En informática, virtualización o virtualización (a veces abreviada v12n , un numerónimo ) es el acto de crear una versión virtual (en lugar de real) de algo en el mismo nivel de abstracción, incluidas plataformas de hardware de computadora virtual , dispositivos de almacenamiento y recursos de red de computadora .
La virtualización comenzó en la década de 1960, como un método para dividir lógicamente los recursos del sistema proporcionados por las computadoras centrales entre diferentes aplicaciones. Un ejemplo temprano y exitoso es IBM CP/CMS . El programa de control CP proporcionó a cada usuario una computadora System/360 independiente simulada. Desde entonces, el significado del término se ha ampliado. [1]
Un ejemplo de software de virtualización incluye VirtualBox y VMware Workstation Player .
La virtualización de hardware o virtualización de plataformas se refiere a la creación de una máquina virtual que actúa como una computadora real con un sistema operativo. El software ejecutado en estas máquinas virtuales está separado de los recursos de hardware subyacentes. Por ejemplo, una computadora que ejecuta Arch Linux puede albergar una máquina virtual que parece una computadora con el sistema operativo Microsoft Windows ; El software basado en Windows se puede ejecutar en la máquina virtual. [2] [3]
En la virtualización de hardware, la máquina host es la máquina que utiliza la virtualización y la máquina invitada es la máquina virtual. Las palabras anfitrión e invitado se utilizan para distinguir el software que se ejecuta en la máquina física del software que se ejecuta en la máquina virtual. El software o firmware que crea una máquina virtual en el hardware del host se denomina hipervisor o monitor de máquina virtual . [4]
Los diferentes tipos de virtualización de hardware incluyen:
La virtualización asistida por hardware es una forma de mejorar la eficiencia general de la virtualización. Se trata de CPU que brindan soporte para la virtualización en hardware y otros componentes de hardware que ayudan a mejorar el rendimiento de un entorno invitado. [5]
La virtualización de hardware puede verse como parte de una tendencia general en la TI empresarial que incluye la computación autónoma , un escenario en el que el entorno de TI será capaz de administrarse a sí mismo en función de la actividad percibida, y la computación de servicios públicos , en el que la potencia de procesamiento de la computadora se considera una utilidad que los clientes pueden pagar sólo según sea necesario. El objetivo habitual de la virtualización es centralizar las tareas administrativas y al mismo tiempo mejorar la escalabilidad y la utilización general de los recursos de hardware. Con la virtualización, se pueden ejecutar varios sistemas operativos en paralelo en una única unidad central de procesamiento (CPU). Este paralelismo tiende a reducir los costos generales y difiere de la multitarea, que implica ejecutar varios programas en el mismo sistema operativo. Al utilizar la virtualización, una empresa puede gestionar mejor las actualizaciones y los cambios rápidos en el sistema operativo y las aplicaciones sin interrumpir al usuario. "En última instancia, la virtualización mejora drásticamente la eficiencia y disponibilidad de los recursos y aplicaciones de una organización. En lugar de depender del antiguo modelo de "un servidor, una aplicación" que conduce a recursos infrautilizados, los recursos virtuales se aplican dinámicamente para satisfacer las necesidades del negocio sin ninguna exceso de grasa" (ConsonusTech). [6]
La virtualización de hardware no es lo mismo que la emulación de hardware . En la emulación de hardware, una pieza de hardware imita a otra, mientras que en la virtualización de hardware, un hipervisor (una pieza de software) imita una pieza particular de hardware de computadora o la computadora completa. Además, no es lo mismo un hipervisor que un emulador ; Ambos son programas informáticos que imitan el hardware, pero su dominio de uso en el lenguaje difiere. [7]
Una instantánea es el estado de una máquina virtual y, en general, de sus dispositivos de almacenamiento, en un momento exacto. Una instantánea permite restaurar más tarde el estado de la máquina virtual en el momento de la instantánea, deshaciendo efectivamente cualquier cambio que haya ocurrido posteriormente. Esta capacidad es útil como técnica de respaldo , por ejemplo, antes de realizar una operación riesgosa. [ cita necesaria ]
