ut2 introduccion a la virtualizacion de ordenadores-2013

UT_2: Introducción a la virtualización de Ordenadores. 07-09-13

Indice:

1. Virtualización

1.1. Definición

1.2. Características

1.3. Tipos de virtualización

1.4. Técnicas de Virtualización

2. Máquinas virtuales

2.1. Definición

2.2. Características

2.3. Ventajas e inconvenientes de las máquinas virtuales.

2.4. Software para crear máquinas virtuales

2.5. Utilidades y usos más frecuentes de las máquinas virtuales

3. Instalación del hipervisor de maquina virtual

3.1. Instalación de controladores

3.2. Opciones de las máquinas virtuales

4. Creación y configuración de máquinas virtuales

4.1. Pasos para crear una máquina virtual:

4.2. Configuración de una máquina virtual:

5. Instalación de un sistema operativo en una máquina virtual

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1. VirtualizaciónLa virtualización es un concepto en auge que está siendo muy utilizado por instituciones, empresas, universidades, institutos, colegios, etc. La tendencia es que la virtualización siga creciendo en los próximos años.

La virtualización se utiliza tanto en los entornos empresariales como en los domésticos, esto se debe a que es que es fácil de realizar y ofrece importantes ahorros en costes, energía, mano de obra, etc.

Existen varios tipos de virtualización dependiendo de los recursos que se vayan a virtualizar, algunos son:

• Sistemas operativos (operating system-level virtualization).• Servidores (server virtualization).• Almacenamiento (storage virtualization).• Aplicaciones (application virtualization o application service virtualization).

1.1. DefiniciónLa virtualización es un conjunto de técnicas hardware y/o software que permite abstraer hardware y/o software creando la ilusión de que se están manejando recursos como dispositivos físicos, sistemas operativos, sesiones remotas, etc., de forma transparente al usuario.

1.2. CaracterísticasAlgunas características de la virtualización son:

• No es algo nuevo, en los años ochenta IBM ya la utilizaba en sus ordenadores como, por ejemplo, en el VM/370.

• La virtualización empezó a interesar después del efecto 2000 cuando empezaron a salir al mercado las primeras versiones de VMware. Igual que Microsoft se asocia con sistema operativo, VMware lo hace con virtualización.

• La virtualización se debe al potente hardware que tienen los sistemas informáticos, en muchas ocasiones con recursos infrautilizados.

• Desde 2005 algunos fabricantes como Intel y AMD han añadido soporte hardware para la virtualización, se conoce como: Intel Virtualization Technology (VT) y AMD Virtualization (AMD-V). Lo que hacen es añadir una funcionalidad específica para permitir a los programas que sirven para virtualizar un rendimiento mayor.

• Se pueden virtualizar distintos recursos como sistemas operativos, servidores, almacenamiento, aplicaciones, etc.

1.3. Tipos de virtualizaciónHay diferentes tipos de virtualización, algunos son:

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• Virtualización de sistemas operativos. Consiste en ejecutar varios sistemas operativos (invitados) sobre un sistema operativo real (anfitrión) que se ejecuta sobre la máquina física. Para ello se utiliza un software de virtualización (gestor de máquina virtual) que se encarga de interpretar el conjunto de instrucciones de la máquina, ese programa se conoce como hipervisor de tipo 2.

Dicho hipervisor se encarga de emular directamente el hardware. De modo que las llamadas al hardware del sistema operativo instalado serán capturadas y convertidas en llamadas al sistema del hardware emulado. En general, la emulación del hardware recibe el nombre de virtualización. Al emularse directamente el hardware, el usuario tiene la impresión de que la máquina sobre la que está trabajando es totalmente independiente. Un inconveniente es que consume recursos que necesita el sistema operativo real.

Estructura de capas para la virtualización de sistemas operativos:- Capa física. El hardware (conjunto de recursos como el procesador, la memoria, etc.).- Sistema operativo anfitrión. Es el sistema operativo (Windows, Linux, etc.) sobre el que va el programa que gestiona las máquinas virtuales.- Hipervisor de tipo 2. Software de virtualización (Microsoft Virtual PC, VMware Workstation, VirtualBox, etc.).- Sistemas operativos invitados. Son las máquinas virtuales con el sistema operativo Windows, Linux, etc.

Este tipo de virtualización también es conocido como

Máquinas Virtuales de Sistema, que son aquellas

que permiten a la maquina física que las soporta

multiplicarse en varias máquinas virtuales que

ejecutan cada una su propio sistema operativo.

Con ellas se puede cargar un programa en el sistema

operativo anfitrión que permite crear máquinas

virtuales. El Hipervisor de tipo 2.

Estructura de capas para la virtualización de sistema operativo.

• Virtualización de servidores. La diferencia con el tipo anterior es que el software de virtualización (gestor de máquina virtual) interactúa directamente con el hardware del ordenador. En este caso el sistema operativo anfitrión se elimina de la estructura de capas, y se sustituye por el Hipervisor de tipo 1, único programa que se ejecuta en el anfitrión y en modo kernel. Viene a ser un gestor que permite crear y controlar las distintas maquinas vituales que se hayan sobre él.

Estructura de capas de la virtualización de servidores:- Capa física. El hardware (conjunto de recursos como el procesador, la memoria, etc.).

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- Hipervisor de tipo 1 (también conocido como monitor de máquinas virtuales). Es el software de virtualización, por ejemplo, Microsoft Hyper-V,VMware ESX/ESXi, etc.- Sistemas operativos invitados. Son las máquinas virtuales con el sistema operativo Windows, Linux, etc. Este sistema operativo puede estar optimizado.

Estructura de capas de la virtualización de servidores.

• Virtualización de almacenamiento. Este tipo de virtualización está bastante desarrollado y consiste en independizar la parte física de los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo discos de almacenamiento), de la parte lógica.

Una de las ventajas que tiene este tipo de virtualización es que trata un disco físico como si fueran varios discos lógicos, también se pueden juntar varios discos físicos y ofrecerlos como si de un solo disco lógico se tratara.

