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.