Hipervisores
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Hipervisores

La computación en la nube no sería posible sin la virtualización. La virtualización no sería posible sin el hipervisor. Esta fina capa de software es compatible con todo el ecosistema de la nube.

Productos destacados

IBM Cloud Virtual Servers


¿Qué son los hipervisores?

Antes de que los hipervisores llegaran a la corriente principal, la mayoría de las computadoras físicas solo podían ejecutar un sistema operativo (SO) a la vez. Esto los hizo estables porque el hardware informático solo tenía que manejar las solicitudes de ese sistema operativo. La desventaja de este enfoque era que desperdiciaba recursos porque el sistema operativo no siempre podía usar toda la energía de la computadora.

Un hipervisor resuelve ese problema. Es una pequeña capa de software que permite que varios sistemas operativos se ejecuten uno al lado del otro, compartiendo los mismos recursos de computación físicos. Estos sistemas operativos vienen como máquinas virtuales (VM): archivos que imitan un entorno de hardware informático completo en software.

El hipervisor, también conocido como monitor de máquina virtual (VMM), administra estas VM mientras se ejecutan una junto a la otra. Separa las máquinas virtuales entre sí de forma lógica, asignando a cada una su propia porción de la potencia informática, la memoria y el almacenamiento subyacentes. Esto evita que las VM interfieran entre sí;  así que si, por ejemplo, un sistema operativo sufre una caída o un compromiso de seguridad, los demás sobreviven.

Para explorar más sobre virtualización y máquinas virtuales, consulte "Virtualización: una guía completa" y "¿Qué es una máquina virtual?"

Para obtener más información sobre cómo los hipervisores administran las máquinas virtuales, consulte este video, "Explicación de la virtualización" (5:20):


Características de los hipervisores

Hay diferentes categorías de hipervisores y diferentes 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 se desempeña el hipervisor en un entorno de producción. Idealmente, los hipervisores bare-metal deberían admitir un rendimiento del sistema operativo invitado cercano a las velocidades nativas.
  • Ecosistema: Necesitará buena documentación y soporte técnico para implementar y administrar hipervisores en múltiples servidores físicos a escala. Además, busque una comunidad saludable de desarrolladores externos que puedan respaldar el hipervisor con sus propios agentes y complementos que ofrezcan capacidades, como análisis de capacidad de respaldo y restauración   y gestión de conmutación por error.
  • Herramientas administrativas: La ejecución de máquinas virtuales no es lo único que debe administrar al usar un hipervisor. Debe aprovisionar las VM, mantenerlas, auditarlas y limpiar las en desuso para evitar la "expansión de VM". Asegúrese de que la comunidad de proveedores o de terceros respalde 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 la conmutación por error como para el equilibrio de la carga de trabajo.
  • Costo: Considere la estructura de costos y tarifas involucrada en la concesión de licencias de tecnología de hipervisor. No se limite a pensar en el costo del hipervisor en sí. El software de gestión que lo hace escalable para admitir un entorno empresarial a menudo puede resultar caro. Por último, examine la estructura de licencias del proveedor, que puede cambiar dependiendo de si la implementa en la nube o localmente.

Tipo 1 frente a Tipo 2

Hay dos categorías amplias de hipervisores: Tipo 1  y Tipo 2.

Hipervisor de Tipo 1


Un hipervisor de tipo 1 se ejecuta directamente en el hardware físico de la computadora subyacente, interactuando directamente con su CPU, memoria y almacenamiento físico. Por esta razón, los hipervisores de Tipo 1 también se denominan hipervisores bare-metal. Un hipervisor de Tipo 1 ocupa el lugar del sistema operativo host.

  • Pros: Los hipervisores de Tipo 1 son muy 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 pueda comprometer.
  • Contras: Un hipervisor de Tipo 1 a menudo necesita una máquina de administración separada para administrar diferentes VM y controlar el hardware del host.

Hipervisor de Tipo 2


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

Los hipervisores de tipo 2 a menudo cuentan con kits de herramientas adicionales para que los usuarios las instalen en el sistema operativo invitado. Estas herramientas proporcionan conexiones mejoradas entre el huésped 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.

  • Pros: Un hipervisor de Tipo 2 permite un acceso rápido y sencillo a un sistema operativo invitado alternativo junto con el principal que se ejecuta en el sistema host. Esto lo hace ideal para la productividad del usuario final. Un consumidor  podría usarlo para acceder a sus herramientas de desarrollo favoritas basadas en Linux mientras usa un sistema de dictado de voz que solo se encuentra en Windows, por ejemplo.
  • Contras: Un hipervisor de Tipo 2 debe acceder a los recursos informáticos, de memoria y de red a través del sistema operativo host, que tiene acceso principal a la máquina física. Esto introduce problemas de latencia que afectan el rendimiento. También presenta posibles riesgos de seguridad si un atacante compromete el sistema operativo host porque podría manipular cualquier sistema operativo invitado que se ejecute en el hipervisor de Tipo 2.

