PDF de programación - tema 3: Virtualización

TEMA 3: VIRTUALIZACIÓN

Tema 3:
Virtualización

Contenido
TEMA 3: VIRTUALIZACIÓN..........................................................................................................12
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................2
2. CONCEPTOS. ANFITRIÓN Y HUÉSPED....................................................................................2
3. REQUISITOS HARDWARE...........................................................................................................4
4. PARAVIRTUALIZACIÓN Y EXTENSIÓN DE LOS MICROPROCESADORES......................4
4.1. Vt intel (VT).............................................................................................................................6
4.2. Virtualización AMD (AMD-V)................................................................................................6
5. TIPOS DE MÁQUINAS VIRTUALES...........................................................................................6
5.1. Máquinas virtuales de sistema..................................................................................................7
5.2. Máquinas virtuales de proceso..................................................................................................7
6. TÉCNICAS DE VIRTUALIZACIÓN.............................................................................................8
6.1. Virtualización completa del hardware o nativa........................................................................8
6.2. Virtualización de emulación de hardware o no nativa..............................................................8
6.3. Virtualización a nivel de sistema operativo..............................................................................8
7. VENTAJAS DE LA VIRTUALIZACIÓN......................................................................................9
8. SOLUCIONES DE VIRTUALIZACIÓN......................................................................................10
8.1. VirtualBox..............................................................................................................................10
8.2. VMware..................................................................................................................................11
8.3. Virtual PC...............................................................................................................................13
8.4. KVM.......................................................................................................................................14
8.5. XEN........................................................................................................................................15
8.6. Hyper-V..................................................................................................................................16

IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS OPERATIVOS

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1. INTRODUCCIÓN

Ya vimos en el tema 2 como uno de los objetivos de los sistemas operativos consiste en la abstracción,
es decir, abstraer o separar a los programas en funcionamiento del hardware del
equipo.
Decíamos entonces que
los sistemas operativos conseguían realizar este objetivo creando una
serie de máquinas virtuales en las que se ejecutaban las aplicaciones.

Cada una de estas máquinas virtuales generadas por el sistema operativo ofrece a las aplicaciones
una serie de recursos virtuales (espacio de almacenamiento, impresora, video, etc.) de modo que un
error en la aplicación no afecte al hardware real del sistema informático, sino a este hardware virtual.
Sin embargo, estas máquinas virtuales creadas por el sistema operativo no se comportan realmente
como máquinas completas, ya que solo ofrecen a las aplicaciones algunos recursos, no replican todos
los recursos existentes en una máquina real.

El concepto de virtualización nace cuando a alguien se le ocurre ir un paso más allá, crear una
máquina virtual que replique completamente a una máquina real, de modo que sobre dicha
máquina ficticia podamos correr un sistema operativo completo, el cual sería “engañado”
(*), ya que creería que se está ejecutando sobre una máquina normal cuando en realidad se está
ejecutando sobre una máquina virtual.

A partir de este momento, siempre que hablemos de máquinas virtuales estaremos hablando de
este tipo, es decir, máquinas virtuales creadas no por el sistema operativo en sí, sino por un software
especializado en crear maquinas ficticias capaces de comportarse como maquinas reales a fin de
montar sobre ellas sistemas operativos. Este tipo de software se conoce como aplicaciones de
virtualización.

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2. CONCEPTOS. ANFITRIÓN Y HUÉSPED

Los dos conceptos más importantes para entender qué es la virtualización son los de anfitrión
e invitado. Ambos conceptos se refieren a nuestros sistemas operativos, y por lo tanto deberíamos
hablar de sistema operativo anfitrión y sistema operativo invitado.

El anfitrión es el sistema operativo del ordenador en el cual instalamos nuestro programa de
virtualización y que asignará o prestará determinados recursos de hardware a la máquina
virtual que creemos.

El invitado es el sistema operativo que instalamos en el ordenador virtual que hemos creado,
mediante nuestro programa de virtualización y al cual hemos asignado determinados recursos para
funcionar.

En el ejemplo de aquí abajo, podemos ver como sobre un Windows 7 (SO anfitrión) se ha instalado
una máquina virtual sobre la que está corriendo un Linux Ubuntu (SO invitado).

Es decir, el anfitrión (también conocido como host) es que alberga al invitado (también conocido
como guest). Un anfitrión puede tener varios invitados, no está limitado solo a uno.

Para intentar aclarar el concepto, pongamos un símil inmobiliario. El anfitrión es el propietario
de una casa muy grande, que invita a vivir dentro ella a varios invitados, tirando y levantado tabiques
como sea necesario para que cada invitado tenga su propia casita (con su puerta de entrada, su cocina
y su cuarto de baño). Solo tenemos una casa real, pero la hemos dividido de forma que tenemos
varias casas virtuales.

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Evidentemente, en el momento que el anfitrión quiera puede echar de su casa a cualquiera
de los invitados y recuperar el espacio que estaban ocupando.
Del mismo modo, por mucho que el anfitrión quiera, hay un límite en el número de invitados
que puede albergar su casa, que son los metros cuadrados con los que cuente.
Volviendo al ámbito informático, podemos decir que a nivel físico solo tenemos un ordenador, pero a
nivel lógico podemos tener varios ordenadores trabajando a la vez.

3. REQUISITOS HARDWARE

Para construir la máquina virtual tenemos que asignar determinados recursos de hardware,
como son espacio en disco duro, memoria RAM, número de procesadores, etc. que el anfitrión
cederá o compartirá con el invitado.

Cuando tengamos nuestra máquina virtual el siguiente paso que debemos hacer consistirá en instalar
un sistema operativo, ya sea Windows o Linux y funcionará con las mismas reglas que lo hace en
un ordenador normal, actualizaciones, licencias, instalación de software adicional, etc.

Imaginemos un ordenador en el que tenemos instalado un Windows XP, si en dicho ordenador
instalamos un software de virtualización y creamos una máquina virtual que corra Windows 7
por ejemplo, dicho ordenador estará realmente ejecutando dos sistemas operativos al mismo
tiempo (el host y el guest), y todos sus recursos se estarán repartiendo entre ambos. Si dicho
ordenador tiene por ejemplo 2 GB de RAM, podemos darle 1 GB a la máquina virtual, y nuestro
ordenador seguirá funcionando con 1 GB, cosa totalmente aceptable. Sin embargo, si nuestro
ordenador tuviera 1 GB de RAM únicamente tendríamos problemas, ya que 512 MB son muy pocos
para trabajar con un sistema operativo de una forma correcta.

Para que la virtualización funcione aceptablemente bien se necesitarán ordenadores modernos y
potentes, que puedan ceder recursos a sus sistemas invitados para que luego funcionen bien.
Es conveniente como mínimo contar con 2 GB de RAM, suficiente espacio en disco duro, y lo
más importante, un microprocesador potente que pueda dividir su tiempo de proceso entre los dos
SO.

Realizar una virtualización completa mediante software es un proceso engorroso y lento, por eso los
fabricantes de microprocesadores han incorporado en algunos de sus productos soluciones hardware
especializadas en virtualización que han conseguido que la velocidad de las soluciones virtuales
aumente considerablemente, siendo esta una de las principales causas del gran empuje que ha
recibido la virtualización últimamente.

Intel y AMD han desarrollado independientemente extensiones de virtualización a la arquitectura
x86. No son directamente compatibles entre sí, pero proporcionan las mismas funciones.

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PARAVIRTUALIZACIÓN Y EXTENSIÓN DE LOS

4.
MICROPROCESADORES

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