A medida que avanza la tecnología, el uso eficiente de los recursos informáticos cobra cada vez más importancia. Y el hipervisor es un componente clave que hace posible esta eficiencia.
En este artículo, vamos a definir qué es un hipervisor, cuáles son los tipos, cómo funcionan, sus implicancias para la seguridad y sus ventajas.
¿Qué es un hipervisor?
También conocido como monitor de máquina virtual (VMM - virtual machine monitor), un hipervisor es un software que crea y gestiona máquinas virtuales (VM - virtual machines).
El hipervisor permite que una única computadora física anfitriona admita varias máquinas virtuales invitadas y compartan recursos, como la memoria y la capacidad de procesamiento.
Básicamente, su función es abstraer y asignar recursos físicos del host a varias máquinas virtuales, permitiéndoles funcionar de forma independiente.
Diferencias entre hipervisores tipo 1 y 2
Llamado también hipervisor bare-metal, el hipervisor de tipo 1 se ejecuta en el hardware del host. Tiene acceso directo a sus recursos, lo cual a menudo se traduce en un mayor rendimiento y eficiencia.
Algunos ejemplos de hipervisores de tipo 1 son VMware ESXi, Microsoft Hyper-V y Xen.
Bautizado como hipervisor alojados o integrados, el hipervisor de tipo 2 se ejecuta sobre un sistema operativo anfitrión. Al depender de este último para gestionar las interacciones del hardware, es más fácil de instalar y utilizar, pero potencialmente menos eficiente.
Algunos ejemplos de hipervisores de tipo 2 son VMware Workstation, Oracle VirtualBox y Parallels Desktop.
¿Cuál es la función principal de un hipervisor de virtualización?
Un hipervisor de virtualización opera como un intermediario entre el hardware físico y las máquinas virtuales invitadas, supervisando la asignación y el acceso a los recursos.
Su función es crear una capa de abstracción que permite que varias máquinas virtuales se ejecuten sin conflictos en una un aparato físico. Cada VM trabaja en un entorno aislado, en el que el hipervisor garantiza que los recursos se destinen de forma eficiente y segura.
Por ejemplo, una empresa puede utilizar un hipervisor para ejecutar máquinas virtuales independientes para sus servidores web, de base de datos y de correo electrónico, todos en el mismo hardware físico y con la seguridad de que operen de manera independiente.
Además, el monitor de máquina virtual se encarga de gestionar la ejecución de los sistemas operativos invitados. En concreto, aborda los recursos del sistema, como el CPU, la memoria y el almacenamiento, como un conjunto que puede asignarse dinámicamente a diferentes máquinas virtuales según sea necesario. Esta flexibilidad permite al hipervisor optimizar el uso de los recursos, destinando a cada VM los que requiera para funcionar eficazmente.
Compatibilidad del monitor de máquina virtual con los sistemas operativos
Sistema operativo del host
En una configuración de hipervisor de tipo 2, el monitor de máquina virtual se instala en un sistema operativo host.
En consecuencia, el administrador del sistema asigna recursos al hipervisor, que los distribuye a las máquinas virtuales.
Sistemas operativos invitados
El hipervisor puede admitir varios sistemas operativos invitados, aunque sean diferentes entre sí.
El monitor de máquina virtual gestiona la asignación de recursos y el acceso a cada sistema operativo invitado, lo que les permite ejecutarse simultáneamente sin interferencias.
Así, por ejemplo, un desarrollador utiliza un hipervisor para ejecutar máquinas virtuales de Windows y Linux en un host Mac, facilitando la prueba de software en distintas plataformas, sin necesidad de disponer de varios dispositivos físicos.
Hipervisores y seguridad
Una de las principales ventajas de utilizar un hipervisor es el aislamiento, lo cual implica que garantiza seguridad.
Así, cada máquina virtual opera en un entorno aislado del resto del sistema. Esto significa que las actividades dentro de cada VM no afectan a las demás.
Sin embargo, si el propio hipervisor se ve comprometido, supondría un riesgo para las máquinas virtuales. Por lo tanto, la seguridad del hipervisor representa una preocupación crítica para los equipos de IT.
¿Cuál es la diferencia entre virtualización y contenedorización?
Máquinas virtuales
Una máquina virtual es un entorno informático aislado creado mediante la abstracción de recursos de una máquina física. Cada VM incluye su propio sistema operativo y funciona independientemente del hardware subyacente.
Contenedores
Los contenedores son alternativas más livianas en comparación a las máquinas virtuales, que consisten en uno o más procesos que se encuentran aislados del resto del sistema.
A diferencia de las VMs, los contenedores comparten el núcleo del sistema operativo anfitrión, por lo que resultan más eficientes en términos de uso de recursos.
En definitiva, tanto los contenedores como las máquinas virtuales proporcionan entornos informáticos aislados, pero los primeros son más ligeros y rápidos de desplegar.