Un ejemplo de la utilización de esta técnica de virtualización es la que se utiliza actualmente en la mayoría de los sistemas operativos, en Windows se conoce como LDM (Logical Disk Manager, Administrador de discos lógicos) y en Linux como LVM (Logical Volume Manager, Administrador de volúmenes lógicos).

• Virtualización de aplicaciones ( o Máquinas Virtuales de Proceso) Las aplicaciones también se pueden virtualizar, existen dos modos de hacerlo: ejecutar la aplicación de forma remota o ejecutar la aplicación en el propio sistema operativo mediante otra aplicación intermedia. Utilizando estas técnicas se independiza la ejecución de aplicaciones del sistema operativo, esto permite que sea posible ejecutar programas desde cualquier lugar de forma segura.

Como la máquina virtual de Java, que permite trabajar en sistemas operativos como Windows, Linux, Solaris o Mac OS X, o la máquina virtual del entorno .NET, que sólo es válida para máquinas con sistemas operativos de Microsoft. Son un tipo de máquinas virtuales que se sitúan por encima del sistema operativo y tratan de aislar a las aplicaciones del entorno sobre el que se ejecutan. Proporcionan una capa entre las aplicaciones y el sistema operativo que captura todas las llamadas al sistema y las traduce al sistema concreto de ejecución.

Este tipo de máquinas virtuales se ejecutan como un proceso normal dentro de un sistema operativo y soporta un solo proceso. La máquina se inicia automáticamente cuando se lanza el

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proceso que se desea ejecutar para filtrar el código del mismo y adaptarlo a la plataforma sobre la que está corriendo y se detiene cuando este finaliza.

El objetivo final de este tipo de máquina virtual es proporcionar un entorno de ejecución independiente de la plataforma hardware y del sistema operativo, que oculte los detalles de la plataforma subyacente y permita que un programa se ejecute siempre de la misma forma sobre cualquier plataforma.

• Virtualización de entornos (o Emuladores). Se trata de una máquina virtual que se crea para ejecutar directamente aplicaciones que necesitan un entorno determinado de ejecución sobre otro entorno totalmente diferente, bien sea un entorno hardware o bien un entorno software. Por ejemplo para jugar en el PC como si este fuera una consola de Nintendo. O para ejecutar programas propios del antiguo MSDOS sobre un Windows 7.

Entiéndase como emulación a la imitación que un dispositivo hace del funcionamiento de otro, por tanto un Emulador es un programa informático diseñado para ser capaz de simular o imitar a otro programa o sistema.

1.4. Técnicas de VirtualizaciónHoy en día se usan 3 diferentes técnicas de virtualización distintas que son:

Virtualización completa o nativa. Virtualización de emulación o no nativa. Virtualización a nivel de Sistema Operativo.

También veremos cómo existe una variedad de la virtualización completa o nativa conocida como paravirtualización.

Virtualización completa del hardware o nativa.

Cada máquina virtual puede ejecutar cualquier sistema operativo soportado por el hardware real del sistema. Así los usuarios pueden ejecutar dos o más sistemas operativos distintos simultáneamente en computadoras "privadas" virtuales, pero siempre que dichos sistemas operativos puedan funcionar en la arquitectura hardware de la máquina física.

Así, por ejemplo, en un PC (arquitectura x86) podemos instalar máquinas virtuales para correr Windows, Linux, MacOS, etc. Sin embargo, no podríamos correr sistemas operativos que no puedan funcionar en arquitecturas x86 como sería por ejemplo un IBM AIX o el sistema operativo de una XBOX.

Esta técnica de virtualización es la más usada, y la que vamos a utilizar en este curso.

Virtualización de emulación de hardware o no nativa.

Las máquinas virtuales también pueden actuar como emuladores de hardware, permitiendo que aplicaciones y sistemas operativos concebidos para otras arquitecturas de procesador se puedan ejecutar sobre un hardware que en teoría no soportan.

Por ejemplo, si ejecutamos en un PC un emulador de la consola de juegos Nintendo 64, estamos creando una máquina virtual que emula la arquitectura de dicha consola sobre la arquitectura x86 de nuestro PC.

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Algunas máquinas virtuales que usan esta técnica, aprovechan para emular un hardware que sólo existe como una especificación, es decir, un hardware común teórico. Esta técnica la utiliza por ejemplo la máquina virtual de Java, permitiendo así que el mismo programa se pueda ejecutar en un PC, en un móvil o en una consola de juegos. La misma técnica utiliza el motor de la máquina virtual de .NET.

Virtualización a nivel de sistema operativo.

Esta técnica consiste en dividir una computadora en varios compartimentos independientes de manera que en cada compartimento podamos instalar un servidor. A estos compartimentos se los llama "entornos virtuales". Desde el punto de vista del usuario, el sistema en su conjunto actúa como si realmente existiesen varios servidores ejecutándose en varias máquinas distintas. Dos ejemplos son las zonas de Solaris (Solaris Zones) y la técnica de Micro Partioning del IBM AIX.

Normalmente, no nos vamos a encontrar con esta técnica, usada solo en grandes sistemas y cada vez más obsoleta, ya que no cuenta con las posibilidades de ajuste de la virtualización completa.

Paravirtualización.

Es una variante de la virtualización completa o nativa. Consiste en permitir que los sistemas operativos que corren en las máquinas virtuales ataquen en algunos casos directamente el hardware del sistema, de modo que las instrucciones llegan directamente al procesador de nuestra maquina real o anfitrión, sin tener que ser traducidas y gestionadas por el hypervisor como ocurre en la virtualización completa.

Esto conlleva que esta paravirtualización es más rápida y eficiente.

El gran problema de la paravirtualización es que los sistemas operativos no están preparados para funcionar dentro de una máquina virtual que utilice paravirtualización, de modo que el sistema operativo guest o invitado tiene que ser modificado íntegramente para poder ser utilizado. Es decir, no vale con instalar dentro de una máquina virtual un SO normal, sino que hay que tocar los fuentes de dicho SO, modificarlos y volver a compilar el SO antes de que pueda ser usado.

