Virtualización de Servidores

Esta es probablemente el tipo de virtualización mas usado en todo el mundo, y es por las ventajas que genera el virtualizar un servidor en ahorro de energía, de espacio y en facilidad de administración de menos servidores físicos, de esto hablaremos en “Razones para virtualizar”.

Para esto no hay definición especifica que sea diferente de las antes planteadas, pues virtualización de servidores es como su nombre lo indica la virtualización de un servidor, y sabemos que servidores son aquellos computadores principales a los que los clientes u otros computadores se conectan para obtener archivos, impresoras o en general manejar todos los recursos de la red.

Ahora que ya sabemos al menos para que se usa la virtualización de servidores vamos a discutir cuales son las clases de virtualización para servidores que existe. Virtualización de sistemas operativos, emulación de hardware y paravirtualización.

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Este tipo de virtualización se da cuando primero tenemos un sistema operativo (SO) base o anfitrión en el cual instalamos un programa de virtualización que nos permite instalar a su vez otros sistemas operativos (invitados) que trabajan encima del sistema operativo principal, esto gracias a la capa de virtualización puesta por un software como virtual PC o vmware workstation. Los invitados funcionan de forma tal que no se dan cuenta que están siendo virtualizados sobre otro sistema operativo o anfitrión.

Las aplicaciones que trabajan dentro de los invitados lo hacen como si estuviesen funcionando en un computador dedicado para ellos. Esta forma de virtualizar también es conocida como virtualización en contenedores pues los SO invitados están contenidos en una especie de caja que le permita trabajar de forma casi independiente, claro todo esto basado en la disponibilidad del SO anfitrión quien por obvias razones debe estar funcionando bien primero para permitir el funcionamiento de los invitados.

Esta forma de virtualizar es eficiente e ideal cuando se requieren maquinas virtuales con un mismo sistema operativo, también reduce los costos de licencias pues con un solo sistema operativo se pueden montar el anfitrión y todas sus maquinas virtuales.

Algunas de las compañías mas importantes en esta franja de la virtualización son por supuesto vmware con vmware server, Sun como parte del sistema operativo Solaris, SWsoft quien ofrece la versión comercial de Virtuozzo, y Microsoft con su nuevo Hyper-V.

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Este tipo de virtualización ya lo había discutido anteriormente en la sección de virtualización de clientes, pero es en virtualización de servidores donde se usa más y donde provee mejores y mas beneficios.

Recordemos entonces que la emulación de hardware es la instalación de software de virtualización (hipervisor) antes de la instalación de cualquier otro SO, este hipervisor presenta el hardware del computador a todos los sistemas operativos instalados emulando los recursos que este tiene. El hipervisor también coordina el acceso a los recursos del computador que se da por parte de los sistemas operativos instalados haciendo las veces te guarda de transito que decide quien va primero y quien tiene que esperar para usar los recursos.

Esta forma de virtualizar tiene muchas ventajas, pues las maquinas virtuales instaladas pueden ser completamente movidas de un computador físico a otro, incluso sin tener que apagarlas, esto claro si se cuenta con el software apropiado como vmware vmotion. También es ideal cuando se requieren diferentes sistemas operativos corriendo en un solo PC físico; Linux, Windows, Solaris o cualquier otro sistema operativo.

Desafortunadamente no todo con esta forma de virtualizar es perfecto, pues el desempeño puede verse levemente afectado al notarse en algunas ocasiones que los programas corren un poco mas lento a como normalmente corren en sistemas que no son virtuales.

Es también posible que no todos los accesorios o dispositivos que se instalen al computador físico sea soportados por el hipervisor pues este es la capa de software que tiene que manejar los dispositivos y pasar los requerimientos de los sistemas operativos invitados.

Las compañías que ofrecen esta clase de virtualización son Vmware que es la compañía dominante con dos productos Vmware Server y ESX Server y Microsoft Virtual Server y ahora incluye la funcionalidad en Server 2008.

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Esta forma de virtualizar servidores no se genera ninguna emulación de hardware, por el contrario el hipervisor coordina el acceso de los sistemas operativos invitados a los recursos del computador físico, mejor dicho la paravirtualización no es enteramente virtualización como en los otros casos, pues los anfitriones interactúan de manera “directa” con los recursos físicos del computador como cuando se tiene un computador dedicado. Esta forma de virtualizar es mas bien una forma de compartir los recursos por tiempos cortos o a quien los necesite, dándole procesador o memoria o tarjeta de red al anfitrión que lo pide e intercalando el uso de estos entre los anfitriones.

Este sistema tiene varias ventajas, entre ellas la poca carga que le da al procesador al no tener que tener una capa completa de virtualización que se encarga de administrar los recursos y virtualizarlos. Otra de las ventajas, es que los sistemas invitados no tienen que limitarse a los accesorios de hardware que sean soportados por el hipervisor, pues al invitado actuar directamente con la parte física es posible manejar todos los accesorios que maneja el sistema operativo montado en el invitado.

Este sistema utiliza memoria compartida que puede ser usada por dos programas diferentes de esta forma envía y recibe información de los invitados para el hipervisor de esa forma es que se alcanzan buenos niveles de rendimiento.

La desventaja es que para poder hacer esto, el hipervisor necesita modificar los sistemas operativos que se montan como invitados, es decir toma el código del sistema operativo y le agrega algunas líneas, así es como ya se puede imaginar solo sistemas operativos como Linux o BSD al cualquiera de código abierto pueden ser usados. Windows no es una opción en este caso, pues Bill Gates jamás permitiría que alguien manipule su código. La buena noticia es que Intel y AMD están produciendo procesadores que soportan sistemas operativos sin necesidad de modificarlos así es que Windows sigue estando en la baraja de opciones, claro si se tiene uno de estos procesadores como Intel VT o el AMD-V.

El software de paravirtualización mas conocido es Xen que se ofrece como software libre, este es desarrollado por una compañía llamada XenSource. Esta aplicación la podemos encontrar gratis en algunas distribuciones de Linux como Fedora, Red Hat, Suse, Debian o Ubuntu. También Microsoft con su nuevo Hyper-V soporta paravirtualización.

La grafica siguiente muestra la arquitectura de la paravirtualización.