Virtualización de servidores: definición y funcionalidad

La virtualización de servidores ofrece básicamente un aprovechamiento óptimo de los recursos y una consolidación de servidores para reducir costes y hardware. Para ello existen tres tipos de virtualización: virtualización completa, paravirtualización y virtualización a nivel de sistema operativo.

Los servidores físicos dedicados que realizan tareas específicas tienen un sistema operativo fijo y una capacidad de almacenamiento y computación claramente definida. La desventaja de los servidores físicos individuales en el centro de datos es que requieren mucho espacio, mantenimiento y energía en función de las tareas y cargas de trabajo. Los servidores a los que se les asigna una tarea o aplicación no pueden compartir el hardware y el sistema operativo con otras aplicaciones. La mayoría de las veces, tampoco son capaces de realizar varias tareas al mismo tiempo. La solución a este problema es la virtualización de servidores.

En lugar de ampliar la infraestructura informática con servidores físicos adicionales, la virtualización de servidores distribuye los recursos de hardware físico existentes en varios entornos virtuales que pueden utilizarse de forma independiente. Nada cambia en la infraestructura, mientras que las capacidades pueden utilizarse de forma más eficiente. Gracias a la virtualización, en un servidor físico pueden utilizarse varios sistemas operativos independientes y configurados de forma diferente. Además, las aplicaciones pueden ejecutarse en paralelo. Los servidores virtuales trabajan aislados unos de otros, evitan eficazmente los tiempos muertos mediante procesos distribuidos y utilizan de forma óptima los recursos existentes. De este modo, puedes beneficiarte de la consolidación de servidores para ahorrar energía y costes.

Para dividir uno o más servidores físicos en instancias y entornos independientes a través de la virtualización, los administradores de servidores utilizan softwares de virtualización especiales. A través de ellos, los servidores virtuales se ejecutan de forma aislada unos de otros. Así, los servidores independientes pueden utilizar sus propios sistemas operativos y aplicaciones y realizar tareas de forma independiente y separada de otros servidores virtuales.

Las instancias virtuales creadas por la virtualización de servidores se denominan, entre otras cosas, Virtual Private Server (VPS), contenedores, sistemas invitados o emulaciones. La virtualización suele provocar el enmascaramiento de los recursos del servidor físico, como los sistemas operativos y los procesadores. El hecho de que los recursos físicos permanezcan ocultos a los servidores virtuales por el software de virtualización que los controla o que sean visibles para todos los servidores virtuales depende del tipo de virtualización.

El funcionamiento de la virtualización de servidores es bastante fácil de entender. La virtualización se utiliza de la siguiente manera:

El primer paso es seleccionar un servidor para la virtualización prevista. Normalmente se trata de un único servidor dedicado que utilizará los recursos de forma más eficaz y gestionará mejor las cargas de trabajo. A continuación, se revisa la memoria, los procesadores y los discos duros utilizados para determinar la capacidad disponible para una o varias máquinas virtuales. Esto ayuda a estimar cuántas instancias virtuales se utilizarán y cuánta potencia de cálculo pueden proporcionar.

Para la virtualización, se suele utilizar un software especial de hypervisor como Hyper-V de Microsoft, vSphere de VMware o PlateSpin Migrate. Un hypervisor asume la tarea de particionar el hardware y el software existentes. Los hipervisores pueden dividirse en los dos tipos siguientes:

• Hipervisor tipo 1: la ejecución tiene lugar directamente en el servidor como un llamado hipervisor bare-metal (por ejemplo, para máquinas virtuales).
• Hipervisor tipo 2: la ejecución tiene lugar en el nivel de software del sistema operativo anfitrión (principalmente adecuado para entornos de prueba).

La virtualización y la participación pueden crear aplicaciones virtuales, almacenamiento, recursos, servidores virtuales o redes virtuales, entre otras cosas.

La virtualización profesional de servidores conlleva muchas ventajas, que se notan sobre todo en la reducción del gasto energético y de costes. Al no tener que adquirir, configurar o mantener una infraestructura de servidores físicos adicional, los usuarios se benefician de una flexibilidad y escalabilidad óptimas. Las capacidades existentes pueden utilizarse eficazmente optimizando la utilización de los recursos y aumentando la capacidad de los servidores existentes. Las cargas de trabajo se distribuyen entre los servidores virtuales y se gestionan en paralelo sin tiempos muertos.

En términos de seguridad en el centro de datos y seguridad en la nube, los servidores virtuales ofrecen una clara ventaja en cuanto al Disaster Recovery gracias a la facilidad de recuperación de datos y copias de seguridad. Otra ventaja de la virtualización, los servidores están aislados unos de otros y ofrecen menos superficie de ataque.