Evidentemente esto lo podemos hacer si el SO tiene una licencia de software abierto, como Linux por ejemplo, pero es imposible realizarlo con SO de licencias cerradas como Windows o Mac OS, lo que implica que en las máquinas virtuales que se monten con este sistema de paravirtualización no podremos emular ningún sistema operativo comercial cerrado. En la actualidad los SO que han sido modificados son NetBSD, Linux, FreeBSD y Plan 9.

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2. Máquinas virtualesEn muchas ocasiones surge la necesidad de probar un programa o realizar pruebas en otro sistema operativo distinto al instalado, y como solución podríamos formatear el equipo e instalar este sistema operativo, o podríamos crear una partición e instalarlo en ella, o podríamos buscar otro equipo distinto en el que se pueda instalar.

Pero la solución es mucho mas sencilla que todo esto: lo único que hay que hacer es instalar en nuestro equipo una herramienta que emule el sistema operativo que se quiere probar, así no hay necesidad de formatear ni de cambiar de equipo.

El sistema operativo emulado queda totalmente independiente del sistema operativo real, conviviendo ambos en total armonía y pudiendo pasar de uno a otro con facilidad. Esto se consigue mediante el uso de las máquinas virtuales.

2.1. DefiniciónUna máquina virtual es un programa informático que crea un entorno virtual entre el sistema operativo y el hardware para que el usuario final pueda ejecutar aplicaciones en una máquina abstracta.

O sea, que una máquina virtual es un software (un programa) que emula a un ordenador real con su disco duro, su memoria ram, su tarjeta gráfica, su BIOS, etc. que se utilizan como si fuera la maquina física de modo que puede ejecutar programas de igual forma que lo hace un ordenador real. Es como tener un ordenador dentro de otro ordenador pero funcionando de forma virtual

Por decirlo de otra manera: una máquina virtual es una aplicación que simula el funcionamiento de una máquina real sobre la que se pueden instalar sistemas operativos, aplicaciones, navegar por la red, imprimir desde alguna aplicación, usar los dispositivos USB, etc.

Dentro de una maquina virtual se puede instalar cualquier sistema operativo, ya sea igual o diferente al sistema operativo real, siempre y cuando el programa para virtualizar lo soporte. Por ejemplo, Windows XP dentro de Linux o Linux dentro de Windows 7.

Nota: Las máquinas virtuales pueden instalarse sobre cualquier ordenador, aunque conviene consultar los requerimientos de equipo que indique el suministrador del software, ya que hay máquinas virtuales que pueden requerir un mínimo de 2 Gb de memoria ram y que no convendrá instalarlas en ordenadores con una cantidad de ram insuficiente.

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2.2. CaracterísticasAlgunas características de las maquinas virtuales son:

• Las distintas máquinas virtuales pueden ejecutar cualquier sistema operativo o aplicación sin que la ejecución afecte a otras máquinas virtuales porque están aisladas entre sí, igual que las máquinas físicas. Por ejemplo, si hay 3 máquinas virtuales en una máquina real y falla una de ellas, las otras dos siguen estando disponibles.

• El sistema operativo que está instalado sobre el ordenador (físico) se llama anfitrión y el sistema operativo que está instalado en la maquina virtual se denomina invitado, la forma de instalar un sistema operativo invitado es igual que cuando se instala sobre una máquina física. Para el sistema operativo anfitrión una máquina virtual se comporta como una aplicación más instalada en él.

• Una máquina virtual es compatible con sistemas operativos estándar como Windows o Linux, así que, cualquier programa desarrollado para dichos sistemas operativos puede ejecutarse igualmente en una máquina virtual.

• Las máquinas virtuales tienen lo mismo que cualquier ordenador: BIOS, memoria, discos duros, etc. Y cuando se instala un sistema operativo en una máquina virtual es como si se instalara el sistema operativo desde cero, incluso se puede formatear un disco, crear particiones, etc., todo igual que si fuera un ordenador normal.

• Una máquina virtual ni siquiera sabe que es virtual; se comporta como una máquina física real, asumiendo que todos los recursos del sistema, o al menos los que se le hayan asignado, están disponibles enteramente para ella.

• Una máquina virtual se encapsula en una colección de archivos, y al igual que los archivos, las máquinas virtuales se pueden copiar, mover, distribuir (enviar por correo, grabar en DVD, etc.)

• Las máquinas virtuales tienen discos duros virtuales que para la máquina anfitriona (es decir, para la máquina real) son simplemente ficheros de datos que se pueden crear, copiar, mover, eliminar, etc.

• El software que sirve para crear máquinas virtuales permite ejecutar varios sistemas operativos dentro del mismo hardware, compartiendo simultáneamente los recursos sin interferencias.

• La virtualización permite que en un solo ordenador haya máquinas virtuales con distintos servicios o aplicaciones, por ejemplo, el correo electrónico, DNS, DHCP, etc. Gracias a la virtualización se aprovechan los ordenadores y se deja a un lado el principio una aplicación por ordenador.

• Una máquina virtual es completamente independiente del hardware físico. La máquina virtual tiene todos los componentes físicos pero éstos son virtuales (placa base virtual, tarjeta VGA virtual, controlador de tarjeta de red virtual,…, etc.), esto quiere decir que una máquina virtual puede ejecutarse en una máquina real con tarjeta de red de marca x, pero siempre verá una tarjeta de red virtual. Esto es útil porque permite que una máquina virtual se pueda mover de una maquina real a otra, sin realizar cambios en los controladores del dispositivo aunque las 2

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máquinas reales sean de 2 fabricantes distintos. La independencia del hardware proporciona más portabilidad y flexibilidad para la gestión de servidores por ejemplo.

