Virtualización#

La virtualización es un enfoque para implementar recursos de computación que aíslen las diferentes capas de hardware, software, datos, redes y almacenamiento entre sí. En la actualidad, un sistema operativo por lo general se instala directamente en el hardware de una computadora; las aplicaciones se instalan directamente en el sistema operativo, y la interfaz se muestra a través de una pantalla conectada directamente a la máquina local. La alteración de uno de ellos afecta a los demás, lo que dificulta realizar cambios (Referencia 1). (ver figura virt1.jpg)

virt1.jpg

La virtualización ha venido a resolver los problemas entre software y hardware que hacían que el procesamiento de datos cliente-servidor fuese ineficiente y complicado. Actualmente las empresas ya no necesitan un solo servidor potente para una aplicación, ahora lo que se hace es ejecutar varias aplicaciones en el mismo ordenador e incluso se puede modificar las capacidades de la maquina para cada aplicación según la fluctuación de demanda (Referencia 2).

Sin embargo el desarrollo de la virtualización no fue sencillo ya que en sus inicios en la década de los 80's así como en los 90's sufrió un abandono por encontrar las siguientes limitaciones (Referencia 3):

• Baja utilización de la infraestructura.
• Incremento de los costes de infraestructura física.
• Incremento de los costes de gestión de TI.
• Insuficiente protección ante desastres y failover.
• Escritorios de usuario final de mantenimiento elevado.

La solución a lo mencionado fue posible por el desarrollo de la electrónica en los chips al presentar mayores capacidades (micropocesadores, memorias RAM y discos duros). Hay varias formas de ver o catalogar la virtualización, pero en general se trata de uno de estos dos casos: virtualización de plataforma o virtualización de recursos (Referenca 4).

1. Virtualización de plataforma: se trata de simular una máquina real (servidor o PC) con todos sus componentes (los cuales no necesariamente son todos los de la máquina física) y prestarle todos los recursos necesarios para su funcionamiento.
2. Virtualización de recursos: esta permite agrupar varios dispositivos para que sean vistos como uno solo, o al revés, dividir un recurso en múltiples recursos independientes. Generalmente se aplica a medios de almacenamiento.

En el primero existe un software anfitrión que es el que controla que las diferentes máquinas virtuales sean atendidas correctamente y que está ubicado entre el hardware y las máquinas virtuales. En este esquema existe la virtualización de aplicaciones, la virtualización y emulación de sistemas operativos (Referencia 5).

Como ejemplo para la segunda virtualización podemos citar a las redes VPN ,abstracción que permite a un PC conectarse a una red corporativa a través de la Internet como si estuviera en la misma sede física de la compañía (Referencia 5).

Las ventajas de contar con un sistema de virtualización son (Referencia 6):

• Rápida incorporación de nuevos recursos para los servidores virtualizados.
• Reducción de los costes de espacio y consumo necesario de forma proporcional al índice de consolidación logrado (Estimación media 10:1).
• Administración global centralizada y simplificada.
• Permite gestionar CPD (centro de procesamiento de datos) como un pool de recursos o agrupación de toda la capacidad de procesamiento, memoria, red y almacenamiento disponible en la infraestructura.
• Mejora en los procesos de clonación y copia de sistemas: Mayor facilidad para la creación de entornos de test que permiten poner en marcha nuevas aplicaciones sin impactar a la producción, agilizando el proceso de las pruebas.
• Aislamiento: un fallo general de sistema de una máquina virtual no afecta al resto de máquinas virtuales.
• Mejora de TCO (Reducción del costo total de propiedad) y ROI (Retorno de Inversión).
• No sólo aporta el beneficio directo en la reducción del hardware necesario, sino también los costos asociados.
• Reduce los tiempos de parada.
• Migración en caliente de máquinas virtuales (sin pérdida de servicio) de un servidor físico a otro, eliminando la necesidad de paradas planificadas por mantenimiento de los servidores físicos.
• Balanceo dinámico de máquinas virtuales entre los servidores físicos que componen el pool de recursos, garantizando que cada máquina virtual ejecute en el servidor físico adecuado, proporcionando un consumo de recursos homogéneo y óptimo en toda la infraestructura.

Por otra parte la desventajas consiste en la cuestión de la aplicación de una licencia por usuario (Referencia 3).

