Introducción
La virtualización de servidores es el proceso de crear varias instancias de servidor desde un servidor físico. Cada instancia de servidor representa un entorno virtual aislado. Dentro de cada entorno virtual, puede ejecutar un sistema operativo independiente.
En este artículo aprenderá todo sobre la virtualización de servidores y por qué debería utilizar esta poderosa tecnología.
¿Qué es la virtualización de servidores?
Antes de la virtualización, instalaría un sistema operativo sobre el hardware, lo que lo vincularía directamente al servidor. Esto significaba que cada servidor tenía que tener su propio hardware por separado.
En promedio, los servidores dedicados usan solo el 15 % de sus recursos durante el funcionamiento normal. Aunque ejecutar su aplicación en servidores bare metal tiene algunas ventajas sobre la virtualización, en muchos casos es una pérdida de recursos. Además, las fallas de software o hardware a menudo requerían una reparación práctica en todos los servidores.
Por lo tanto, era necesario impulsar la utilización de recursos y mantener la separación entre los sistemas operativos de los clientes por motivos de seguridad.
La virtualización de servidores se introdujo como una solución a los problemas mencionados anteriormente. Un software de virtualización le permitió "dividir" su servidor físico en múltiples servidores virtuales. Al hacerlo, puede utilizar sus recursos físicos al máximo, sin invertir en más hardware.
¿Cómo funciona la virtualización de servidores?
Para crear instancias de servidor virtual, primero debe configurar un software de virtualización. Esta pieza esencial de software se llama hipervizor. . Su función principal es crear una capa de virtualización que separe CPU/Procesadores, RAM y otros recursos físicos de las instancias virtuales.
Una vez que instale el hipervisor en su máquina host, puede usar ese software de virtualización para emular los recursos físicos y crear un nuevo servidor virtual encima.
Existen diferentes tipos de virtualización de servidores. La distinción entre ellos se basa principalmente en el nivel de aislamiento que proporcionan, que también está relacionado con la cantidad de recursos de hardware que emulan.
Tipos de virtualización de servidores
Existen tres (3) enfoques para la virtualización de servidores basados en el aislamiento que brindan:
- Virtualización completa o modelo de máquina virtual
- Modelo de máquina paravirtual
- Virtualización a nivel de sistema operativo
Modelo de máquina virtual o virtualización completa
En un modelo de máquina virtual completa, el hipervisor aísla por completo las máquinas invitadas. Comparte el hardware de la máquina host, pero se ejecuta como si estuviera en una computadora completamente autónoma, sin conocer el hipervisor y su función. Estas máquinas virtuales se ven a sí mismas como autosuficientes y eficientes. Por lo tanto no es necesario adaptar o modificar especialmente sus instancias de sistemas operativos.
Máquina paravirtual
Cuando necesita varias máquinas virtuales y tiene recursos compartidos flexibles, puede que no sea necesario un entorno completamente virtualizado. En este caso, un entorno paravirtualizado puede adaptarse mejor a la situación.
El modelo paravirtual elimina la necesidad de que la VM atrape las instrucciones privilegiadas, lo que hace que sea más eficiente en términos de tiempo y menos intrusivo para el sistema. Los sistemas operativos reconocen la existencia de un hipervisor y se comunican directamente con él mediante el envío de comentarios conocidos como hiperllamadas. .
Para que esta comunicación se lleve a cabo, tanto el hipervisor como los sistemas operativos están especializados para intercambiar hiperllamadas. En consecuencia, la paravirtualización requiere un hipervisor y sistemas operativos paravirtualizados. Estos se modifican implementando una API (interfaz de programación de aplicaciones) para permitirles comunicarse a través de hiperllamadas.
Capa del sistema operativo
La virtualización a nivel del sistema operativo es una característica de un sistema operativo que tiene un kernel que permite la existencia de múltiples instancias de espacio de usuario. Llamamos a este tipo de virtualización containerización y estos contenedores de instancias de espacio de usuario (particiones, entornos virtuales o cárceles).
Los programas pueden ejecutarse dentro del contenedor, pero están restringidos solo al contenido del contenedor y los dispositivos asignados a ese contenedor. A diferencia del sistema operativo principal, estas instancias de espacio de usuario creen que tienen todos los recursos disponibles, pero están limitadas a los recursos asignados al contenedor.
Como este nivel de virtualización usa el mismo sistema operativo y kernel que el host, solo puede diferir de su host por la versión del sistema operativo. Por lo tanto, está limitado ya que no puede tener un sistema operativo diferente al de su host.
Tipos de hipervisores
Se utilizan dos tipos de hipervisores para crear entornos virtuales:
- Hipervisores de tipo 1 (hipervisores nativos/bare metal)
- Hipervisores de tipo 2 (hipervisores alojados)
Hipervisor tipo 1
Los hipervisores de tipo 1 o bare-metal se instalan directamente en el hardware físico de la máquina host, lo que proporciona una capa entre el hardware y un sistema operativo. Además de esta capa, puede instalar muchas máquinas virtuales. Las máquinas no están conectadas de ninguna manera y pueden tener diferentes instancias de sistemas operativos y actuar como diferentes servidores de aplicaciones.
Consola de administración
Los administradores del sistema y los usuarios avanzados controlan el hipervisor de forma remota a través de una interfaz denominada consola de administración. .
Con él, puede conectarse y administrar instancias de sistemas operativos. También puede encender y apagar servidores, transferir sistemas operativos de un servidor a otro (en caso de tiempo de inactividad o mal funcionamiento) y realizar muchas otras operaciones.
Un hipervisor tipo 1 es altamente seguro ya que no tiene una superficie de ataque de un sistema operativo subyacente (host). Además, controla y asigna los recursos asignados a cada máquina virtual en función de su uso para evitar el desperdicio de recursos.
Los ejemplos de hipervisores de tipo 1 incluyen VMware ESXi, KVM, Oracle VM, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V y otros.
Hipervisor tipo 2
A diferencia del tipo 1, un hipervisor de tipo 2 se instala sobre un sistema operativo existente. Esto permite a los usuarios utilizar su computadora personal o servidor como host para máquinas virtuales. Por lo tanto, tiene el hardware subyacente, un sistema operativo que actúa como host, un hipervisor y un sistema operativo invitado.
Aunque una máquina virtual está aislada, el sistema operativo principal sigue conectado directamente al hardware. Esto lo hace menos seguro que los hipervisores de tipo 1.
En entornos donde la seguridad es primordial, es posible que este tipo de hipervisor no se adapte a sus necesidades. Sin embargo, los usuarios finales y los clientes con pequeñas empresas pueden encontrar este tipo de entorno más adecuado.
Tener un hipervisor alojado permite instalar más de una instancia de un sistema operativo. Sin embargo, debe tener cuidado con la asignación de recursos. En el caso de los hipervisores de tipo 2, la sobreasignación puede provocar el bloqueo de su máquina host.
Los ejemplos de hipervisores de tipo 2 incluyen VMware Workstation, KVM, Oracle VM VirtualBox, Microsoft Virtual PC, Red Hat Enterprise Virtualization y otros.