• Las aplicaciones están protegidas de los problemas de estabilidad y rendimiento de otras aplicaciones existentes en la máquina real, es decir; si una persona tiene todas sus aplicaciones en una máquina virtual, la estabilidad y rendimiento es independiente de lo que suceda en la máquina real. El comportamiento es como si se tratara de otro ordenador.

• El sistema operativo anfitrión y el invitado son independientes, pero pueden compartir información entre ellos mediante el portapapeles, mediante carpetas compartidas o utilizando la red.

• El uso de software de virtualización permite ejecutar varias máquinas virtuales con distintos sistemas operativos sobre el mismo hardware de manera simultánea y cada una de ellas con su propio ambiente virtual. Además estas máquinas virtuales se pueden copiar y mover a otra máquina física de manera muy sencilla, lo que proporciona una manera rápida y cómoda de hacer backups o de reutilizar máquinas existentes. Las máquinas virtuales tienen discos duros virtuales que para la máquina anfitriona (es decir, para la máquina real) son simplemente ficheros de datos que se pueden copiar y manejar. La propia máquina virtual no es mas que un fichero de configuración.

• Además existen en Internet muchas máquinas virtuales listas para ser ejecutadas y que permiten tener un entorno de desarrollo web en muy pocos minutos: Linux con Apache, PHP y mySQL instalado y configurado de manera directa, o bien una solución wiki lista para ser usada simplemente descargando una máquina virtual.

Algunas ventajas de las máquinas virtuales:

• Permiten probar sistemas operativos, aplicaciones y configuraciones sin interferir con otras aplicaciones o sistemas operativos existentes. (Si no se creara una máquina virtual, la solución sería crear una partición y dar formato).

• El sistema operativo virtualizado en la máquina virtual es totalmente independiente del sistema operativo de la máquina anfitriona.

Aislamiento: las máquinas virtuales son totalmente independientes, entre sí y con el hipervisor. Por tanto un fallo en una aplicación o en una máquina virtual afectará únicamente a esa máquina virtual. El resto de máquinas virtuales y el hipervisor seguirán funcionando normalmente. Por ejemplo si en nuestro PC creamos máquinas virtuales, estaremos más protegidos ante posibles virus que puedan introducirse por la conexión a Internet

Seguridad: cada máquina tiene un acceso privilegiado (root o administrador) independiente. Por tanto, un ataque de seguridad en una máquina virtual sólo afectará a esa máquina.

Flexibilidad: podemos crear las máquinas virtuales con las características de CPU, memoria, disco y red que necesitemos, sin necesidad de “comprar” un ordenador con esas características. La

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virtualización ofrece ahorros sustanciales mediante la reducción de costes en energía, instalaciones, mano de obra, espacio y dinero. Incluso sus reinicios son más rápidos que los de la máquina real. También podemos tener máquinas virtuales con distintos sistemas operativos, ejecutándose dentro de una misma máquina física.

Lo bueno de tener máquinas virtuales es que en realidad no es necesario disponer de más discos duros ni más CD/ DVD, ya que todo es simulado; se pueden crear discos duros virtuales que en realidad son también simulados, ya que en realidad son ficheros que el programa crea y en el que se instala todo lo que se desea.

Además de los discos virtuales, también se pueden usar otros dispositivos (por ejemplo, CD/DVD, impresoras, otro disco duro real, etc.) y compartir carpetas con el ordenador real.

Otra ventaja de usar los CD/DVD simulados es que se puede trabajar con imágenes como si fueran discos compactos reales. Esas imágenes son las que los propios programas de grabación crean y que suelen tener extensiones como .iso,.cue o .img.

Agilidad: la creación de una máquina virtual es un proceso muy rápido, básicamente la ejecución de un comando. Por tanto, si necesitamos un nuevo servidor lo podremos tener casi al instante, sin pasar por el proceso de compra, configuración, etc. Lo mismo de fácil es realizar cambios en una máquina virtual añadiéndole o retirándole componentes.

Portabilidad: toda la configuración de una máquina virtual reside en uno o varios ficheros. Esto hace que sea muy fácil clonar o transportar la máquina virtual a otro servidor físico, simplemente copiando y moviendo dichos ficheros que encapsulan la máquina virtual.

Recuperación rápida en caso de fallo: si se dispone de una copia de los ficheros de configuración de la máquina virtual, en caso de desastre la recuperación será muy rápida, simplemente arrancar la máquina virtual con los ficheros de configuración guardados. No es necesario reinstalar, recuperar backups y otros procedimientos largos que se aplican en las máquinas físicas.

• Facilidad para hacer copias de seguridad, es tan simple como copiar y pegar un fichero.

• Gracias a las snapshots (instantáneas) los errores no son fatales y se puede recuperar un estado anterior de la máquina virtual.

• Permite que los cambios que se realizan en una máquina virtual no se guarden, las modificaciones desaparecen cuando se reinicia la máquina virtual, también está la opción de guardar los cambios.

Otra de las posibilidades que ofrecen las máquinas virtuales es no guardar cambios de las instalaciones, configuraciones, etc., que se hacen en el sistema operativo invitado, de esa forma cada vez que se inicia la máquina es como si se hubiera instalado el sistema operativo de nuevo. Y si has pillado virus, troyanos, etc, desaparecen al apagarse la máquina virtual

• No es necesario cargar e instalar un gestor de arranque dual para ejecutar varios sistemas operativos» se pueden ejecutar distintos sistemas operativos simultáneamente.

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• Si el disco duro virtual se daña, existe la posibilidad de abrirlo, dependiendo del sistema de fichero que tenga se puede abrir desde un sistema Linux o Windows virtualizado. Asignándolo a una máquina virtual que funciona o a un S.O. Live.

En el caso de que el disco duro tenga extensión .VHD se puede abrir desde Windows 7 y Windows Vista sin tener que virtualizarlo (Inicio Equipo -*Botón de la derecha Administrar Almacenamiento Administración de discos -* Botón de la derecha Exponer -» Seleccionar la ubicación del fichen» .VHD Pulsar en el botón Aceptar Botón de la derecha encima del disco que acabamos de exponer pulsar En línea, en algunos casos puede ser necesario arrancarlo con MBR o GPT).

