¿Qué es una máquina virtual?
A medida que las empresas buscan maximizar la eficiencia de sus recursos y adaptarse a la evolución constante de las tecnologías y las expectativas de los clientes, el uso de las máquinas virtuales (MV) aumenta exponencialmente. Por lo tanto, comprender el funcionamiento de las máquinas virtuales es importante para los profesionales de TI, ya que se convierten en un elemento central de las estrategias de crecimiento y de TI.
Las MV en detalle
Una máquina virtual (MV) es un recurso informático que utiliza un programa en lugar de un ordenador físico para ejecutar programas e implementar aplicaciones . Una o varias máquinas virtuales «invitadas» se ejecutan en una máquina física «host».
Cada máquina virtual ejecuta su propio SO y funciona por separado de las demás MV , incluso cuando todas se ejecutan en el mismo host. Esto significa, por ejemplo, que una máquina virtual Linux puede funcionar en un entorno Windows.
La tecnología de las máquinas virtuales se utiliza en numerosos entornos que utilizan servicios de cloud computing . Más recientemente, los servicios de cloud público utilizan máquinas virtuales para proporcionar recursos de aplicaciones virtuales a varios usuarios a la vez, lo que permite una informática aún más rentable y flexible.
¿Cómo funciona una máquina virtual?
Una MV proporciona un entorno aislado para ejecutar su propio SO y sus propias aplicaciones, independientemente del sistema host subyacente.
El sistema operativo de una MV, comúnmente denominado sistema operativo invitado, puede ser idéntico o diferente del SO host y de los SO de las otras MV en el host. Por lo tanto, un único ordenador puede alojar varias máquinas virtuales que ejecuten sistemas operativos y aplicaciones diferentes, sin que se vean afectadas.
Aunque la MV depende siempre del hardware del host, estos recursos están virtualizados y repartidos entre las MV y pueden reasignarse si es necesario. Esto permite que varios entornos funcionen simultáneamente para adaptarse a cargas de trabajo fluctuantes.
Desde el punto de vista del usuario, la MV funciona de la misma manera que una máquina física . En la mayoría de los casos, los usuarios que se conectan a una MV no saben que utilizan un entorno virtual.
Los usuarios pueden configurar y actualizar el SO invitado y sus aplicaciones según sea necesario, e instalar o quitar nuevo software sin que afecte al host ni a otras MV. Los recursos como procesadores, memoria y almacenamiento aparecen del mismo modo que en un PC normal.
¿Por qué utilizar máquinas virtuales?
Las máquinas virtuales (MV) permiten a las empresas ejecutar un SO que se comporta como un ordenador completamente separado en una ventana de aplicación sobre un escritorio. Las máquinas virtuales pueden implementarse para responder a diferentes niveles de potencia de procesamiento , para ejecutar software que requiera un SO diferente o para probar aplicaciones en un entorno seguro, de tipo «sandbox» (sandbox).
Las máquinas virtuales siempre se han utilizado para la virtualización de servidores , lo que permite a los equipos informáticos consolidar o compartir sus recursos informáticos y mejorar su eficiencia .
Además, las máquinas virtuales pueden realizar tareas específicas que se consideran demasiado arriesgadas para ejecutarse directamente en un entorno host, como acceder a datos infectados por virus o realizar pruebas del sistema operativo. Dado que la máquina virtual está separada del resto del sistema, el software que contiene no puede dañar el host.
Ventajas de las máquinas virtuales
Las máquinas virtuales son fáciles de gestionar y mantener, y ofrecen varias ventajas en comparación con las máquinas físicas:
- Las MV pueden ejecutar simultáneamente varios sistemas operativos en un único ordenador físico, con lo que se ahorra espacio físico, tiempo y costes de gestión.
- Las máquinas virtuales admiten el software existente, lo que reduce el coste de la migración a un nuevo sistema operativo. Por ejemplo, una máquina virtual Linux que ejecuta una distribución Linux como sistema operativo invitado puede existir en un servidor host que ejecuta un sistema operativo no Linux, como Windows o Mac.
- Las máquinas virtuales también pueden ofrecer opciones integradas de recuperación ante desastres y aprovisionamiento de aplicaciones.
Los diferentes tipos de virtualización
Todos los componentes de un centro de datos tradicional o de una infraestructura informática se pueden virtualizar hoy en día, con varios tipos específicos de virtualización:
Virtualización del hardware:
Al virtualizar el hardware, se crean y consolidan versiones virtuales de ordenadores y sistemas operativos (MV) en un único servidor físico principal. Un hipervisor se comunica directamente con el espacio en disco y el procesador de un servidor físico para gestionar las máquinas virtuales. La virtualización de hardware, también conocida como virtualización de servidores, permite utilizar los recursos de una empresa de forma más eficiente y ejecutar diferentes sistemas operativos en una misma máquina al mismo tiempo.
Virtualización de software:
La virtualización de software crea un sistema informático con hardware que permite que uno o más SO invitados funcionen en una máquina host física. Las aplicaciones se pueden virtualizar y distribuir desde un servidor al dispositivo de un usuario final, como un portátil o un smartphone. Esto permite a los desarrolladores acceder a las aplicaciones alojadas de forma centralizada cuando trabajan de forma remota.
