de disco duro, así como una reducción en el uso de energía, espacio y sistema de enfriamiento en el centro de datos.
• Entornos aislados: como las máquinas virtuales están separadas del resto del sistema, no interfieren en los procesos que se ejecutan en el hardware host, por lo que representan una buena opción para probar nuevas aplicaciones o configurar un entorno de producción.
• Migración de aplicaciones más rápida: los administradores ya no tienen que esperar a que todas las aplicaciones estén certificadas para su uso con nuevo hardware. Como las configuraciones de las máquinas virtuales se definen por software, estas se pueden crear, eliminar, clonar y migrar rápidamente. Puedes controlar las máquinas virtuales de forma remota y automatizar su gestión.
• Entornos eficientes: durante las pruebas de regresión, los equipos pueden crear o copiar un entorno de pruebas, por lo cual no se requiere utilizar hardware de prueba específico ni servidores de desarrollo innecesarios. Si el personal cuenta con la capacitación y los conocimientos adecuados, podrá optimizar estos entornos para obtener más funciones y densidad.
• Recuperación ante desastres: las máquinas virtuales ofrecen más opciones de recuperación ante desastres, ya que permiten la tolerancia a fallos que antes solo se podía lograr con un sistema de hardware adicional. Las opciones de recuperación ante desastres reducen el tiempo de reparación y configuración del servidor afectado, lo que permite lograr una mayor capacidad de adaptación.

Aprende los conceptos básicos de la virtualización

Virtualización de servidores

La virtualización de servidores es uno de los tipos de virtualización más utilizados, en especial en los entornos de TI empresariales. Es un proceso que se lleva a cabo gracias a los hipervisores que separan y distribuyen los recursos físicos, e implica la partición de un servidor, de modo que los recursos se puedan utilizar para cumplir varias funciones.

Virtualización de escritorios

La virtualización de escritorios permite que un administrador central (o una herramienta de administración automatizada) implemente entornos de escritorios en varias máquinas físicas de forma simultánea. La virtualización de escritorios permite que los administradores lleven a cabo configuraciones, actualizaciones y comprobaciones de seguridad masivas en todos los escritorios virtuales.

Virtualización de datos

La virtualización de datos, más conocida como federación de datos o espacio de nombres global, permite que los datos ya distribuidos se consoliden en una única fuente.Recopila datos provenientes de muchas fuentes, incorpora nuevas fuentes con facilidad y transforma los datos según las necesidades de los usuarios. Un espacio de nombres global interactúa con varias fuentes de datos y permite tratarlas como si fueran una sola. Gracias a ello, cualquier aplicación o usuario puede obtener los datos que necesita, de la manera en que los requiere y en el momento adecuado.

Virtualización del almacenamiento

La virtualización del almacenamiento permite gestionar el almacenamiento y acceder a él desde un solo dispositivo. Todos los dispositivos de una red pueden tener su almacenamiento agrupado en una ubicación. La virtualización del almacenamiento mejora la eficiencia para acciones como el archivo y la recuperación, y permite aprovechar al máximo el uso del almacenamiento disponible en una infraestructura.

Virtualización de aplicaciones

La virtualización de aplicaciones brinda una manera de implementarlas y utilizarlas poniéndolas a disposición fuera del sistema operativo en el que se instalaron originalmente. Al separar la aplicación de su sistema operativo, se puede utilizar de forma remota ejecutándola en un entorno virtual. Este enfoque permite lograr una mayor flexibilidad para la gestión y la implementación. La virtualización de aplicaciones se diferencia de la de escritorios porque las aplicaciones se ejecutan virtualmente mientras que el sistema operativo del dispositivo del usuario se ejecuta de manera tradicional.

Virtualización de las funciones de red

La virtualización de las funciones de red (NFV), utilizada por los proveedores de servicios de telecomunicaciones, separa las funciones clave de una red (como los servicios de directorio, el uso compartido de archivos y la configuración de IP) para distribuirlas entre los entornos. Cuando las funciones del software se independizan de las máquinas físicas donde se alojaban, las funciones específicas pueden empaquetarse en una nueva red y asignarse a un entorno. La virtualización de las redes reduce la cantidad de elementos físicos, como conmutadores, enrutadores y cables, que se necesitan para crear varias redes independientes.

La virtualización y la organización en contenedores son dos enfoques para los entornos informáticos que aíslan los elementos de la TI del resto del sistema físico.Sin embargo, cada uno funciona de manera distinta.

Como se explicó antes, la virtualización permite que las máquinas virtuales funcionen a su capacidad máxima separadas de su hardware físico con distintos sistemas operativos. Por otro lado, la organización en contenedores permite que el software o las aplicaciones se empaqueten en un contenedor que comparte el sistema operativo host y se puede trasladar a cualquier entorno y ejecutar en él para obtener una mayor flexibilidad.

Con la virtualización, las máquinas virtuales ejecutan su propio sistema operativo y aplicaciones. Además, gracias a ella, muchos sistemas operativos pueden funcionar en simultáneo y compartir los mismos recursos de hardware virtualizados desde una sola máquina física.

La organización en contenedores permite empaquetar el código de software en su propio contenedor. Este proceso permite que las aplicaciones que se encuentran dentro del contenedor se trasladen a cualquier entorno y luego se ejecuten en él y en cualquier infraestructura.

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Tanto la virtualización como la organización en contenedores son tecnologías que posibilitan el cloud computing. El cloud computing implica la ejecución de las cargas de trabajo en las nubes, las cuales son entornos de TI que extraen, agrupan y comparten recursos flexibles en una red.

Las nubes públicas y privadas virtualizan los recursos en grupos compartidos, agregan una capa de control administrativo y distribuyen dichos recursos con funciones de autoservicio automatizadas. El software de automatización, gestión y virtualización que crea las nubes se ejecuta en el sistema operativo, el cual mantiene las conexiones entre los recursos físicos, los grupos de datos virtuales, el software de gestión, los scripts de automatización y los clientes.

La virtualización permite que las cargas de trabajo que se ejecutan dentro de los entornos de nube accedan a los recursos de la red, lo que posibilita la distribución de recursos de TI flexibles y adaptables entre los usuarios a través de Internet.

Obtén más información sobre el cloud computing

La migración de máquinas virtuales implica la transferencia de una máquina virtual desde un host o una plataforma hacia otra. El objetivo de este proceso es mejorar la utilización de los recursos, optimizar el rendimiento, aumentar la flexibilidad y mejorar la capacidad de ajuste. Gracias a esta migración tendrás la combinación adecuada de uniformidad, eficiencia y soporte para las operaciones futuras y las aplicaciones de nube.

La migración de máquinas virtuales puede llevarse a cabo por varias razones, y existen muchos tipos de migraciones. Las dos principales son la migración activa y la migración en frío. La migración activa se produce cuando una máquina virtual continúa ejecutándose en la máquina host de origen mientras sus páginas de memoria se transfieren al host de destino. Luego, un evento de interrupción programado en el nuevo host permite que la máquina virtual aparente funcionar sin interrupciones. La migración en frío se produce cuando una máquina virtual se apaga durante el proceso antes de pasar del host de origen al host de destino, y suele utilizarse cuando se traslada en su totalidad entre plataformas o regiones.

Una estrategia de migración puede favorecer un tipo de migración por sobre otro en función de la necesidad y las plataformas específicas involucradas.

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