En el caso de que el disco duro tenga extensión .VDI se puede abrir con Oracle VM VirtualBox.

• Un error en un sistema operativo virtualizado en una máquina virtual sólo afecta a esa máquina.

• Pueden ser sistemas operativos portátiles, el sistema operativo virtualizado se puede llevar en un dispositivo USB y arrancarlo en cualquier ordenador.

• Utilizar sistemas operativos y aplicaciones que ya no tienen soporte sin interferir con otras aplicaciones y con el sistema operativo.

• Los programadores y desarrolladores de aplicaciones pueden probar sus programas en cualquier sistema operativo.

• Rápida recuperación frente a un desastre. Las empresas que ofrecen productos para virtualizar han desarrollado sistemas para recuperarse frente a fallos, por ejemplo, realizando un failover automático.

• Protección porque por ejemplo, si en el PC de nuestra casa creamos máquinas virtuales, estaremos más protegidos ante posibles virus que puedan introducirse por la conexión a Internet (sólo infectarían una máquina virtual) o de que se nos borren las fotos de las vacaciones (porque los datos están encapsulados en un fichero).

• Son más ecológicas por requerir menos cantidad de recursos duplicados como ventiladores, disipadores, etc. Y por ello reducen el consumo energético y el ruido.

Algunas desventajas e inconvenientes de las máquinas virtuales:

Hasta ahora puede parecer que una máquina virtual es la panacea para resolver muchos problemas, pero también podemos indicar que tienen algunos inconvenientes.

Como dice el refrán, “No hay vaca gorda que no pese”, de modo que el precio a pagar por disfrutar de todas estas ventajas, consiste fundamentalmente en una pérdida de rendimiento, es decir, una aplicación generalmente correrá más despacio en una máquina virtual que en un servidor físico.

La degradación dependerá de la tecnología de virtualización utilizada, de la configuración realizada a nivel hypervisor y de la propia aplicación. Por regla general, las aplicaciones que más repercuten la pérdida de rendimiento son las que realizan operaciones frecuentes de entrada/salida.

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Por otro lado, la máquina real debe contar con espacio en disco duro, con un procesador de cierta potencia y con suficiente capacidad de memoria RAM, ya que debe ceder ciclos de procesador y espacio de memoria a la hora de arrancar las máquinas virtuales.

Entre los posibles inconvenientes podemos destacar:

La máquina virtual ocupará espacio de nuestro disco duro. La máquina virtual en sí puede ocupar en torno a 1 GB, pero a este espacio hay que añadirle el sistema operativo que tendremos que instalar.

Además, el espacio ocupado irá creciendo a medida que le instalemos más programas.

Cuando tenemos una máquina virtual y la arrancamos parte de los recursos de nuestro sistema real (memoria ram, memoria de tarjeta gráfica, capacidad del procesador, etc.) se derivan a la máquina virtual. Esto puede suponer que nuestro ordenador vaya más lento, ya que los mismos recursos tienen que sostener a dos máquinas.

Aunque máquina real y virtual son sistemas independientes, realmente la máquina virtual está corriendo con “el fondo” del sistema operativo real. Por tanto el sistema operativo real puede hacer que el rendimiento de nuestra máquina virtual no sea bueno y que vaya más lenta que con otros sistemas operativos. Por ejemplo, una máquina virtual puede correr mejor con Windows 7 Ultimate que con Windows 7 Home.

El funcionamiento de las snapshots puede ser un problema cuando un usuario hace un cambio importante (por ejemplo en una base de datos) y se vuelve a un punto anterior por otro motivo, esa información incluida en la base de datos se perderá.

No hay un estándar para la creación de las máquinas virtuales, aunque la mayoría de los programas permiten importar máquinas creadas con otras herramientas.

2.4. Software para crear máquinas virtualesHay muchas empresas que ofrecen productos para crear y utilizar máquinas virtuales tanto de pago como gratuitos, también los hay con licencia libre y con licencia propietaria. El mercado del software para crear máquinas virtuales está en pleno auge y numerosas compañías desarrollan soluciones de virtualización.

Los productos o herramientas más conocidas son las siguientes:

Bochs : un emulador de procesadores x86 y AMD64 con licencia de software abierto. Bochs

puede ejecutarse en distintos sistemas operativos, incluyendo Linux, Windows o incluso la

XBox. Puede además simular varios sistemas operativos como DOS, Windows o Linux.

Microsoft cuenta con un conjunto de herramientas de pago para virtualizar, todas con licencia propietaria, algunas de ellas son:

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http://bochs.sourceforge.net/


-Microsoft Virtual Server es un programa que facilita la creación de máquinas virtuales en servidores Windows (aunque se puede utilizar en Windows XP y Vista). Las máquinas virtuales son creadas y gestionadas mediante la interfaz web de IIS o la aplicación cliente de Windows denominada VMRCplus.-Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V. De la cual existen dos versiones; una que viene incluida con Windows 2008 R2 Server y otra individual, que es gratuita e incluye el núcleo de Windows 2008, aunque solo se puede usar para tareas de virtualización.Esta versión individual (standalone) de Hyper-V solo puede ser administrada desde su propio CLI, y no necesita ningún sistema operativo previo instalado en el ordenador. (Es un hypervisor de tipo 1).La versión incluida conjuntamente con Windows 2008 R2 server se activa y administra como un “rol” más del servidor, al igual que podemos activar el rol de servidor de ficheros o el rol de controlador de dominio.Hyper-V trabaja mediante lo que denomina particiones. Una partición es un contenedor lógico, creada por el hypervisor, en el que se ejecuta un sistema operativo virtualizado.Existe una partición raíz en la que se ejecuta Windows Server 2008, esta partición raíz tiene acceso directo al hardware y permite crear particiones hijas donde corren los otros sistemas operativos virtualizados.Hyper-V también permite la paravirtualización de sistemas operativos Linux en sus últimas versiones.-Microsoft Enterprise Desktop Virtualization, -Virtual PC suite de virtualización para crear máquinas virtuales sobre Windows o MacOS instalados en equipos de sobremesa o portátiles que no sean servidores. VirtualPC emula una plataforma x86 (un PC estándar) y todo el hardware asociado para crear máquinas virtuales.

