virtualización

 

¿Qué es la virtualización?

La virtualización es una tecnología que se puede usar para crear representaciones virtuales de servidores, almacenamiento, redes y otras máquinas físicas. El software virtual imita las funciones del hardware físico para ejecutar varias máquinas virtuales a la vez en una única máquina física. Las empresas recurren a la virtualización para utilizar sus recursos de hardware de manera eficiente y obtener retornos mayores de sus inversiones. También potencia los servicios de computación en la nube que ayudan a las organizaciones a administrar la infraestructura de manera más eficaz.

 

¿Por qué es importante la virtualización?

Al utilizar la virtualización, es posible interactuar con cualquier recurso de hardware con mayor flexibilidad. Los servidores físicos consumen electricidad, ocupan espacio de almacenamiento y necesitan mantenimiento. Con frecuencia el acceso a estos está limitado por la proximidad física y el diseño de la red. La virtualización resuelve todas estas limitaciones al abstraer la funcionalidad del hardware físico en el software. Es posible administrar, mantener y utilizar la infraestructura de hardware como una aplicación en la web.

Ventajas de la virtualización

La virtualización ofrece varias ventajas a los operadores de centros de datos y los proveedores de servicios:

Eficiencia de los recursos: antes de la virtualización, cada servidor de aplicaciones necesitaba su propia CPU física dedicada: el personal de TI debía comprar y configurar un servidor independiente para cada aplicación que quería ejecutar (el personal de TI prefería una aplicación y un sistema operativo por ordenador por motivos de fiabilidad). Invariablemente, cada servidor físico estaba infrautilizado. En cambio, la virtualización del servidor permite ejecutar varias aplicaciones, cada una en su propia máquina virtual con su propio sistema operativo, en un único sistema físico (normalmente un servidor x86) sin sacrificar la fiabilidad. Esto permite utilizar al máximo la capacidad del hardware físico.

Gestión más sencilla: la sustitución de sistemas físicos por máquinas virtuales definidas por software facilita el uso y la gestión de políticas escritas en software. De esta forma, puede crear flujos de trabajo de gestión de servicios de TI automatizados. Por ejemplo, las herramientas de despliegue y configuración automatizadas permiten a los administradores definir colecciones de máquinas virtuales y aplicaciones como servicios en plantillas de software. Como resultado, pueden instalar estos servicios sistemáticamente sin necesidad de la configuración manual lenta, complicada y propensa a errores. Los administradores pueden utilizar políticas de seguridad de virtualización para requerir determinadas configuraciones de seguridad basadas en el rol de la máquina virtual. Las políticas pueden incluso aumentar la eficiencia de los recursos al retirar las máquinas virtuales no utilizadas para ahorrar espacio y potencia.

Tiempo de inactividad mínimo: los errores del sistema operativo y la aplicación pueden provocar tiempos de inactividad e interrumpir la productividad del usuario. Los administradores pueden ejecutar varias máquinas virtuales redundantes de forma paralela y la migración tras error entre ellas cuando surjan problemas. La ejecución de varios servidores físicos redundantes es más costosa.

• Aprovisionamiento más rápido: la compra, instalación y configuración de hardware para cada aplicación consume mucho tiempo. Siempre que el hardware ya esté instalado, el suministro de máquinas virtuales para ejecutar todas las aplicaciones es significativamente más rápido. Incluso puede automatizarlo utilizando software de gestión e incorporarlo en los flujos de trabajo existentes.

¿Cuáles son los beneficios de la virtualización?

La virtualización proporciona varios beneficios a cualquier organización:

Utilización eficiente de los recursos

La virtualización mejora los recursos de hardware que se utilizan en el centro de datos. Por ejemplo, en lugar de ejecutar un servidor en un sistema informático, se puede crear un grupo de servidores virtuales en el mismo sistema informático, al utilizar y devolver servidores al grupo según sea necesario. Tener menos servidores físicos subyacentes libera espacio en el centro de datos y supone un ahorro de dinero en electricidad, generadores y aparatos de refrigeración. 

Administración automatizada de las TI

Ahora que las computadoras físicas son virtuales, se pueden administrar mediante el uso de herramientas de software. Los administradores crean programas de implementación y configuración para definir plantillas de máquinas virtuales. Es posible duplicar la infraestructura de forma repetida y coherente y evitar las configuraciones manuales propensas a errores.

