Virtualización en Software Libre

José Alejandro Vázquezalejo.vazquez@gmail.com

Congreso Nacional de Software LibreMérida 17 y 18 de mayo de 2013

¿Qué es la virtualización?

Es un medio para crear una versión virtual de un dispositivo o recurso:

software, dispositivo de almacenamiento, redes o incluso un

sistema operativo.

Esto se logra dividiendo

el recurso físico en uno

o más entornos de ejecución.

Virtualización de Sistemas Operativos

Se lleva a cabo en una plataforma de hardware mediante un software "anfitrión", que simula un entorno computacional (máquina virtual) para su software "huésped". Este software “huésped”, puede ser un sistema operativo completo, que se ejecuta como si estuviera instalado en una plataforma de hardware autónoma.

Virtualización● Se refiere a la abstracción de los

recursos de una computadora.● Nos permite tener varios ordenadores

virtuales ejecutándose sobre el mismo ordenador físico.

● Permite ocultar detalles técnicos a través de la encapsulación.

“La virtualización es, en términos generales, ofrecer recursos que no existen en realidad

Y mantener la ilusión, tan bien como sea posible.”

¿Qué es un Hipervisor?El Hipervisor o VMM (Virtual Machine Monitor) crea una capa de abstracción entre el hardware de la máquina física (host) y el sistema operativo de la máquina virtual (guest), siendo un medio para crear una versión virtual de un dispositivo o recurso.

¿Qué es un hipervisor?

Esta capa de software (VMM) maneja, gestiona y arbitra los cuatro recursos principales de una computadora (CPU, Memoria, Red, Almacenamiento) repartiendo dinámicamente dichos recursos entre todas las máquinas virtuales.

Idealmente, el kernel de cada una de las máquinas virtuales no sabe siquiera que está siendo ejecutado dentro de un hipervisor. Genera una ilusión completa.

Tipos de Virtualización

Virtualización a nivel de librerías: Mediante librerías se consigue una capa de compatibilidad que emula un Sistema Operativo.

Permite ejecutar binarios de otro Sistema Operativo.

Ejm: WINE, Cedega, etc.

Tipos de VirtualizaciónVirtualización de aplicaciones (pseudo-code machine): La MV crea un pequeño entorno virtual que aísla las aplicaciones del hardware, del SO y de otras aplicaciones.

Ejm: Java VirtualMachine, LVM, P-codemachine, Parrot,Smalltalk o MS-CommonLanguage Runtime.

Tipos de VirtualizaciónEmulación del hardware: la máquina virtual simula un hardware completo permitiendo correr de forma aislada instancias de los Sistemas Operativos guest. Ejm: Qemu.

Tipos de VirtualizaciónVirtualización con hypervisor: Las instancias de los SO “guest” corren sobre el hypervisor, que les permite acceder directamente al hardware y no a un hardware simulado como en el caso de los emuladores. Si no es necesario modificar el SO “guest” entonces es virtualización completa. Ejm: Virtualbox, Vmware.

Tipos de VirtualizaciónCuando es necesario

modificar el SO “guest”,

entonces se denomina

Paravirtualización.

Ejm: Xen.

KVM, un módulo que

convierte el kernel

Linux en un

hypervisor. Ejm:

Proxmox.

Ventajas de la Virtualización

➔ Compatibilidad HW

➔ Aislamiento

➔ Encapsulamiento

➔ Ahorro de energía

➔ Independencia del Hardware

➔ Aprovechamiento de los recursos de computo

➔ Estabilidad

Algunas Desventajas

➔ Rendimiento inferior

➔ Limitaciones en el Hardware

➔ Proliferación de máquinas

virtuales

➔ Centralización de las máquinas

en un único servidor

➔ Portabilidad limitada entre

virtualizadores

Software DisponibleXen: Modo asistido, Software Libre, soporte multiplataforma, paravirtualización y virtualización completa.

KVM: Software Libre, virtualización completa.

VirtualBox: Multiplataforma, componentes

propietarios.

Proxmox: Multiplataforma, Software Libre

OpenVZ: Sólo Linux, Software Libre.

Virtualización y Software Libre

XEN:Es un hipervisor puro.

La primera MV que se crea se convierte en nuestro sistema supervisor. En idioma Xen, Dom0.

Todas las MV que se lancen después son DomU.

El kernel tiene que estar compilado para correr dentro de la arquitectura virtual que nos ofrece Xen

― No se puede usar un kernel estándar.

Virtualización y Software Libre

KVM ➔ Agrega funciones de hipervisor a un núcleo

estándar de Linux

➔ KVM fue la primera solución de virtualización en ser incluida en el núcleo de Linux (2.6.20)

➔ Hereda/incluye muy buena parte de Qemu.

➔ Las MV son sencillamente más procesos dentro del árbol de procesos.

Conclusiones de Xen vs. KVM

PRO: Xen es un sistema maduro y probado, con herramientas muy completas y robustas .

CON: Xen es muy intrusivo. Requiere parches extensos al kernel.

CON: Xen no tiene el soporte completo de hardware de un núcleo como Linux.

PRO: KVM es muy ligero, y fue aceptado ya como parte del árbol oficial de Linux .

CON: KVM es aún nuevo como virtualizador; carece de buenas herramientas de administración.

Otra Opción:(Sólo Linux) OpenVZ

OpenVZ es una tecnología de virtualización que permite que un servidor físico ejecute múltiples instancias de sistemas operativos aislados, conocidos como Servidores Privados Virtuales (SPV o VPS en inglés) o Entornos Virtuales (EV).

Característicasde OpenVZ

● Tanto huesped como anfitrión deben ser linux (cualquier distro, pero linux).

Proporciona:● Mejor rendimiento, escalabilidad,

densidad, administración de recursos dinámicos, y facilidad de administración

= Linux

Más ventajas de PROXMOX:

● Completamente Software Libre.● La política de respaldos puede hacerse

muy eficiente gracias a la existencias de “snapshots”.

● Se puede asignar recursos dinámicamente y “en caliente”.

● Puedes migrar MV muy fácilmente a otros hipervisores PROXMOX.

● Puedes crear clusters de máquinas físicas para ser administradas como ún sólo hipervisor.

Caso Práctico: Colegio Universitario Hotel Escuela de Los

Andes Venezolanos (CUHELAV)● 2 años de trabajo ininterrumpido usando

como plataforma PROXMOX.● Proxmox combina las tecnologías de

virtualización OpenVZ y KVM.● Si necesitas “algo que no sea linux” o

necesitas mayor independencia del hipervisor puedes usar KVM.

● Crear una MV toma 5 minutos... o menos, gracias a las plantillas.

Plataforma de Servidoresdel CUHELAV

1 máquina física7 máquinas virtuales

Interfaz Web de PROXMOX

Interfaz Web de PROXMOX

Interfaz Web de Proxmox

Conclusiones

➔ Debe realizarse una planificación inicial para determinar las ventajas, desventajas y necesidades reales de realizar el proceso de migración a virtualización.

➔ Con la virtualización puedes aprovechar al máximo los recursos de computo.

➔ Se puede hacer asignación dinámica de recursos de hardware según necesidades.

Conclusiones

➔ PROXMOX provee una plataforma de virtualización muy estable. Su administración es sencilla y no requiere mucha experiencia con GNU/Linux.

➔ Al dividir los servicios y aplicaciones en MV separadas, se puede organizar mejor el esquema de seguridad de una red.

Ciclo de Preguntas

Gracias por su atención

José Alejandro Vázquez F.

alejo.vazquez@gmail.com