Otras ventajas de la virtualización de servidores son:

• Las instalaciones de actualización son mucho más rápidas porque todos los servidores se encuentran en un solo sistema físico.
• El alojamiento web no solo es más fácil de proporcionar, sino también más barato.
• Los datos y los procesos pueden externalizarse a una nube privada o a una nube pública, según la empresa y el tipo de virtualización.
• Se pueden crear entornos de prueba virtuales para probar nuevas aplicaciones y herramientas de software.
• La migración en vivo de los sistemas es más fácil y sin tiempo de inactividad debido a la reubicación de los procesos de trabajo.
• Las redes y las capacidades informáticas ofrecen una gran tolerancia a los fallos, una alta disponibilidad y ningún tiempo de inactividad imprevisto.
• Las instancias y los entornos virtuales funcionan de forma independiente y aislada entre sí, lo que da lugar a procesos empresariales más eficientes.

A pesar de todas las ventajas, también hay que tener en cuenta las posibles desventajas y riesgos de la virtualización de servidores. Entre ellas se encuentran, sobre todo, los posibles costes iniciales elevados debidos al software de virtualización o a los expertos en informática. Sin embargo, en comparación con los costes de adquisición y mantenimiento de los servidores físicos, estas desventajas son insignificantes.

En términos de seguridad, es cierto que los servidores virtuales que son independientes entre sí ofrecen más seguridad contra fallos y menos superficie de ataque. Por otro lado, un ataque a la plataforma de virtualización en su conjunto supone un riesgo que no debe subestimarse. Esto es especialmente cierto si los datos de varios clientes se encuentran en servidores virtuales en un entorno físico.

Otras desventajas son:

• Dependiendo del software de virtualización, las empresas pueden estar atadas a las licencias (vendor lock-in).
• Las cargas de trabajo muy grandes pueden experimentar un alto uso de la memoria.

Existen tres enfoques diferentes para la virtualización de servidores.

Aquí, un software hypervisor, también llamado Virtual Machine Monitor (VMM), se comunica directamente con la memoria y la CPU del servidor. El software gestiona, coordina y supervisa los servidores virtuales y las instancias en el sistema físico para mantenerlos aislados e independientes entre sí según el principio de anfitrión/invitado. Así, las instancias invitadas no saben que no están utilizando recursos físicos. De esta forma, todos los recursos físicos se enmascaran para que los servidores virtuales y los invitados “no se conozcan entre sí”. El hypervisor también se utiliza para distribuir los recursos virtuales. Con este enfoque, hay que recordar que el propio hypervisor requiere suficientes recursos físicos.

La paravirtualización también utiliza un monitor de máquina virtual. Sin embargo, las instancias virtuales no se ocultan entre sí. Así, la red física funciona como una unidad. Dado que los recursos físicos no se enmascaran, las instancias invitadas y las máquinas virtuales permanecen informadas sobre las demandas de rendimiento del ordenador.

Este enfoque no utiliza un hipervisor. La coordinación e implementación de la virtualización es asumida por la función de virtualización integrada del respectivo sistema operativo. La desventaja de esto es que todos los servidores virtuales deben utilizar el mismo sistema operativo.

Si buscas una alternativa a la virtualización de tus propios servidores físicos, encontrarás la solución en el Cloud Computing y el Distributed Computing. Esto significa que las empresas pueden prescindir por completo de los centros de datos y servidores físicos y externalizar los recursos informáticos a la nube de hosts web y a las arquitecturas de sistemas distribuidos de alto rendimiento de forma económica. Así, las capacidades de software, hardware, computación y almacenamiento se proporcionan como un servicio virtual según el principio XaaS.

Otras alternativas a la virtualización de los recursos propios son:

• SaaS (Software as a Service)
• PaaS (Platform as a Service)
• IaaS (Infrastructure as a Service)

La virtualización de servidores recuerda en cierto modo al bolso de Mary Poppins, que ofrece mucho más espacio en el interior de lo que parece desde el exterior. Del mismo modo, los servidores virtualizados permiten ampliar las infraestructuras físicas en el interior, en lugar de construir y operar costosas y largas instalaciones de IT en el exterior. Además, los servicios de alojamiento web pueden prestarse de forma económica y eficaz. En lugar de utilizar solo pequeñas porciones de la capacidad del servidor y distribuir las cargas de trabajo de forma desigual entre los servidores de la red, la virtualización del servidor aumenta la eficacia y la productividad. La gestión centralizada de los servidores también aumenta la seguridad y la protección de datos.