Virtualización del almacenamiento:
El almacenamiento se puede virtualizar mediante la consolidación de varios dispositivos de almacenamiento físicos para que parezcan un único dispositivo de almacenamiento. Entre las ventajas se incluyen un mayor rendimiento y velocidad, el equilibrio de carga y la reducción de costes. La virtualización del almacenamiento también ayuda a planificar la recuperación ante desastres, ya que los datos de almacenamiento virtuales se pueden duplicar y transferir rápidamente a otra ubicación.
Virtualización de la red
Se pueden crear varias subredes en la misma red física mediante la combinación de dispositivos en un único recurso de red virtual basado en software. La virtualización de la red también divide el ancho de banda disponible en varios canales independientes, cada uno de los cuales se puede asignar a servidores y dispositivos en tiempo real. Entre las ventajas de la virtualización se incluyen la mejora de la fiabilidad, la velocidad de la red, la seguridad y el control del uso de los datos. La virtualización de red puede ser una buena opción para las organizaciones con un gran número de usuarios que necesitan acceso en cualquier momento.
Virtualización de escritorios:
Este tipo de virtualización separa el entorno de la estación de trabajo del dispositivo físico y almacena una estación de trabajo en un servidor remoto. Este enfoque permite a los usuarios acceder a sus equipos desde cualquier lugar y en cualquier dispositivo. Además de la facilidad de acceso, las ventajas de los escritorios virtuales incluyen una mayor seguridad de los datos, ahorro en licencias y actualizaciones de software, y facilidad de gestión.
Ambos tipos de máquinas virtuales existentes
Los usuarios pueden elegir entre dos tipos de VM: VM de proceso y VM de sistema:
Una máquina virtual de proceso permite que un único proceso se ejecute como una aplicación en un host. Por lo tanto, las MV proporcionan un entorno de programación independiente de la plataforma, ocultando la información del hardware o del sistema operativo subyacente. Un ejemplo de máquina virtual de proceso es la máquina virtual Java, que permite a cualquier sistema operativo ejecutar aplicaciones Java como si fueran nativas de ese sistema.
Una máquina virtual del sistema está completamente virtualizada para sustituir a una máquina física. Una plataforma de sistema admite el uso compartido del hardware de una máquina entre varias máquinas virtuales, cada una de las cuales ejecuta su propia copia del sistema operativo. Este proceso de virtualización se basa en un hipervisor, que puede funcionar sobre hardware bruto (no configurado), como VMware ESXi, o sobre un sistema operativo.
Máquina virtual frente a contenedor: ¿cuál es la diferencia?
Al igual que las máquinas virtuales, la tecnología de contenedores, como Docker, permite ejecutar aplicaciones aisladas en una única plataforma. Mientras que las máquinas virtuales virtualizan la capa de hardware para crear una «máquina virtual», los contenedores solo agrupan una aplicación con sus dependencias . Kubernetes, a su vez, se utiliza para orquestar y automatizar los contenedores Docker y la infraestructura subyacente.
Las MV suelen estar gestionadas por un hipervisor , mientras que los sistemas de contenedores proporcionan servicios de sistema operativo compartidos desde la máquina subyacente. Permiten aislar el software mediante un hardware con memoria virtual.
Una de las principales ventajas de los contenedores es que tienen menos limitaciones que las MV. Los contenedores sólo incluyen binarios, bibliotecas y otras dependencias necesarias. Los contenedores del mismo host comparten el mismo núcleo del sistema operativo, lo que hace que los contenedores sean mucho más ligeros que las máquinas virtuales.
Los contenedores se inician más rápidamente, optimizan los recursos del servidor y facilitan la puesta a disposición de las aplicaciones.
Las máquinas virtuales son más grandes y tardan más en iniciarse que los contenedores. Están aisladas lógicamente entre sí, con su propio núcleo de sistema operativo, y ofrecen las ventajas de un SO completamente separado.
Las máquinas virtuales son ideales para ejecutar varias aplicaciones al mismo tiempo, aplicaciones monolíticas, aislamiento entre aplicaciones y aplicaciones heredadas que se ejecutan en sistemas operativos anteriores. Los contenedores y las máquinas virtuales también se pueden utilizar juntos.
Contenedores en la nube y servidores bare-metal
Los contenedores en la nube se han convertido en un estándar para el despliegue y la gestión de aplicaciones. Ofrecen aislamiento de aplicaciones, escalado automático y facilidad de implementación, lo que lo convierte en una opción interesante para muchas cargas de trabajo.
Por otro lado, el término «bare-metal» se refiere a los servidores físicos no virtualizados . A diferencia de las máquinas virtuales, que se ejecutan en una capa de hipervisor, las aplicaciones se ejecutan directamente en el hardware en un entorno bare-metal.
Al integrar contenedores cloud y servidores bare-metal, podrá disfrutar de las ventajas de ambos sistemas. Los contenedores permiten una gestión simplificada de las aplicaciones, mientras que el bare-metal ofrece un rendimiento y un aislamiento óptimos para las cargas de trabajo sensibles.
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