Hipervisores

Qué es un hipervisor: Un breve resumen

Un hipervisor, también conocido como monitor de máquina virtual (VMM), es una pieza de software, firmware o hardware que permite ejecutar varias máquinas virtuales, cada una con sistemas operativos distintos, simultáneamente en un sistema anfitrión.

Orígenes y definición de hipervisor

El término Hipervisor tiene su origen en la palabra "supervisor". El prefijo "hiper" se adoptó para representar el nivel superior a un supervisor. En términos de definición Los hipervisores se desarrollaron para utilizar eficazmente los recursos informáticos y gestionar los crecientes requisitos de procesamiento de datos de las aplicaciones complejas.

Los hipervisores en la informática moderna

En la actualidad, los hipervisores desempeñan un papel fundamental en la computación en nube, los centros de datos y allí donde es necesaria la consolidación de servidores. Están optimizados para gestionar múltiples máquinas virtuales con eficacia.

Funciones clave e importancia de los hipervisores

Un hipervisor hace algo más que permitir múltiples máquinas virtuales en un único host. Los puntos de la siguiente lista destacan algunas de sus otras funciones críticas:

• Gestiona los recursos de las máquinas virtuales
• Garantiza que cada máquina virtual esté aislada de las demás
• Asigna los recursos necesarios a cada máquina virtual
• Arranca y apaga las máquinas virtuales según sea necesario
• Garantiza la distribución eficaz y justa de la CPU, la memoria y otros recursos

Papel del hipervisor en la informática

La aplicación de los hipervisores en el ámbito de la informática es amplia y variada. A continuación se muestra un ejemplo de algunas utilizaciones comunes.

Servidor físico - Almacenamiento en disco - Hipervisor - Sistema operativo - Aplicaciones

En la configuración anterior, el Hipervisor controla el acceso a los recursos físicos, y proporciona una plataforma consistente para que el sistema operativo se ejecute en diferentes configuraciones de hardware.

Casos de uso del hipervisor en distintos campos

Los hipervisores han encontrado un amplio uso, no sólo en la infraestructura informática, sino también en otros campos. Algunos ejemplos son:

• En la industria del automóvil, los Hipervisores se utilizan para aislar los sistemas de infoentretenimiento de los sistemas críticos por motivos de seguridad.
• En el sector financiero, los Hipervisores permiten mantener los sistemas heredados junto con los sistemas más nuevos.
• En la Investigación Científica, los Hipervisores permiten ejecutar simulaciones y análisis en sistemas aislados, evitando cualquier riesgo para los datos primarios de la investigación.

Los distintos tipos de hipervisores

A medida que profundizamos en el mundo de los hipervisores, es importante señalar que existen dos tipos distintos de hipervisores: Tipo 1 y Tipo 2. Éstos varían en la forma en que interactúan con el sistema anfitrión y las máquinas virtuales.

Hipervisor de Tipo 1: Una revisión en profundidad

Los Hipervisores de Tipo 1, también conocidos como hipervisores"nativos" o"bare metal ", se instalan directamente en el hardware anfitrión. Este vínculo directo con el hardware, sin la intermediación de un sistema operativo, ofrece varias ventajas. Para empezar, la ausencia de una capa de SO separada minimiza la latencia. Mediante el control directo de los recursos de hardware, los Hipervisores de Tipo 1 te permiten maximizar el rendimiento.

Características y utilidades del Hipervisor de Tipo 1

Los Hipervisores de Tipo 1 se utilizan mucho en entornos empresariales, y sus características están estrechamente alineadas con este uso:

• Alto rendimiento: Sin la sobrecarga de un sistema operativo anfitrión, los Hipervisores de Tipo 1 pueden gestionar y asignar directamente los recursos de hardware para un rendimiento óptimo.
• Aislamiento superior: Cada máquina virtual funciona de forma independiente. En consecuencia, si una máquina tiene un problema, las demás no se ven afectadas. Esta característica hace que los Hipervisores de Tipo 1 sean muy adecuados para aplicaciones de misión crítica.
• Compatibilidad: Dada su interacción directa con el hardware, los Hipervisores de Tipo 1 pueden gestionar eficazmente una amplia gama de configuraciones y tipos de hardware.
• Seguridad: La ausencia de un SO anfitrión también garantiza que cualquier vulnerabilidad potencial dentro del SO no afecte al hipervisor ni a los entornos virtuales que se ejecutan en él.

Ejemplos comunes de Hipervisor de Tipo 1

Hay varios Hipervisores de Tipo 1 muy utilizados, con distintas características y especializaciones. Aquí tienes un resumen de algunos de los más destacados:

Hipervisor de tipo 2: Un análisis exhaustivo

Pasando a los Hipervisores de Tipo 2, a menudo se denominan hipervisores"alojados", ya que se instalan sobre el sistema operativo del sistema anfitrión, no directamente sobre el hardware.

