Conceptos Fundamentales de la Virtualización

Una máquina virtual es una implementación de software que emula a una máquina real, permitiendo ejecutar un sistema operativo completo como si fuera un programa más dentro de otro sistema.

El hipervisor es el software encargado de crear y ejecutar las máquinas virtuales. Por ejemplo, programas como VMware y VirtualBox son hipervisores. A la computadora física en la que se ejecuta el hipervisor se la denomina máquina anfitriona, y a cada máquina virtual se la denomina máquina huésped.

Tipos de Hipervisores

Existen dos tipos principales de hipervisores:

• Tipo 1 (Bare-Metal): El hipervisor se ejecuta directamente sobre el hardware físico del equipo, sin necesidad de un sistema operativo intermedio. Ofrecen un rendimiento superior y mayor seguridad.
• Tipo 2 (Hosted): Se ejecuta como una aplicación sobre un sistema operativo existente (conocido como sistema operativo anfitrión). Son más fáciles de instalar y usar para usuarios domésticos.

Por ejemplo, VMware Workstation y VirtualBox son hipervisores de tipo 2, ya que se ejecutan como aplicaciones sobre sistemas operativos como Windows o Linux.

Usos y Ventajas de las Máquinas Virtuales

Para Usuarios Domésticos y Desarrolladores

• Ejecución de Múltiples Sistemas Operativos: Permite ejecutar dos o más sistemas operativos simultáneamente (por ejemplo, Windows y Linux) sin necesidad de particionar el disco duro ni reiniciar la computadora.
• Compatibilidad de Aplicaciones: Facilita la ejecución de aplicaciones que utilizan distintos sistemas operativos al mismo tiempo, ideal si algunas de tus herramientas favoritas funcionan en Windows y otras en Linux.
• Soporte para Software Antiguo: Posibilita la ejecución de aplicaciones y sistemas operativos antiguos que ya no tienen soporte o no son compatibles con el hardware actual. También permite el uso de periféricos obsoletos para los cuales no existen controladores en versiones modernas de sistemas operativos.
• Entorno de Pruebas Seguro: Ofrece un entorno seguro para probar diferentes versiones de sistemas operativos, nuevas configuraciones o software potencialmente inestable sin afectar el sistema principal.
• Aislamiento y Seguridad: Las máquinas virtuales están aisladas entre sí y de la máquina anfitriona. Esto significa que los procesos no pueden ‘escapar’ de una VM, lo que las convierte en un entorno ideal para navegar por sitios web poco seguros o instalar software no confiable, ya que los posibles virus no afectarán a otras máquinas virtuales ni al sistema operativo anfitrión.

Para Entornos Empresariales y Servidores

• Consolidación de Servidores: Permite consolidar múltiples servidores (web, correo, FTP, bases de datos, etc.) en un único equipo físico, con cada servidor ejecutándose en una máquina virtual independiente.
• Mayor Fiabilidad y Seguridad: El fallo de un sistema operativo huésped no afectará al resto de servidores. Además, el aislamiento inherente a las máquinas virtuales impide que un servidor interfiera o acceda a los datos de los demás.
• Ahorro de Costos: La reducción del número de máquinas físicas se traduce en un ahorro significativo en hardware, consumo eléctrico y espacio en el centro de datos.
• Hosting de Servidores Virtuales: Facilita el negocio de hosting, permitiendo a los clientes alquilar una máquina virtual y ejecutar cualquier sistema operativo y software deseado a una fracción del costo de un servidor dedicado, ya que una única máquina física aloja múltiples VMs.
• Migración de Software Simplificada: Simplifica la migración de software. Mover aplicaciones a un nuevo equipo suele ser complejo debido a dependencias de versiones de SO, bibliotecas y configuraciones. Con las máquinas virtuales, basta con mover la VM completa, lo que agiliza el proceso.

Inconvenientes de las Máquinas Virtuales

El principal inconveniente de las máquinas virtuales es su consumo de recursos (CPU, RAM, almacenamiento). Esto puede resultar en una ralentización del sistema, ya que el rendimiento de una aplicación en una VM no alcanzará la misma velocidad de ejecución que si se instalara directamente en el sistema operativo anfitrión o sobre el hardware físico.

Requerimientos para la Virtualización

Requisitos de Hardware

• Es fundamental habilitar la virtualización en la BIOS/UEFI del equipo. Para CPUs Intel, busca la opción Intel Virtualization Technology (VT); para CPUs AMD, la opción SVM Mode.

Configuraciones de Red para Máquinas Virtuales

Modo Puente (Bridged):

Conecta la máquina virtual (VM) directamente a la misma red física que la máquina anfitriona. La VM obtiene su propia dirección IP del router de la red, actuando como un dispositivo independiente en la red.

Modo NAT (Network Address Translation):

La máquina virtual se conecta a una red privada virtual (ej. VMNet8) gestionada por el hipervisor. No obtiene una dirección IP directamente del router principal, sino de un servidor DHCP interno del hipervisor. A través del servicio NAT, la VM puede acceder a internet, pero no es directamente accesible desde la red externa.

Modo Solo Anfitrión (Host-Only):

La máquina virtual se conecta a una red privada virtual (ej. VMNet1) a la que también está conectada la máquina anfitriona mediante una interfaz virtual. Permite la comunicación entre la VM y el anfitrión, pero no el acceso directo a la red externa.

Modo Personalizado (Custom):

Permite al usuario configurar manualmente el tipo de conexión de red de la VM utilizando herramientas como el «Virtual Network Editor» del hipervisor, ofreciendo flexibilidad avanzada.

Apéndice: ¿Cómo Funciona un Router NAT?

En sus inicios, Internet no fue concebido para ser una red tan vasta. Por ello, se reservaron «solo» 32 bits para las direcciones IP, lo que equivale a 4.294.967.296 direcciones únicas. Sin embargo, el número de dispositivos conectados a Internet creció exponencialmente, provocando el agotamiento de las direcciones IP. Para mitigar este problema, surgió la NAT o Network Address Translation (Traducción de Direcciones de Red).

La premisa es simple: permitir que redes internas utilicen un rango de direcciones IP privadas y se conecten a Internet a través de una única dirección IP pública. Esta solución permitió a grandes empresas y redes domésticas operar con una sola IP pública, conservando el limitado espacio de direcciones.

¿Cómo Funciona la NAT?

Cuando un dispositivo de la red interna inicia una conexión saliente, el router NAT registra la IP privada y el puerto de origen, asociándolos a su IP pública y a un puerto efímero (elegido al azar). Al recibir una respuesta en este puerto efímero, el router consulta su tabla de traducción y reenvía los datos a la IP privada y puerto correspondientes del dispositivo interno.

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