Parallels Workstation : software de virtualización de la empresa Parallels Incorporation para

procesadores Intel x86.

QEMU : aplicación de software libre y gratuito que implementa un emulador de procesador basado en la conversión del código binario de la arquitectura fuente en código entendible por la arquitectura huésped y que incluye un acelerador que permite incrementar la velocidad de las máquinas virtuales.Dispone también de capacidades de virtualización dentro de un sistema operativo, ya sea Linux, Windows o cualquiera de los sistemas operativos admitidos (de hecho es la forma más común de uso).El programa no dispone de interfaz gráfica pero existe otro programa llamado QEMU manager

que hace las veces de interfaz gráfica si se utiliza QEMU desde Windows. También existe una versión para Linux llamado qemu-launcher.

También es posible crear y redimensionar discos duros virtuales con qemu-img. Por ejemplo, con la orden siguiente se creará una imagen de disco de 2 GB que puede ser utilizada con VMware. qemu-img create -fvmdk <nombre>.vmdk 2G

Después habrá que crear el fichero vmx para poder ejecutar la máquina virtual con VMware

(por ejemplo, con VMXBuilder o EasyVMX).

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http://members.aon.at/berny_f/qemu/

http://www.parallels.com/


Virtual Iron : otra aplicación de virtualización que ha sido de las primeras en aprovechar las

capacidades específicas de virtualización de los nuevos procesadores Intel y AMD.

VMWare : dispone de un completo conjunto de aplicaciones de virtualización, la mayoría son

herramientas de pago orientadas a la empresa y tienen licencia propietaria pero otras más

orientadas al uso personal son gratuitas. Hasta hace poco tiempo sólo se ofrecía gratis la

aplicación VMWare Player, que permitía ejecutar distintas máquinas virtuales ya creadas y que

se podían descargar desde Internet.

En la actualidad es posible no sólo ejecutar máquinas ya creadas sino crearlas desde el

comienzo. Esto también es posible con la versión VMWare Server que se ofrece también de

manera gratuita.

Algunos de sus productos son:

• VMware Workstation. Es una versión de pago. Se comporta como un hipervisor de tipo 2. Es una de las herramientas de las más utilizadas para virtualizar que permite que cualquier usuario con un ordenador portátil o de escritorio pueda emular tantas máquinas virtuales como permitan los recursos hardware. Soporta cerca de 200 sistemas operativos incluidos Windows 7, Ubuntu, OpenSuse, etc.

• VMware Player. Es un hipervisor de tipo 2 gratuito. Se puede instalar en Windows y Linux para 32 bit y 64 bit. VMware Player permite crear máquinas virtuales, además de ejecutar máquinas virtuales creadas por VMware Workstation, VMware Server o VMware ESXi, soportando también máquinas virtuales de Microsoft y discos de recuperación creados con Symantec LiveState Recovery.

• VMware ESXi. Es el líder del mercado en la virtualización de servidores y consiste en un hipervisor de tipo 1, gratuito, que no se ejecuta encima de ningún sistema operativo porque él mismo se encarga de realizar operaciones en modo kernel, es un sistema operativo en sí mismo y hace innecesario tener instalado en el servidor ningún sistema operativo para que haga las funciones de anfitrión. Un problema con ESXi es que tiene un soporte de hardware limitado.

• VMware Server (antes GSX). Es una versión que empezó siendo de pago pero que ahora puede ser descargada y utilizada de forma gratuita. Entre VMware Server y Workstation hay varias diferencias, siendo una de ellas que en la versión Server se pueden ejecutar de manera concurrente más máquinas virtuales soportando servidores con hasta 32 procesadores y/o 64 GB de memoria, ofreciendo funcionalidad de administración remota.

• VMware Fusion. Es una versión desarrollada para instalar máquinas virtuales en n los ordenadores Macintosh.

VMware. Es un sistema propietario de virtualización por software que permite

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http://www.vmware.com/es/

http://www.virtualiron.com/


simular varios ordenadores dentro de un mismo hardware de manera simultánea, permitiendo así el mayor aprovechamiento de recursos.

Con VMware los usuarios pueden ejecutar Windows, Linux, NetWare o Solaris x86 en máquinas virtuales portátiles totalmente conectadas en red, sin necesidad de reiniciar la máquina ni particionar el disco.

VMware es similar a Virtual PC, aunque existen diferencias entre ambos que afectan a la forma en la que el software interactúa con el sistema físico. Mientras que VirtualPC emula una plataforma x86, VMware la virtualiza, de forma que la mayor parte de las instrucciones en VMware se ejecutan directamente sobre el hardware físico, mientras que en el caso de Virtual PC se traducen en llamadas al sistema operativo que se ejecuta en el sistema físico.VMware ha establecido una comunidad alrededor de sus productos gratuitos, donde proporciona acceso a una lista de máquinas virtuales gratuitas y de libre disposición, con multitud de sistemas operativos y aplicaciones específicas preconfiguradas y listas para ejecutar (ver Virtual Appliances de la página www.vwmare.com).

Permite importar máquinas físicas de distintos sistemas operativos para su utilización como máquinas virtuales o convertir máquinas virtuales (Virtual PC o Virtual Server) o imágenes de sistemas (Acronis, Norton Ghost, Open Virtual Machine, StorageCraft o Symantec Backup Exec System Recovery) a su formato.

A partir de la versión 3, VMware Player permite crear máquinas virtuales, pero no permite su instalación si hay instaladas otras versiones de VMware (como VMware Workstation o VMware Server).