Ventajas del hipervisor
Mejor utilización de los recursos
El hipervisor permite una utilización eficiente de los recursos al dividir aquellos que pertenecen a una computadora física entre varias máquinas virtuales. Esto conlleva una mejor asignación, una reducción del despilfarro y la garantía de que cada VM disponga de los recursos necesarios para funcionar eficazmente.
Por ejemplo, en un centro de datos, un hipervisor puede asignar más recursos de CPU y memoria a una máquina virtual que ejecute una aplicación crítica durante las horas pico, y viceversa: los reduce en momentos de menor trabajo.
Mayor flexibilidad
Con el hipervisor, las empresas tienen la posibilidad de crear, modificar y eliminar fácilmente máquinas virtuales según sus necesidades. Esta flexibilidad es útil especialmente en entornos de desarrollo y pruebas.
Por ejemplo, un equipo de desarrollo de software podrá generar en forma rápida nuevas máquinas virtuales para probar diferentes versiones de una aplicación en varios sistemas operativos sin necesidad de contar con un hardware físico adicional.
Más seguridad
El hipervisor mejora la seguridad al aislar las máquinas virtuales entre sí. Por lo tanto, si una VM se ve comprometida, las demás permanecen intactas, lo cual garantiza la protección de los datos y las aplicaciones confidenciales.
Ahorro de costos
El monitor de máquina virtual puede reducir significativamente los costos de hardware al permitir que varias VMs se ejecuten en un único dispositivo físico.
Así, las organizaciones tienen la posibilidad de unir sus servidores, lo cual se traduce en un menor consumo de energía, requerimientos de refrigeración y espacio físico.
Por ejemplo, una empresa que antes necesitaba diez servidores físicos ahora posiblemente requiera dos o tres luego de implementar un hipervisor, lo que supone un ahorro sustancial.
Gestión simplificada
Los hipervisores ofrecen herramientas de gestión centralizada que simplifican la administración de las máquinas virtuales.
En consecuencia, los administradores de sistemas supervisan y gestionan las VMs desde una única interfaz, lo cual facilita la implementación de actualizaciones, la realización de copias de seguridad y el monitoreo del rendimiento.
Ejemplos de hipervisores
En la actualidad existen en el mercado varias soluciones de hipervisor, cada uno con sus características específicas para adaptarse a distintas necesidades y entornos.
En las próximas líneas, enumeramos los ejemplos de hipervisores más populares utilizados hoy en día.
VMware ESXi
Utilizado ampliamente en entornos empresariales debido a su sólido rendimiento, escalabilidad y amplio conjunto de funciones, VMware ESXi es un hipervisor líder de tipo 1 que se ejecuta directamente en el hardware del host.
Además, es compatible con capacidades avanzadas, como la migración en vivo (vMotion), la programación de recursos distribuidos (DRS - distributed resource scheduling) y la alta disponibilidad (HA - high availability).
Microsoft Hyper-V
Otro hipervisor de tipo 1 integrado con Windows Server, Microsoft Hyper-V es una opción popular para las organizaciones que ya utilizan el ecosistema de Microsoft.
Entre sus funciones, cabe mencionar la migración en vivo, la replicación y virtualización anidada, por lo que se trata de una solución versátil y potente para pequeñas y grandes empresas.
Oracle VM VirtualBox
Por su parte, Oracle VM VirtualBox es un hipervisor de tipo 2 gratuito y de código abierto que se ejecuta en un sistema operativo host. Es ideal para la virtualización de desktops, ya que permite a los usuarios ejecutar varios sistemas operativos en una sola máquina.
VirtualBox admite una amplia gama de sistemas operativos invitados y es conocido por su facilidad de uso y flexibilidad.
KVM (Kernel-based Virtual Machine)
Utilizado habitualmente en centros de datos y entornos de nube, KVM es un hipervisor de tipo 1 de código abierto que forma parte del núcleo de Linux.
Esto implica que convierte una máquina Linux en un hipervisor capaz de ejecutar múltiples máquinas virtuales.
La comunidad Linux prefiere KVM por su rendimiento e integración con otras herramientas basadas en esos sistemas operativos.
Citrix Hypervisor (antes XenServer)
Por último, Citrix Hypervisor es de tipo 1, basado en el proyecto Xen de código abierto. Diseñado para la virtualización de servidores, es conocido por sus características de rendimiento, escalabilidad y seguridad.
Además, admite funciones avanzadas, como virtualización de GPU, migración en vivo y recuperación ante desastres.
Conclusión
Un hipervisor es una capa de software crítica que se sitúa entre el hardware físico y los sistemas operativos, facilitando la creación y gestión de máquinas virtuales.
Entre sus ventajas, cabe mencionar una mejor utilización de los recursos, una mayor flexibilidad y más seguridad, por lo que resulta fundamental en los entornos informáticos modernos.
Tanto si diriges un centro de datos como si gestionas una computadora personal, los hipervisores pueden ayudarte a aprovechar al máximo tus recursos de hardware.