Recuperación de desastres más rápida

Cuando eventos como los desastres naturales o los ataques cibernéticos afectan negativamente a las operaciones empresariales, recuperar el acceso a la infraestructura de TI y sustituir o arreglar un servidor físico puede llevar horas o incluso días. Por el contrario, al utilizar entornos virtualizados, el proceso tarda minutos. Esta rápida respuesta mejora significativamente la capacidad de recuperación y facilita la continuidad del negocio para que las operaciones puedan continuar según lo previsto.  

Maquinas virtuales (VM)

Las máquinas virtuales (VM) son entornos virtuales que simulan un sistema físico en formato de software. Normalmente incluyen varios archivos que contienen la configuración de la VM, el almacenamiento de la unidad de disco duro virtual y algunas instantáneas de la VM que conservan su estado en un determinado momento.

¿Cuáles son los diferentes tipos de virtualización?

La tecnología de virtualización permite obtener las funciones de distintos tipos de infraestructura física y todas las ventajas de un entorno virtualizado. Se puede ir más allá de las máquinas virtuales para crear un conjunto de recursos virtuales en el entorno virtual. 

Virtualización de servidores

La virtualización de servidores es un proceso que particiona un servidor físico en múltiples servidores virtuales. Es una forma eficaz y rentable de utilizar los recursos del servidor y de implementar los servicios de TI en una organización. Sin la virtualización de servidores, los servidores físicos únicamente aprovechan una pequeña cantidad de sus capacidades de procesamiento, lo que provoca que los dispositivos queden inactivos.

Virtualización del almacenamiento

La virtualización del almacenamiento combina las funciones de los dispositivos de almacenamiento físico, como el almacenamiento conectado a la red (NAS) y la red de área de almacenamiento (SAN). Se puede agrupar el hardware de almacenamiento del centro de datos, aunque sea de diferentes proveedores o de diferentes tipos. La virtualización del almacenamiento utiliza todo el almacenamiento físico de datos y crea una gran unidad de almacenamiento virtual que se puede asignar y controlar mediante un software de administración. Los administradores de TI pueden optimizar las actividades de almacenamiento, como el archivado, las copias de seguridad y la recuperación, porque pueden combinar varios dispositivos de almacenamiento en red de forma virtual en un único dispositivo de almacenamiento.

Virtualización de red

Cualquier red de computadoras dispone de elementos de hardware como conmutadores, enrutadores y firewalls. Una organización con oficinas en múltiples ubicaciones geográficas puede tener varias tecnologías de red diferentes que trabajan juntas para crear su red empresarial. La virtualización de la red es un proceso que combina todos estos recursos de red para centralizar las tareas administrativas. Los administradores pueden ajustar y controlar estos elementos virtualmente sin tocar los componentes físicos, lo que simplifica enormemente la administración de la red.

A continuación se presentan dos enfoques de la virtualización de la red.

Redes definidas por software

La red definida por software (SDN) controla el enrutamiento del tráfico al asumir la administración del enrutamiento de los datos del enrutamiento de los datos en el entorno físico. Por ejemplo, se puede programar el sistema de manera que priorice el tráfico de las videollamadas sobre el de las aplicaciones para garantizar una calidad de llamada constante en todas las reuniones en línea.

Virtualización de funciones de red 

La tecnología de virtualización de funciones de red combina las funciones de los dispositivos de red, como los firewalls, los equilibradores de carga y los analizadores de tráfico que trabajan juntos, con el fin de mejorar el rendimiento de la red.

Virtualización de datos

Las organizaciones modernas recopilan datos de varios orígenes y los almacenan en diferentes formatos. También pueden almacenar datos en diferentes lugares, como en una infraestructura en la nube y en un centro de datos local. La virtualización de datos crea una capa de software entre estos datos y las aplicaciones que los necesitan. Las herramientas de virtualización de datos procesan la solicitud de datos de una aplicación y devuelven los resultados en un formato adecuado. De este modo, las organizaciones utilizan las soluciones de virtualización de datos para aumentar la flexibilidad de la integración de datos y admitir el análisis de datos entre funciones.

