Virtualización

Virtualización

Introducción

La virtualización ha sido parte del panorama de la computación por casi medio siglo. En las décadas de 1960 y 1970, IBM desarrollo el Programa de Control / Sistema de Monitoreo Cambridge o CP/CMS por sus siglas en inglés (Control Program / Cambridge Monitor System), que posteriormente cambiaría su nombre por VM/370. Estos sistemas permitían que cada usuario ejecutara lo que aparentaba ser un sistema aislado, pero se encontraba todo dentro de un ambiente computacional de tiempo compartido. (Douglis & Krieger, 2013)

A pesar de que la virtualización suele ser comúnmente asociada con procesadores, y máquinas virtuales o VMs (Virtual Machines), ha sido explotada por muchas de las diferentes facetas de la computación como los escritorios compartidos, almacenamiento virtual y muchas más. En el entorno de las redes, por ejemplo, las LAN virtuales (VLANs) han sido utilizadas durante décadas para proporcionar diferentes redes virtuales aisladas en una sola red física. Por otra parte, las redes definidas por software (SDN) han introducido un nuevo e importante uso para la virtualización. Al igual que las máquinas virtuales, las SDN separan el control de las redes virtuales de los servicios que se ejecutan en ellas. Esto permite que varios servicios nuevos puedan ser incrustados directamente en la red.

A pesar de que los términos computación en la nube y virtualización suelen usarse de manera intercambiable; no obstante, significan dos cosas distintas. (Cisco, 2016) La adopción generalizada de la virtualización ayudó a reducir la dependencia de un solo proveedor, lo que constituyó la base de la computación en la nube, y sin ella su implementación no habría sido posible.

Virtualización

¿Qué es la virtualización?

La virtualización comúnmente suele referirse a la abstracción de algunos componentes físicos en un objeto lógico. Al virtualizar un objeto se puede obtener una mayor medida de utilidad del recurso que proporciona el objeto. (Portnoy, 2012)

Esto permite crear servicios de TI útiles, con recursos que están tradicionalmente limitados al hardware. Gracias a que distribuye las funciones de una máquina física entre varios usuarios o entornos, lo que posibilita el uso de toda la capacidad de la máquina. (Red Hat, 2018)

¿Cómo funciona la virtualización?

Popek y Goldberg (1974) definieron el concepto de un Monitor de Máquina Virtual (VMM), lo que hoy en día es conocido como un hypervisor, este necesita contar con tres propiedades para cumplir satisfactoriamente con su definición.

• Fidelidad: El ambiente creado por el hypervisor debe ser en esencia idéntico al hardware original.
• Aislamiento o Seguridad: El hypervisor debe tener control total de los recursos del sistema
• Rendimiento: Debe existir poca o nula diferencia entre el rendimiento del entorno virtualizado y su equivalente físico.

“Los hypervisor toman los recursos físicos y los dividen de manera tal que los entornos virtuales puedan usarlos. […] Los recursos se dividen según las necesidades, desde el entorno físico hasta los numerosos entornos virtuales. Los usuarios interactúan con la informática y la ponen en funcionamiento dentro del entorno virtual.” (Red Hat, 2018)

Hypervisor

El monitor de máquina virtual original fue creado para resolver un problema específico, pero los VMM fueron evolucionando hasta convertirse en algo bastante diferente. Esto llevo a que el término virtual machine manager fuera perdiendo fuerza y ha sido reemplazado por el término hypervisor.

El hypervisor es una capa de software que reside debajo de los entornos virtualizado y por encima del hardware y se encarga de administrar la interacción entre cada entorno virtual y el hardware que todos comparten. (Portnoy, 2012)

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Sin un hypervisor, un sistema operativo se comunica directamente con el hardware subyacente. Por lo que más de un sistema operativo de múltiples máquinas virtuales intentando controlar simultáneamente el hardware resultaría en caos.

Existen dos clases de hypervisors, Tipo 1 y Tipo2, y aunque sus nombres no proporcionan ningún tipo de información sobre sus diferencias el único punto de importancia entre ellos es la forma en que son desplegados. Sin embargo, es de cualquier forma una diferencia sustancial.

Tipo 1

Los hypervisors de tipo 1 se ejecutan directamente sobre el hardware sin un sistema operativo por debajo de él. Sin un intermediario el hypervisor de Tipo 1 puede comunicarse directamente con los recursos de hardware, haciéndolo mucho más eficiente que los hypervisors de Tipo 2.

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Además de las características que le permiten un mejor desempeño, también son considerados mucho más seguros. Ya que los daños que una máquina virtual pueda causar le afectan solo a sí misma, pero el evento no escapa de los límites de su contenedor; mientras que el resto de los sistemas huéspedes pueden continuar funcionando y el hypervisor también permanece sin afectaciones.

Tipo 2

Los hypervisor de Tipo 2 son en sí una aplicación que se ejecuta sobre un sistema operativo tradicional. El sistema operativo se encargará de administrar todos los recursos de hardware y el hypervisor aprovechará esa capacidad, esto le permite soportar un amplio rango de hardware ya que hereda dicha posibilidad del sistema operativo host.

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No son tan eficientes como los hypervisors de Tipo 1, ya que cada vez que una máquina virtual realiza la lectura del disco, una operación de red o cualquier otra interacción con el hardware, entrega dicha solicitud al hypervisor y este a su vez realiza la solicitud al sistema operativo. Del mismo modo, son menos confiables, ya que cualquier falla que afecte la disponibilidad del sistema operativo host también impactará al hypervisor y a las máquinas virtuales de las que es anfitrión.

Tipos de virtualización

Desde una perspectiva empresarial, la virtualización ofrece la consolidación de centros de datos, así como una mayor eficiencia en la operación de TI. Hoy las empresas han implementado tecnologías de virtualización dentro de sus centros de datos de varias formas, incluyendo virtualización de sistemas operativos, virtualización de almacenamiento, virtualización de bases de datos, y virtualización de aplicaciones o software. (Xing & Zhan, 2012)

Virtualización de datos

Los datos distribuidos en varias ubicaciones pueden consolidarse en una sola fuente, permitiendo reunir datos de múltiples fuentes, incorporar nuevas fuentes de datos fácilmente y transformar los datos según las necesidades de los usuarios.

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