Las máquinas virtuales utilizan frecuentemente discos virtuales para su almacenamiento; En un ejemplo muy sencillo, se simula una unidad de disco duro de 10 gigabytes con un archivo plano de 10 gigabytes . Cualquier solicitud de la VM para una ubicación en su disco físico se traduce de forma transparente en una operación en el archivo correspondiente. Sin embargo, una vez que dicha capa de traducción está presente, es posible interceptar las operaciones y enviarlas a diferentes archivos, dependiendo de varios criterios. Cada vez que se toma una instantánea, se crea un nuevo archivo y se utiliza como superposición para sus predecesores. Los datos nuevos se escriben en la superposición superior; Sin embargo, para leer los datos existentes es necesario escanear la jerarquía superpuesta, lo que da como resultado el acceso a la versión más reciente. Por tanto, toda la pila de instantáneas es prácticamente un único disco coherente; en ese sentido, la creación de instantáneas funciona de manera similar a la técnica de copia de seguridad incremental . [ cita necesaria ]
También se pueden incluir otros componentes de una máquina virtual en una instantánea, como el contenido de su memoria de acceso aleatorio (RAM), la configuración del BIOS o sus ajustes de configuración. La función " Guardar estado " en los emuladores de consolas de videojuegos es un ejemplo de este tipo de instantáneas. [ cita necesaria ]
Restaurar una instantánea consiste en descartar o ignorar todas las capas superpuestas que se agregan después de esa instantánea y dirigir todos los cambios nuevos a una nueva superposición. [ cita necesaria ]
Las instantáneas descritas anteriormente se pueden mover a otra máquina host con su propio hipervisor; cuando la máquina virtual se detiene temporalmente, se toma una instantánea, se mueve y luego se reanuda en el nuevo host, esto se conoce como migración. Si las instantáneas más antiguas se mantienen sincronizadas con regularidad, esta operación puede ser bastante rápida y permitir que la máquina virtual proporcione un servicio ininterrumpido mientras su host físico anterior, por ejemplo, se desactiva para mantenimiento físico. [ cita necesaria ]
De manera similar al mecanismo de migración descrito anteriormente, la conmutación por error permite que la VM continúe con las operaciones si el host falla. Generalmente ocurre si la migración ha dejado de funcionar. Sin embargo, en este caso, la máquina virtual continúa funcionando desde el último estado coherente conocido, en lugar del estado actual , en función de los materiales con los que se proporcionó por última vez el servidor de respaldo. [ cita necesaria ]
Un emulador de consola de videojuegos es un programa que permite que una computadora personal o una consola de videojuegos emule el comportamiento de una consola de videojuegos diferente. Tanto los emuladores como los hipervisores de consolas de videojuegos realizan virtualización de hardware; palabras como "virtualización", "máquina virtual", "host" e "invitado" no se utilizan junto con emuladores de consola. [ cita necesaria ]
La virtualización anidada se refiere a la capacidad de ejecutar una máquina virtual dentro de otra, siendo este concepto general extensible a una profundidad arbitraria. En otras palabras, la virtualización anidada se refiere a ejecutar uno o más hipervisores dentro de otro hipervisor. No es necesario que la naturaleza de una máquina virtual invitada anidada sea homogénea con la de su máquina virtual host; por ejemplo, la virtualización de aplicaciones se puede implementar dentro de una máquina virtual creada mediante virtualización de hardware . [8]
La virtualización anidada se vuelve más necesaria a medida que los sistemas operativos generalizados obtienen una funcionalidad de hipervisor incorporada, que en un entorno virtualizado sólo se puede utilizar si el hipervisor circundante admite la virtualización anidada; por ejemplo, Windows 7 es capaz de ejecutar aplicaciones de Windows XP dentro de una máquina virtual integrada. Además, trasladar entornos virtualizados ya existentes a una nube, siguiendo el enfoque de infraestructura como servicio (IaaS), es mucho más complicado si la plataforma IaaS de destino no admite la virtualización anidada. [9] [10]
La forma en que se puede implementar la virtualización anidada en una arquitectura informática particular depende de las capacidades de virtualización asistida por hardware admitidas . Si una arquitectura particular no proporciona el soporte de hardware necesario para la virtualización anidada, se emplean varias técnicas de software para habilitarla. [9] Con el tiempo, más arquitecturas obtienen el soporte de hardware necesario; por ejemplo, desde la microarquitectura Haswell (anunciada en 2013), Intel comenzó a incluir el sombreado VMCS como una tecnología que acelera la virtualización anidada. [11]
Las máquinas virtuales que ejecutan sistemas operativos propietarios requieren licencia, independientemente del sistema operativo de la máquina host. Por ejemplo, instalar Microsoft Windows en una VM invitada requiere que se cumplan sus requisitos de licencia. [12] [13] [14]
La virtualización de escritorio es el concepto de separar el escritorio lógico de la máquina física.