Virtualización de aplicaciones

La virtualización de aplicaciones extrae las funciones de las aplicaciones de modo que se ejecuten en sistemas operativos distintos de aquellos para los que fueron diseñadas. Por ejemplo, los usuarios pueden ejecutar una aplicación de Microsoft Windows en una máquina Linux sin cambiar la configuración de la máquina. Para lograr la virtualización de las aplicaciones, siga estas prácticas:

• Streaming de aplicaciones: los usuarios transmiten la aplicación desde un servidor remoto, de modo que se ejecute únicamente en el dispositivo del usuario final cuando sea necesario.
• Virtualización de aplicaciones basada en el servidor: los usuarios pueden acceder a la aplicación remota desde un navegador o una interfaz de cliente sin necesidad de instalarla.
• Virtualización local de la aplicación: el código de la aplicación se envía con su propio entorno para que se ejecute en todos los sistemas operativos sin necesidad de cambios.

Virtualización de escritorios

En la mayoría de las organizaciones existe personal sin conocimientos técnicos que utiliza sistemas operativos de escritorio para ejecutar aplicaciones empresariales comunes. Por ejemplo, es posible que se presenten los siguientes casos de personal:

• Un equipo de atención al cliente que requiere una computadora de escritorio con Windows 10 y un software de gestión de las relaciones con los clientes
• Un equipo de marketing que requiere Windows Vista para las aplicaciones de ventas

Puede utilizar la virtualización de escritorios para ejecutar estos diferentes sistemas operativos de escritorio en máquinas virtuales, a las que los equipos pueden acceder de forma remota. Este tipo de virtualización permite administrar los escritorios de forma eficiente y segura, con lo que se ahorra dinero en hardware de escritorio. Los siguientes son tipos de virtualización de escritorios.

Infraestructura de escritorio virtual 

La infraestructura de escritorio virtual ejecuta escritorios virtuales en un servidor remoto. Los usuarios pueden obtener acceso a estos mediante el uso de dispositivos cliente.

Virtualización de escritorio local

Al utilizar la virtualización de escritorio local, se ejecuta el hipervisor en una computadora local y se crea una computadora virtual con un sistema operativo diferente. Es posible alternar entre el entorno local y el virtual de la misma manera que se puede alternar entre las aplicaciones. 

Hipervisores 

Un hipervisor es la capa de software que coordina las máquinas virtuales. Sirve como interfaz entre la VM y el hardware físico subyacente, y garantiza que cada uno tenga acceso a los recursos físicos que necesita ejecutar. También se asegura de que las máquinas virtuales no interfieran entre ellas afectando al espacio de memoria o los ciclos de cálculo del resto.

Hay dos tipos de hipervisores:

• Los hipervisores de tipo 1 o "bare-metal" interactúan con los recursos físicos subyacentes, sustituyendo por completo al sistema operativo tradicional. Suelen aparecer en escenarios de servidor virtual.
• Los hipervisores de tipo 2 se ejecutan como una aplicación en un sistema operativo existente. Normalmente se utilizan en dispositivos de punto final para ejecutar sistemas operativos alternativos e implican una sobrecarga de rendimiento porque deben utilizar el sistema operativo del host para acceder y coordinar los recursos de hardware subyacentes.

 

Seguridad

La virtualización ofrece algunas ventajas de seguridad. Por ejemplo, las máquinas virtuales infectadas con malware pueden retrotraerse a un punto en el tiempo (denominado instantánea) en el que la VM no estaba infectada y estaba estable; también se pueden suprimir y volver a crear más fácilmente. No siempre se puede desinfectar un sistema operativo no virtualizado, ya que el malware a menudo está profundamente integrado en los componentes principales del sistema operativo y persisten más allá de las retrotracciones del sistema.

La virtualización también presenta algunos problemas de seguridad. Si un atacante compromete un hipervisor, es posible que posea todas las máquinas virtuales y los sistemas operativos invitados. Como los hipervisores también permiten que las máquinas virtuales se comuniquen entre sí sin tocar la red física, puede ser difícil ver su tráfico y, por lo tanto, detectar la actividad sospechosa.

Un hipervisor de tipo 2 en un sistema operativo de host también es susceptible de comprometer el sistema operativo del host.

El mercado ofrece una amplia gama de productos de seguridad de virtualización que pueden escanear y crear parches de máquinas virtuales para el malware, cifrar discos virtuales de VM completos, y controlar y auditar el acceso de VM.