Características esenciales del hipervisor de tipo 2

• Simplicidad y facilidad de uso: Debido a su parecido con las aplicaciones tradicionales que se ejecutan en un sistema operativo, los Hipervisores de Tipo 2 suelen ser más fáciles de configurar y gestionar.
• Compatibilidad: Dado que se ejecutan como software en un sistema operativo, los Hipervisores de Tipo 2 pueden funcionar en una gama más amplia de hardware, siempre que el sistema operativo anfitrión lo admita.
• Integración: Como viven en el sistema operativo anfitrión, los Hipervisores de Tipo 2 pueden integrarse estrechamente con el sistema operativo, lo que puede dar lugar a una mejor compatibilidad con algunos periféricos y dispositivos.

Usos comunes del Hipervisor de Tipo 2

Algunos ejemplos de Hipervisores de Tipo 2 son VMware Workstation, VirtualBox de Oracle y Parallels. Los desarrolladores suelen utilizar estas soluciones para probar software en varios sistemas operativos en un único ordenador físico.

Hipervisor y sistemas virtuales

En el ámbito de la informática, los hipervisores y los sistemas virtuales están interconectados. La relación se basa en que los hipervisores facilitan la virtualización, y los sistemas virtuales hacen uso de esta característica para funcionar de forma óptima. Para entender esta dinámica, profundicemos en cómo interactúan estas tecnologías.

La interacción entre sistemas virtuales e hipervisores

El nexo entre hipervisores y sistemas virtuales es de gran importancia para comprender el paradigma de la informática moderna. Los hipervisores son elementos cruciales que crean la plataforma que permite ejecutar estos sistemas virtuales. Sin hipervisores, los sistemas virtuales no podrían existir. Los hipervisores proporcionan el entorno, denominado máquina virtual (MV), en el que puede ejecutarse un sistema operativo. Estas VM, en esencia, imitan la funcionalidad de un ordenador físico. Tienen versiones simuladas de elementos fundamentales como la CPU, la memoria y el almacenamiento en disco. Dado su papel, es crucial comprender dos características clave de los Hipervisores, que son el Aislamiento de la Máquina Virtual y la Inspección de la Máquina Virtual.

• Aislamiento de Máquinas Virtuales: Los hipervisores se encargan de mantener los límites entre las distintas máquinas virtuales. Cada máquina virtual funciona de forma aislada, y los problemas que se producen en una de ellas no afectan a las demás. Este escenario es cierto incluso cuando muchas máquinas virtuales comparten los mismos recursos de hardware.
• Inspección de máquinas virtuales: Los hipervisores pueden examinar el estado de una máquina virtual. Esta capacidad ayuda a identificar cuándo una máquina virtual está inactiva y no utiliza recursos, y el hipervisor reasigna estos recursos a otras máquinas virtuales para optimizar la utilización de los recursos.

Cómo facilitan los hipervisores los sistemas virtuales

Los hipervisores crean y controlan las máquinas virtuales, haciendo así posibles los sistemas virtuales. Con un hipervisor instalado, así es como se ve la configuración típica de un sistema:

Servidor físico → Almacenamiento en disco → Hipervisor → Máquina virtual → Sistema operativo → Aplicaciones

En esta configuración, el hipervisor controla el acceso a los recursos físicos de la máquina y proporciona una plataforma consistente para que funcione el sistema virtual. Para gestionar eficazmente un sistema virtual, los hipervisores realizan varias operaciones:

1. Asignación de máquinas virtuales: Los hipervisores asignan los recursos del servidor físico a las distintas máquinas virtuales.
2. Programación de VM: El hipervisor decide qué VM accede a la CPU basándose en algoritmos de programación.
3. Ejecución de la máquina virtual: Evaluando cada instrucción de una VM, el hipervisor decide si ejecutarla o retenerla.
4. Gestión de la VM: El hipervisor también gestiona las operaciones de inicio, pausa y parada de cada VM.

El impacto de los hipervisores en la eficiencia de los sistemas virtuales

La eficiencia de un sistema virtual se corresponde directamente con la eficiencia del hipervisor. Los hipervisores aumentan la eficiencia maximizando el uso de los servidores. Los servidores físicos suelen estar muy infrautilizados, y algunos estudios muestran tasas medias de utilización de servidores en torno al 15%. Con los hipervisores, varios sistemas virtuales pueden ejecutarse en un solo servidor, aumentando así la utilización del servidor y reduciendo sus costes. Además, los hipervisores también contribuyen a reducir el consumo de energía, las necesidades de refrigeración y los costes de mantenimiento del servidor. Permiten agilizar los procesos de despliegue de software, ya que éste puede instalarse o actualizarse en una máquina virtual, y los cambios pueden replicarse rápidamente a otras máquinas virtuales.