Xen: Una herramienta muy usada en la comunidad Linux puesto que hasta hace poco tiempo

sólo podía usar Linux/Unix como sistema anfitrión. Con la versión Xen 3.0 ya se puede instalar

en Windows.

Oracle ofrece varias soluciones de alto rendimiento para virtualizar, algunos ejemplos son Oracle VM Server, Oracle Virtual Desktop Infrastructure, Oracle VM Virtual Box, etc.

Uno de los principales productos es VirtualBox, un hipervisor de tipo 2 que sirve para virtualizar equipos de sobremesa para arquitecturas x86.

VirtualBox, es un software de virtualización propietario pero es gratuito únicamente para uso personal, de evaluación o académico. Tiene licencia GNU GPL2.

Se puede instalar sobre los sistemas operativos Linux, Mac OS X, OS/2 Warp, Windows y Solaris/OpenSolaris; y dentro de ellos es posible virtualizar los sistemas operativos FreeBSD, GNU/ Linux, OpenBSD, OS/2 Warp, Windows y Solaris.

En cuanto a la emulación de hardware, los discos duros de los sistemas invitados son almacenados en los sistemas anfitriones como archivos individuales en un contenedor llamado Virtual Disk Image. Permite montar imágenes ISO como unidades virtuales de CD/DVD o como disquete y la ejecución de maquinas virtuales de forma remota.

■ VMXBuilder. Es una aplicación gratuita que permite crear ficheros vmx y vmdk. Se puede utilizar online desde la página http://dcgrendel.thewaffleiron.net/vmbuilder/ (la página está preparada para el navegador Firefox y desde ella se puede seleccionar la versión de VMX Builder

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http://dcgrendel.thewaffleiron.net/vmbuilder/

http://www.virtualbox.org/

http://www.xensource.com/

http://www.vwmare.com/


que se desee utilizar). Esta aplicación necesitará VMware Player para ejecutar la máquina virtual y qemu-img para crearla (viene incluida con VMXBuilder). En caso de disponer de VMware Workstation o Server no será necesario nada más.

2.5. Utilidades y usos más frecuentes de las máquinas virtuales¿Para qué se pueden usar las máquinas virtuales?. La capacidad de aprovechar al máximo el hardware disponible ofrece una gran cantidad de posibilidades a nivel empresarial y a nivel doméstico. Examinamos aquí las ventajas de la virtualización en cuanto a aprovechamiento del hardware, aislamiento, seguridad, flexibilidad, agilidad y portabilidad, así como sus aplicaciones en las empresas, recomendaciones y mejores prácticas.

A continuación se detallan algunos de los usos más frecuentes que se le puede dar al software de virtualización:

Consolidación de servidores: convertir muchos servidores físicos en virtuales. De este modo se aprovecha el hardware disponible de la mejor manera posible. En cuanto a aprovechamiento del hardware, un mal extendido en los CPDs (Centro de proceso de datos) actuales es el gran número de servidores, muchos de ellos infrautilizados. Si se virtualiza un número de esos sistemas infrautilizados en un solo servidor físico, se ahorrará energía, espacio, capacidad de refrigeración y administración, debido a que se ha reducido el número de servidores físicos.

Recuperación ante desastres: las máquinas virtuales se pueden salvar muy fácilmente, y además su estado se puede almacenar, por lo que en caso de desastre se puede recuperar la información con rapidez.

Pruebas de aplicaciones: en muchas ocasiones se necesita un entorno limpio para probar una aplicación. Usar una máquina virtual permite instalar un sistema operativo desde cero, probar la aplicación y luego eliminar la máquina.

Ejecución de entornos completos sin instalación ni configuración: la posibilidad de descargar máquinas virtuales desde Internet permite ahorrar tiempo en instalaciones y configuraciones. Existen muchas máquinas virtuales con servidores LAMP (Linux, Apache, mySQL y PHP) completos listos para ser usados, máquinas con gestores de contenidos, wikis, etc., gratuitos y funcionales desde el primer momento.

Aplicaciones portátiles: con el uso de las máquinas virtuales se pueden tener PCs completos listos para usar en dispositivos USB, lo que puede ser de mucha utilidad para tener un entorno privado y usarlo en cualquier PC.

¿POR QUÉ ES ÚTIL UNA MAQUINA VIRTUAL?

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Una máquina virtual puede ser útil en muchas situaciones.

Veamos algunos ejemplos:

Supón que te envían o descargas un archivo de un programa a tu disco duro, y no te fías por si puede ser un virus o programa malicioso. Entonces, si no quieres ejecutar dicho programa en tu máquina real, puedes hacerlo en tu máquina virtual, y así evitar todo tipo de riesgos. Una vez que te asegures que es un programa útil para tí y libre de riesgos, entonces si deseas puedes instalarlo en tu máquina real para tu uso frecuente. Si lo prefieres puedes mantenerlo en tu máquina virtual para no sobrecargar de programas tu máquina real.

Otro ejemplo, supongamos que eres usuario de Windows XP y que has decidido instalar el nuevo sistema operativo de Microsoft, Windows 7 Ultimate, en tu máquina real, pensando que todos los programas con que trabajas funcionarán correctamente en el nuevo sistema operativo. Sin embargo, te das con la sorpresa de que un programa que funcionaba bien en Windows XP ya no te funciona con el Windows 7 Ultimate y necesitas trabajar con él urgentemente. En este caso, bastaría con que instalaras en tu máquina virtual el Windows XP y problema resuelto. Cada vez que desees trabajar con dicho programa te pasas a tu máquina virtual con un solo click del mouse y cuando lo deseas, pasas a tu máquina real y sigues trabajando con tus otros programas.

Puede que desees visitar páginas de las cuales no tienes idea de si son seguras. En este caso puedes usar tú máquina virtual y visitarlas sin ningún problema que implique poner en riesgo tu máquina real, ya que cualquier daño sólo afectaría a tu máquina virtual.

