Antes de que los hipervisores se generalizaran, la mayoría de las computadoras físicas sólo podían ejecutar un sistema operativo a la vez. Esto las hacía estables porque el hardware informático solo tenía que manejar solicitudes de ese sistema operativo. La desventaja de este enfoque era que desperdiciaba recursos ya que el sistema operativo no siempre podía usar toda la potencia de la computadora.

Un hipervisor resuelve ese problema. Es una pequeña capa de software que permite que múltiples instancias de sistemas operativos se ejecuten una junto a la otra, compartiendo los mismos recursos de computación físicos. Este proceso se denomina virtualización, y las instancias del sistema operativo se denominan máquinas virtuales (VM): emulaciones de software de equipos físicos.

El hipervisor, también conocido como monitor de máquina virtual (VMM), gestiona estas máquinas virtuales mientras se ejecutan una al lado de otra.Separa las máquinas virtuales entre sí lógicamente, asignando a cada una su propia porción de la potencia de computación, la memoria y el almacenamiento subyacentes. Esto impide que las máquinas virtuales interfieran entre sí, de modo que si, por ejemplo, un sistema operativo sufre un fallo o un problema de seguridad, los demás sobreviven.

Hay diferentes categorías de hipervisores y diversas marcas de hipervisores dentro de cada categoría. El mercado ha madurado para hacer de los hipervisores un producto básico en el espacio empresarial, pero aún existen factores diferenciadores que deberían guiar su elección. Esto es lo que debe buscar:

• Rendimiento. Busque datos de referencia que muestren qué tan bien funciona el hipervisor en un entorno de producción. Idealmente, los hipervisores básicos deberían admitir un rendimiento del sistema operativo huésped cercano a las velocidades nativas.
  
  
• Ecosistema. Necesitará una buena documentación y soporte técnico para implementar y administrar hipervisores en varios servidores físicos a escala. Además, busque una comunidad eficiente de desarrolladores externos que puedan dar soporte al hipervisor con sus propios agentes y complementos que ofrezcan capacidades, como análisis de capacidad de respaldo y restauración, además de gestión de conmutación por error.
  
  
• Herramientas de gestión. La ejecución de máquinas virtuales no es lo único que debe administrar cuando utiliza un hipervisor. Debe aprovisionar las máquinas virtuales, mantenerlas, auditarlas y limpiar las que estén en desuso para evitar la "expansión descontrolada de las máquinas virtuales". Asegúrese de que la comunidad de proveedores o terceros admita la arquitectura del hipervisor con herramientas de gestión integrales.
  
  
• Migración en vivo. Esto le permite mover máquinas virtuales entre hipervisores en diferentes máquinas físicas sin detenerlas, lo que puede ser útil tanto para el equilibrio de carga de trabajo como para la conmutación por error.
  
  
• Costo. Considere la estructura de costos y tarifas que implican las licencias de tecnología de hipervisor. No piense solo en el costo del hipervisor en sí. El software de gestión que lo hace escalable para soportar un entorno empresarial a menudo puede resultar costoso. Por último, examine la estructura de licencias del proveedor, que puede cambiar en función de si se despliega en la nube o localmente.

Hay dos grandes categorías de hipervisores: tipo 1 y tipo 2.

Hipervisor tipo 1

Un hipervisor tipo 1 se ejecuta de manera directa en el hardware físico del equipo subyacente, interactuando directamente con su CPU, memoria y almacenamiento físico. Por este motivo, los hipervisores de tipo 1 también se denominan hipervisores bare metal. Un hipervisor de tipo 1 toma el lugar del sistema operativo host.

Los hipervisores tipo 1 son altamente eficientes porque tienen acceso directo al hardware físico. Esto también aumenta su seguridad, porque no hay nada entre ellos y la CPU que un atacante pudiera poner en riesgo. Pero un hipervisor de tipo 1 a menudo requiere una máquina de gestión independiente para gestionar diferentes máquinas virtuales y controlar el hardware del host.

Hipervisor tipo 2

Un hipervisor tipo 2 no se ejecuta directamente en el hardware subyacente. Se ejecuta más bien como una aplicación en un sistema operativo. Los hipervisores tipo 2 rara vez aparecen en entornos basados en servidor. En cambio, son adecuados para usuarios de PC individuales que necesitan ejecutar múltiples sistemas operativos. Algunos ejemplos son los ingenieros, los profesionales de seguridad que analizan el malware y usuarios empresariales que necesitan acceso a aplicaciones solo disponibles en otras plataformas de software.