Virtualización de Plataforma #

El esquema en que puede trabajar una virtualización de plataforma consiste en las siguientes formas: Emulación, Virtualización Nativa, Paravirtualización y Virtualización a nivel del sistema operativo (Referencia 6)

• Virtualización a nivel del sistema operativo
  • Los guests comparten el mismo sistema operativo que el anfitrión. Realmente, todos utilizan el mismo kernel y es el kernel el que se ocupa de determinar para quién trabaja en un momento determinado.
  • Este método utiliza un único Sistema Operativo y aislá los procesos o servidores que el usuario desee ejecutar.
  • Requiere cambios en el kernel de dicho Sistema Operativo pero la ventaja es eficiencia nativa

Del anterior se desprenden los otros tres restantes:

• Emulación (Referencia 6): En este método se crea una Máquina Virtual Hardware en el host anfitrión para emular el Hardware que se desee.
  • Su problema es la lentitud.
  • De ésta forma se ha logrado la creación de software para hardware que no ha sido creado todavía. Así se puede avanzar en la salida al mercado de nuevo hardware.
  • La emulación incluso permite que un sistema operativo diseñado para algún una plataforma específica pueda correr sobre otra plataforma con la cuál técnicamente no es compatible.

• Virtualización nativa (Full virtualización)(Referencia 6):

Es conocida como virtualización completa. En esta virtualización él host emula lo suficientemente bien el hardware como para que los guests puedan ser ejecutados de forma nativa, es decir, sin cambios en el kernel y además de forma completamente aislada. Se pueden ejecutar varios guests en la misma máquina y compartir eficientemente sus recursos.

• Paravirtualización(Referencia 6):

El host no ofrece una emulación del hardware. Pero sin embargo ofrece un API que permite que los guests puedan acceder a los recursos de la máquina, controlados por el anfitrión. Los guests corren de forma aislada y segura de forma tal que no se afectan en caso de problemas. El kernel de los guests tiene que ser modificado para permitir acceder al API del host y poder manejar y acceder a los recursos del host (disco, red, usb, entre otros).

La tecnología anterior trae como resultado la MAQUINA VIRTUAL que se entiende básicamente como un sistema de virtualización, denominado "virtualización de servidores", que dependiendo de la función que esta deba de desempeñar en la organización, todas ellas dependen del hardware y dispositivos físicos, pero casi siempre trabajan como modelos totalmente independientes de este. Cada una de ellas con sus propias CPUs virtuales, tarjetas de red, discos etc. Lo cual podría especificarse como una cooperación de recursos locales físicos entre varios dispositivos virtuales(Referencia 6).

Virtualización de Recursos (Hardware) #

Virtualización asistida por Hardware son extensiones introducidas en la arquitectura de procesador x86 para facilitar las tareas de virtualización al software corriendo sobre el sistema. Si cuatro son los niveles de privilegio o "anillos" de ejecución en esta arquitectura, desde el cero o de mayor privilegio, que se destina a las operaciones del kernel de SO, al tres, con privilegios menores que es el utilizado por los procesos de usuario, en esta nueva arquitectura se introduce un anillo interior o ring -1 que será el que un hypervisor o Virtual Machine Monitor usará para aislar todas las capas superiores de software de las operaciones de virtualización (Referencia 6).

Existen dos modalidades de esta virtualización de: almacenamiento y Particionamiento(Referencia 6).

• De almacenamiento: Se refiere al proceso de abstraer el almacenamiento lógico del almacenamiento físico, y es comúnmente usado en SANs ("Storage Area Network" Red de área de almacenamiento). Los recursos de almacenamiento físicos son agregados al "storage pool" (almacén de almacenamiento), del cual es creado el almacenamiento lógico.

• Particionamiento: Es la división de un solo recurso (casi siempre grande), como en espacio de disco o ancho de banda de la red, en un número más pequeño y con recursos del mismo tipo que son más fáciles de utilizar. Esto es muchas veces llamado “zoning”, especialmente en almacenamiento de red.

Comparación entre los proyectos de virtualización en GNU/Linux. #

Son diversos los proyectos diseñados en Gnu para virtualización sobre linux, a continuación se muestra una comparativa entre estos del año 2007 que se muestran en las siguientes imagenes.

Refeerencias#

(Referencia 1) http://technet.microsoft.com/es-ar/library dd574160.aspx, Fecha y hora de consulta: 3/05/2011, 10:55 am

(Referencia 2) Nicholas Carr, "EL GRAN INTERRUPTOR DE EDICION A GOOGLE", Ed. Desuto, 2009 España, ISBN:978-84-234-2686-7, pag 81

(Referencia 3) http://www.vmware.com/es/virtualization/history.html__ Fecha y hora de consulta:3/05/2011, 3:14 pm

(Referencia 4) http://www.tecnologiapyme.com/software/que-es-la-virtualizacion__ Fecha y hora de consulta: 3/05/2011, 12:15 am

(Referencia 5) http://es.wikipedia.org/wiki/Virtualizacion__ Fecha y hora de consulta: 3/05/2011, 3:25 pm

(Referencia 6) Alberto Abián Belmonte,"Virtualización en GNU/Linux", publicación en PDF por ed. Universidad Complutense de Madrid UCM para el WHY FLOSS CON- FERENCE, 2007 julio Madrid, pag 5-8,