Una forma de virtualización de escritorio, la infraestructura de escritorio virtual (VDI), puede considerarse como una forma más avanzada de virtualización de hardware. En lugar de interactuar con una computadora host directamente a través de un teclado, mouse y monitor, el usuario interactúa con la computadora host usando otra computadora de escritorio o un dispositivo móvil mediante una conexión de red, como una LAN , una LAN inalámbrica o incluso Internet. . Además, la computadora host en este escenario se convierte en una computadora servidor capaz de alojar múltiples máquinas virtuales al mismo tiempo para múltiples usuarios. [15]
A medida que las organizaciones continúan virtualizando y haciendo converger su entorno de centro de datos, las arquitecturas de los clientes también continúan evolucionando para aprovechar la previsibilidad, la continuidad y la calidad del servicio brindado por su infraestructura convergente . Por ejemplo, empresas como HP e IBM ofrecen un modelo VDI híbrido con una gama de software de virtualización y modelos de entrega para mejorar las limitaciones de la informática de cliente distribuida . [16] Los entornos de clientes seleccionados mueven cargas de trabajo desde PC y otros dispositivos a servidores de centros de datos, creando clientes virtuales bien administrados, con aplicaciones y entornos operativos de clientes alojados en servidores y almacenamiento en el centro de datos. Para los usuarios, esto significa que pueden acceder a su escritorio desde cualquier ubicación, sin estar atados a un único dispositivo cliente. Dado que los recursos están centralizados, los usuarios que se mueven entre lugares de trabajo aún pueden acceder al mismo entorno de cliente con sus aplicaciones y datos. [16] Para los administradores de TI, esto significa un entorno de cliente más centralizado y eficiente, más fácil de mantener y capaz de responder más rápidamente a las necesidades cambiantes del usuario y de la empresa. [17] Otra forma, la virtualización de sesiones, permite que varios usuarios se conecten e inicien sesión en una computadora compartida pero potente a través de la red y la utilicen simultáneamente. Cada uno recibe un escritorio y una carpeta personal en la que almacenan sus archivos. [15] Con la configuración multipuesto , la virtualización de sesiones se puede lograr usando una sola PC con múltiples monitores, teclados y ratones conectados.
Los clientes ligeros , que se ven en la virtualización de escritorios, son computadoras simples y/o económicas que están diseñadas principalmente para conectarse a la red. Es posible que les falte mucho espacio de almacenamiento en el disco duro , RAM o incluso potencia de procesamiento , pero muchas organizaciones están empezando a considerar los beneficios en términos de costos de eliminar los escritorios de "clientes pesados" que están repletos de software (y requieren tarifas de licencia de software) y realizar inversiones más estratégicas. . [18] La virtualización de escritorio simplifica el control de versiones del software y la administración de parches, donde la nueva imagen simplemente se actualiza en el servidor y el escritorio obtiene la versión actualizada cuando se reinicia. También permite un control centralizado sobre las aplicaciones a las que el usuario puede tener acceso en la estación de trabajo.
Mover escritorios virtualizados a la nube crea escritorios virtuales alojados (HVD), en los que las imágenes de escritorio son administradas y mantenidas de forma centralizada por una empresa de alojamiento especializada. Los beneficios incluyen escalabilidad y reducción del gasto de capital, que se reemplaza por un costo operativo mensual. [19]
La virtualización a nivel de sistema operativo, también conocida como contenedorización , se refiere a una característica del sistema operativo en la que el kernel permite la existencia de múltiples instancias aisladas de espacio de usuario . Estas instancias, llamadas contenedores, [20] particiones, entornos virtuales (VE) o cárceles ( FreeBSD jail o chroot jail ), pueden parecerse a computadoras reales desde el punto de vista de los programas que se ejecutan en ellas. Un programa de computadora que se ejecuta en un sistema operativo normal puede ver todos los recursos (dispositivos conectados, archivos y carpetas, recursos compartidos de red , potencia de CPU, capacidades de hardware cuantificables) de esa computadora. Sin embargo, los programas que se ejecutan dentro de un contenedor solo pueden ver el contenido del contenedor y los dispositivos asignados al mismo.
La contenedorización comenzó a ganar importancia en 2014, con la introducción de Docker . [21] [22]
Una computadora virtual es una representación lógica de una computadora en software.
Al desacoplar el hardware físico del sistema operativo, la virtualización proporciona más flexibilidad operativa y aumenta la tasa de utilización del hardware físico subyacente.
Finn explicó que Standard cubre 2 CPU en un host y pasa de un VOSE (entorno de sistema operativo virtual - 1 instalación estándar gratuita en una VM en ese host) a dos, y "ahora tiene todas las características y escalabilidad de Datacenter".
Señaló que habrá un pequeño aumento de precios, pero dijo que pensaba que eso no importaría, ya que "debería virtualizarse de todos modos y la duplicación de los derechos VOSE compensará".
Windows Server Datacenter tenía un mínimo de dos licencias de 1 CPU con VOSE ilimitados.
"Ahora es un SKU más simple que cubre dos CPU en un host con VOSE ilimitados", afirmó Finn.