Ejemplos de hipervisor

Hipervisores de VMware
 

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

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

  • VMware Fusion: Esta es la oferta centrada en MacOS de la empresa, que permite a los usuarios de Mac ejecutar una amplia gama de sistemas operativos invitados.
  • Workstation: La plataforma de VMware centrada en Linux y Windows viene en dos versiones: Pro, que es una versión pagada, y Player, que es gratis 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 único sistema operativo invitado.
  • VirtualBox: Un hipervisor de tipo 2 que se ejecuta en los sistemas operativos Linux, Mac OS y Windows. Oracle heredó el producto cuando compró Sun Microsystems en 2010.

"VMware: una guía completa "profundiza mucho más en todas las ofertas y servicios de VMware.

Hipervisor de 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 significa 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 de Tipo 1, aunque funciona de manera diferente a muchos competidores. Hyper-V se instala en Windows pero se ejecuta directamente en el hardware físico, insertándose debajo del sistema operativo host. Luego, 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.

Citrix XenServer
 

XenServer, ahora conocido como Citrix Hypervisor, es un hipervisor comercial de Tipo 1 que admite los sistemas operativos Linux y Windows. XenServer nació de la Proyecto de código abierto Xen (el enlace reside fuera de IBM).

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 por sí solo o como parte de la solución de virtualización de código abierto oVirt, de la cual Red Hat es un patrocinador a largo plazo.

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

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

Xen admite varios tipos de virtualización, incluidos los entornos asistidos por hardware que utilizan Intel VT y AMD-V. También es compatible con la paravirtualización, que modifica el sistema operativo invitado para que funcione con un hipervisor, lo que ofrece mejoras en el rendimiento.

Hipervisor KVM
 

Linux también tiene capacidades de hipervisor integradas directamente en el kernel de su 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 el procesador de la máquina física completamente en software.

KVM admite extensiones de virtualización que Intel y AMD integraron en sus arquitecturas de procesador para brindar un mejor soporte a los hipervisores. Estas extensiones, denominadas Intel VT y AMD-V respectivamente, permiten que el procesador ayude al hipervisor a administrar varias máquinas virtuales. Donde estas extensiones están disponibles, el kernel de Linux puede usar KVM. De lo contrario, recurre a QEMU.

Descubrir más sobre KVM (el enlace reside fuera de IBM) de Red Hat.

Hipervisor de Red Hat


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


Integración de desktop virtual (VDI)

Los hipervisores de Tipo 1 pueden virtualizar más que solo sistemas operativos de servidor. Ellos también pueden virtualizar sistemas operativos de escritorio para empresas que desean administrar de forma centralizada los recursos de TI de sus usuarios finales.

La integración de escritorio virtual (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 administración 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, almacenada en colecciones conocidas como grupos de escritorios virtuales. Cada máquina virtual atiende a un único usuario que accede a ella a través de la red.

El punto final del usuario puede ser un cliente ligero relativamente económico o un dispositivo móvil. Esto les da 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 su lugar, acceden a un agente de conexión que luego se coordina con el hipervisor para obtener un escritorio virtual apropiado del grupo.

Los productos como VMware Horizon brindan toda esta funcionalidad en un solo producto entregado desde su propio servicio local o a través de un proveedor de servicios en la nube hospedado.


Resolución de problemas

Debido a que hay tantas marcas diferentes de hipervisor, la resolución de problemas de cada una de ellas 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 VM. Esto puede suceder cuando haya agotado los recursos de hardware físico del host. Para solucionar este problema, puede agregar más recursos a la computadora host  o reducir los requisitos de recursos para la máquina virtual mediante el software de gestión del hipervisor.

Otro problema común de los hipervisores que impide que las máquinas virtuales se inicien es un punto de control corrupto o una instantánea de una máquina virtual. Esta es la razón por la que las copias de seguridad de VM son una parte esencial de una solución de hipervisor empresarial, pero su software de administración de hipervisor 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.


Hipervisores | IBM

IBM inventó el hipervisor en la década de 1960 para sus computadoras mainframe. Hoy dia, IBM z / VM, un hipervisor para Mainframes de IBM z Systems, puede ejecutar miles de máquinas virtuales Linux en un solo mainframe. IBM PowerVM proporciona sistemas operativos AIX, IBM iy Linux que se ejecutan en IBM Power Systems.

IBM admite una variedad de productos de virtualización en la nube. IBM Cloud Virtual Servers son completamente administrados y personalizables, con opciones para escalar a medida que crecen sus necesidades de computación.

Si actualmente está ejecutando virtualización en las instalaciones, vea las soluciones en la asociación de IBM VMware.

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