Los hipervisores tipo 2 a menudo cuentan con kits de herramientas adicionales para que los usuarios los instalen en el sistema operativo invitado. Estas herramientas proporcionan conexiones mejoradas entre el sistema operativo invitado y el sistema operativo host, lo que a menudo permite al usuario cortar y pegar entre los dos o acceder a los archivos y carpetas del sistema operativo host desde la máquina virtual invitada.

Un hipervisor tipo 2 permite un acceso rápido y fácil a un sistema operativo invitado alternativo junto con el principal que se ejecuta en el sistema host. Esto lo hace excelente para la productividad del usuario final. Un consumidor puede usarlo para acceder a sus herramientas favoritas de desarrollo basadas en Linux mientras usa un sistema de dictado que solo se encuentra en Windows, por ejemplo.

Sin embargo, debido a que un hipervisor tipo 2 debe acceder a los recursos informáticos, de memoria y de red a través del sistema operativo host, introduce problemas de latencia que pueden afectar el rendimiento. También presenta posibles riesgos de seguridad si un atacante pone en riesgo el sistema operativo host porque podría manipular cualquier sistema operativo invitado que se ejecute en el hipervisor tipo 2.

Los hipervisores tipo 1 pueden virtualizar más que solo sistemas operativos de servidor. También pueden virtualizar los sistemas operativos de escritorio para las empresas que desean gestionar de forma centralizada sus recursos de TI para usuarios finales.

La integración de escritorios virtuales (VDI) permite a los usuarios trabajar en escritorios que se ejecutan dentro de máquinas virtuales en un servidor central, lo que facilita al personal de TI la gestión y el mantenimiento de sus sistemas operativos.

En este entorno, un hipervisor ejecutará varios escritorios virtuales. Cada escritorio se encuentra en su propia máquina virtual, que se mantiene en colecciones conocidas como grupos de escritorios virtuales. Cada máquina virtual sirve a un único usuario que accede a ella a través de la red.

El punto de conexión del usuario puede ser un cliente liviano relativamente económico o un dispositivo móvil. Esto brinda la ventaja de un acceso constante al mismo sistema operativo de escritorio. Pueden obtener los mismos datos y aplicaciones en cualquier dispositivo sin mover datos confidenciales fuera de un entorno seguro.

Los usuarios no se conectan directamente al hipervisor. En cambio, acceden a un agente de conexión que luego se coordina con el hipervisor para obtener un escritorio virtual apropiado del grupo.

Hipervisores VMware

VMware ofrece hipervisores tipo 1 y tipo 2. Los hipervisores tipo 1 incluyen:

• Hipervisor ESXi. VMware ESXi (Elastic Sky X Integrated) es un hipervisor tipo 1 (o bare metal) dirigido a la virtualización de servidores en el centro de datos. ESXi administra colecciones de máquinas virtuales VMware.
  
  
• Hipervisor VSphere. Los clientes pueden usar VMware ESXi de forma gratuita como parte del hipervisor gratuito vSphere, que es una oferta básica de virtualización de servidores. Las empresas con entornos de nube empresarial licenciarán vSphere, un sistema más completo que incluye una licencia para vCenter Server de VMware. Este es un servidor independiente utilizado para administrar entornos vSphere que se ejecutan en hosts físicos. VSphere puede ejecutarse en un entorno de nube privada o en una configuración de nube alojada.

VMware también ofrece productos de hipervisor tipo 2 para usuarios de equipos de escritorio y portátiles:

• VMware Fusion: Esta es la oferta centrada en MacOS de la compañía, que permite a los usuarios de Mac ejecutar una amplia gama de sistemas operativos invitados.
  
  
• Estación de trabajo: La plataforma enfocada en Linux y Windows de VMware viene en dos versiones: Pro, que es una versión de paga, y Player, que es gratuito para uso personal. La versión Pro permite a los usuarios ejecutar múltiples sistemas operativos en una sola PC y también se conecta a VMware vSphere, al igual que Fusion. Workstation Player solo admite un solo SO invitado.
  
  
• VirtualBox: Hipervisor tipo 2 que se ejecuta en sistemas operativos Linux, Mac OS y Windows. Oracle heredó el producto cuando compró Sun Microsystems en 2010.

Hipervisor Hyper-V

Hyper-V es el hipervisor de Microsoft diseñado para su uso en sistemas Windows. Se envió en 2008 como parte de Windows Server, lo que significaba que los clientes necesitaban instalar todo el sistema operativo Windows para usarlo. Posteriormente, Microsoft puso a disposición una versión dedicada llamada Hyper-V Server, que se ejecutaba en Windows Server Core. Esto permitió a los administradores ejecutar Hyper-V sin instalar la versión completa de Windows Server. Hyper-V también está disponible en clientes de Windows.

