MÁQUINAS Y REDES VIRTUALES

MÁQUINAS Y REDES VIRTUALES

Ing. Julio César Sigueñas

Marzo 2013

Objetivo: Familiarizarse con el uso y las aplicaciones de máquinas y redes virtuales, realizando pruebas y experiencias con VMware o VirtualBox, a fin de facilitar la realización de otras prácticas del curso.

Requisitos: Disponer de una PC o laptop de muy buenas prestaciones. La práctica Configuración y operación de Linux se puede realizar en el contexto de esta misma práctica.

Plataforma: Windows.

Sección A: Introducción a las máquinas virtuales

Las máquinas virtuales forman parte de una tecnología emergente que está demostrando ser muy útil para muchas aplicaciones. Una máquina virtual (VM: Virtual Machine) es esencialmente una forma de tener otra computadora corriendo dentro de la máquina física real, en forma simultánea e independiente. La VM utiliza y comparte los recursos de la máquina donde se hospeda, como es lógico, por lo cual está limitada por la disponibilidad de esos recursos.

El concepto de virtualización lo introdujo IBM en su sistema operativo VMS para mainframe hace varias décadas, pero es sólo en los años recientes que se ha ido popularizando para computadoras personales mediante productos como VMware y Virtual PC. Recientemente han ido surgiendo muchos otros proyectos (especialmente en el mundo del software libre) que siguen la estela marcada por VMware, como por ejemplo VirtualBox y Bochs.

¿Cómo trabaja una máquina virtual? Normalmente las computadoras corren un solo sistema operativo a la vez. Esos sistemas operativos utilizan drivers para comunicarse con el hardware instalado (teclado, mouse, controladores de disco duro, adaptadores de red, etc.). Una máquina virtual usa el hardware instalado en el equipo y lo comparte con cada uno de los sistemas operativos que corren dentro de ella. Algunos componentes de hardware son virtualizados, es decir, emulados por software. Estos componentes incluyen controladores de interrupciones, controladores de DMA, controladores de dispositivos IDE/ATA, de teclado, de mouse, buses, de memoria, etc. De esta manera pueden convivir diversos sistemas operativos dentro de un mismo equipo, ya que gran parte del hardware es emulado por la máquina virtual para cada uno de ellos. Lo que comparten entre todos son los dispositivos de entrada/salida, tal como puertos USB, unidad de CD-ROM/DVD y por supuesto la memoria del sistema y el CPU. Por tal motivo, cuanta más memoria tenga la PC, más sistemas operativos se pueden correr simultáneamente. Con respecto al espacio en disco duro, cada máquina virtual posee su propio disco duro virtual, que no es más que un archivo en el disco duro real. Este archivo parte de un tamaño establecido (típicamente 4 GB) y crece conforme se vayan agregando aplicaciones a la máquina virtual.

Las aplicaciones que corren desde las máquinas virtuales no se distinguen en absoluto de las instaladas en una máquina física. Por convención, se usa el término host para referirse a la máquina física que sirve de soporte y el término guest para referirse a la máquina virtual. Las características de la máquina host deben ser bastantes elevadas, sobre todo en lo que concierne a memoria, ya que cada sistema operativo que corre ocupa una buena parte de los recursos.

¿Para qué utilizar máquinas virtuales? Ud. seguramente se estará preguntando si en vez de eso, no es mejor particionar el disco duro e instalar los diversos sistemas operativos en diferentes particiones. La ventaja reside en el hecho de que una máquina virtual permite correrlos en forma simultánea en diversas ventanas, como si estuviera corriendo diferentes aplicaciones, con la salvedad de que serán diferentes sistemas operativos. Para instalar y correr una máquina virtual no es necesario particionar el disco duro (aunque también se le puede asignar una partición en concreto).

La virtualización es una tecnología probada de software que está cambiando rápidamente el entorno de TI y transformando radicalmente el modo en que las personas utilizan la informática. El hardware de las computadoras estaba diseñado originalmente para ejecutar un único sistema operativo y una única aplicación, pero la virtualización ha acabado con estas limitaciones haciendo posible la ejecución simultánea de varios sistemas operativos y varias aplicaciones en el mismo equipo, aumentando con ello la utilización y la flexibilidad del hardware.

Las máquinas virtuales pueden ser utilizadas para consolidar servidores. Esto permite que servicios que normalmente se tengan que ejecutar en computadoras distintas para evitar interferencias, se puedan ejecutar en la misma máquina de manera completamente aislada y compartiendo los recursos de una única computadora. La reducción de la cantidad de servidores físicos a menudo contribuye a reducir el costo total de las instalaciones necesarias para mantener los servicios, dado que permiten ahorrar en hardware. La virtualización es una excelente opción hoy día, ya que las máquinas en la mayoría de los casos están siendo sub-utilizadas (gran capacidad de disco duro, memoria RAM, etc.), llegando a un uso de entre 30% a 60% de su capacidad. Al virtualizar, la necesidad de nuevas máquinas en una ya existente permite un ahorro considerable de los costos asociados (energía, mantenimiento, espacio, etc). He aquí resumidas varias razones para adoptar software de virtualización:

• Consolidación de servidores y optimización de infraestructuras: la virtualización permite lograr una utilización de los recursos significativamente mayor mediante la agrupación de recursos de infraestructura comunes y la superación del modelo heredado de “una aplicación para un servidor”.

• Reducción de costos de infraestructura física: con la virtualización, puede reducir la cantidad de servidores y hardware inerente al Centro de Datos. Esto lleva a disminuir los requisitos inmobiliarios, de alimentación y refrigeración, con la consiguiente e importante disminución de los costos de TI.

• Flexibilidad operativa mejorada y capacidad de respuesta: la virtualización brinda una nueva forma de gestionar la infraestructura de TI y ayuda a los administradores de TI a dedicarle menos tiempo a tareas repetitivas tales como aprovisionamiento, configuración, supervisión y mantenimiento.

• Mayor disponibilidad de aplicaciones y continuidad del negocio mejorada: se eliminan las paradas planificadas y se logra una recuperación rápida de los cortes imprevistos de suministro eléctrico con la capacidad

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