Microsoft designa a Hyper-V como un hipervisor tipo 1, a pesar de que funciona de manera diferente para muchos competidores. Hyper-V se instala en Windows, pero se ejecuta directamente en el hardware físico, insertándose debajo del sistema operativo host. Todos los sistemas operativos invitados se ejecutan a través del hipervisor, pero el sistema operativo host obtiene acceso especial al hardware, lo que le da una ventaja de rendimiento.

Hipervisores Citrix

XenServer, ahora conocido como Citrix Hypervisor, es un hipervisor comercial tipo 1 que admite sistemas operativos Linux y Windows. XenServer nació en el proyecto Xen de código abierto (el enlace reside fuera de ibm.com).

Hipervisores de código abierto

Algunos hipervisores, como KVM, provienen de proyectos de código abierto. Los vínculos de Red Hat con la comunidad de código abierto han convertido a KVM en el núcleo de todas las principales distribuciones de virtualización de OpenStack y Linux.

Los hipervisores de código abierto también están disponibles en configuraciones gratuitas. KVM se puede descargar solo o como parte de la solución de virtualización de código abierto oVirt, que Red Hat admite desde hace tiempo.

Otro es Xen, un hipervisor de código abierto tipo 1 que se ejecuta en arquitecturas Intel y ARM. Comenzó como un proyecto en la Universidad de Cambridge y luego su equipo lo comercializó y fundó XenSource, que Citrix compró en 2007.

En 2013, el proyecto de código abierto se convirtió en un proyecto colaborativo bajo la Fundación Linux. Muchos proveedores de servicios en la nube utilizan Xen para potenciar sus ofertas de productos.

Xen admite varios tipos de virtualización, incluidos entornos asistidos por hardware que utilizan Intel VT y AMD-V. También es compatible con la paravirtualización, que ajusta el sistema operativo invitado a fin de que funcione con un hipervisor, lo que mejora el rendimiento.

Hipervisor KVM

Linux también tiene capacidades de hipervisor integradas directamente en su kernel de sistema operativo. La máquina virtual basada en kernel (KVM) se convirtió en parte de la línea principal del kernel de Linux en 2007 y complementa QEMU, que es un hipervisor que emula al procesador de la máquina física completamente en software.

KVM es compatible con las extensiones de virtualización que Intel y AMD incorporaron en sus arquitecturas de procesadores para admitir mejor a los hipervisores. Estas extensiones, llamadas Intel VT y AMD-V, respectivamente, permiten que el procesador ayude al hipervisor a gestionar varias máquinas virtuales. Cuando estas extensiones están disponibles, el kernel de Linux puede utilizar KVM. De lo contrario, vuelve a QEMU.

Obtenga más información sobre KVM (el enlace reside fuera de ibm.com) de Red Hat.

Hipervisor Red Hat

Red Hat basa su hipervisor de virtualización empresarial Red Hat en el hipervisor KVM. Su solución de virtualización crea instalaciones adicionales alrededor del hipervisor. Esto incluye un gestor de virtualización que proporciona un sistema de gestión centralizado con una interfaz gráfica de usuario basada en búsquedas y tecnologías de virtualización seguras que fortalecen al hipervisor contra ataques dirigidos al host o a máquinas virtuales. El hipervisor Red Hat puede ejecutar muchos sistemas operativos, incluido Ubuntu.

Debido a que existen tantas marcas diferentes de hipervisor, la solución de problemas de cada uno de ellos implicará una visita a las páginas de soporte del proveedor y una solución específica del producto. Sin embargo, algunos problemas comunes incluyen no poder iniciar todas sus máquinas virtuales. Esto puede suceder cuando se han agotado los recursos físicos de hardware del host. Para solucionar este problema, puede agregar más recursos al equipo host o reducir los requisitos de recursos para la máquina virtual utilizando el software de gestión del hipervisor.

Otro problema común para los hipervisores que impide que las máquinas virtuales arranquen es un punto de control corrupto o una instantánea de una máquina virtual. Es por eso que las copias de seguridad de máquinas virtuales son una parte esencial de una solución de hipervisor empresarial, pero su software de administración de hipervisores puede permitirle revertir el archivo al último punto de control válido e iniciarlo de esa manera. Sin embargo, esto puede significar perder parte de su trabajo.