Otra gran utilidad es poder conectar tu máquina virtual en una red con tu máquina real como si tuvieras dos máquinas físicamente cuando en realidad tienes una real y la otra virtual. De esa manera hacer pruebas de red sin necesidad de gastar en una segunda máquina real con el costo que eso implicaría.

Puede ocurrir que siendo usuario de Windows acostumbres a trabajar con Linux para algunas cosas, o quieras ir aprendiendo o probando Linux. En este caso puede ser tedioso estar reiniciando la máquina real, para pasarte a la partición de tu disco duro donde está el sistema operativo Linux cada vez que quieras utilizarlo. La solución sería tener en la máquina virtual instalado el Linux y cada vez que desees usarlo, con un solo con click del mouse cambiar de sistema operativo. Cuando termines con Linux, puedes pasar rápidamente a Windows sin la pérdida de tiempo que implica reiniciar el ordenador. De igual manera puedes tener muchos otros sistemas operativos al mismo tiempo en distintas máquinas virtuales.

Los sistemas operativos actuales pueden ejecutar múltiples aplicaciones de software que sean compatibles con el sistema operativo, pero los distintos programas pueden no funcionar correctamente cuando se ejecutan a la vez que otros, lo que provoca a menudo resultados inesperados y no deseables. Si se trata de servidores, la ejecución de múltiples aplicaciones en el mismo servidor, supone riesgos adicionales. Si se parara un servidor con múltiples aplicaciones, se verían afectadas todas las aplicaciones del servidor. Para gestionar estos riesgos, los centros de procesamiento de datos ejecutan normalmente una sola aplicación por servidor con el gasto que eso implica en cuanto a comprar un servidor por aplicación. La solución a esta situación estaría enun servidor virtual para cada aplicación ahorrándonos una importante suma de dinero en la compra de nuevos servidores.

Puede que te guste instalar muchos programas para probarlos y luego desinstalarlos. Si haces esto en una máquina real, el registro de Windows se te irá ensuciando porque las desinstalaciones no son perfectas. Si todas estas instalaciones y desinstalaciones las haces

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sobre la máquina virtual, tu ordenador permanecerá limpio. Si en un momento dado la máquina virtual está demasiado cargada de programas, puedes usar una opción para volver la instalación original o formatearla sin que afecte a tu ordenador real.

3. Instalación del hipervisor de maquina virtual.Este apartado se refiere a la instalación del hipervisor, es decir, el programa que permite crear y utilizar las máquinas virtuales.

Instalar este tipo de programas es tan sencillo como obtenerlo, por ejemplo, desde su página web y ejecutarlo en la maquina real. Durante su ejecución sólo hay que ir leyendo con atención las distintas pantallas que aparecen en el instalador de la aplicación y contestando a lo que se pida.

Nosotros vamos a trabajar con la versión Open Source de VirtuaBox y con una versión propietaria de Vmware. Y veremos cada uno por su lado con sus propios manuales.

Aunque de forma genérica comentaremos algunas cuestiones comunes.

3.1. Instalación de controladoresEl sistema operativo invitado necesita controladores (drivers), por ejemplo, para utilizar la tarjeta de red, manejar USBs, etc.

La mayoría de las aplicaciones que permiten crear y utilizar máquinas virtuales instalan dichos controladores, en algunos casos tenemos que aceptar la instalación de dichos controladores a medida que se va instalando la aplicación, en otros casos se instalan automáticamente durante el proceso de la instalación.

3.2. Opciones de las máquinas virtualesEl programa utilizado para crear máquinas virtuales ofrecerá unas opciones u otras. Las opciones que suelen estar presentes en todos los programas son:

• Reiniciar. Consiste en volver a iniciar la máquina virtual.

• Pausar. La máquina virtual se puede dejar en un estado de pausa, esta opción permite apagar el ordenador del sistema operativo anfitrión y, al arrancarlo de nuevo, solo tendríamos que quitar la pausa a la máquina virtual para volver al estado anterior.

• Cerrar. Se cierra la máquina virtual.

• Crear una instantánea. Los programas de virtualización permiten restaurar un sistema en un punto anterior, se hace creando una instantánea en un momento determinado y luego volviendo a ese instante.

• Insertar Ctrl + Alt + Supr. Inserta esta combinación de teclas en la máquina virtual. Si estamos en Windows y pulsamos esa combinación, se abre una pantalla en el equipo anfitrión que permite

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realizar distintas operaciones como abrir el Administrador de tareas o cambiar la contraseña del usuario.

• Activar o desactivar dispositivos USB, CD/DVD, discos duros, etc. De una máquina virtual ya creada.

• Editar, modificar, borrar y configurar las máquinas virtuales que ya existan.

• Configurar carpetas compartidas. Crear una carpeta compartida entre el sistema operativo anfitrión y el sistema operativo invitado.

4. Creación y configuración de máquinas virtualesUna máquina virtual tiene los mismos componentes que un ordenador normal, como, por ejemplo, orden de arranque, memoria, procesador, memoria de video, número de monitores, discos duros, etc.

4.1. Pasos para crear una máquina virtual:• Escribir un nombre para identificar la máquina.

• Seleccionar una ubicación donde guardar los archivos de la máquina virtual.

• Crear un disco duro virtual que albergará los archivos del sistema operativo invitado.

4.2. Configuración de una máquina virtual:• Configuración general. Se editan parámetros básicos de la máquina virtual como, por ejemplo, el tipo de sistema operativo, versión, etc.

• Configuración de la memoria. Especificar la cantidad de memoria que tendrá la máquina, aunque tengamos la opción de seleccionar toda la memoria que ofrece el sistema operativo anfitrión, hay que ser cautos y solo utilizar la memoria que realmente necesite el sistema operativo que correrá sobre la máquina virtual.

• Configuración del procesador. Especificar el número de procesadores que necesita la máquina.

• Configuración de CD/DVD e imágenes. Seleccionar el CD/DVD del sistema anfitrión, normalmente también se pueden seleccionar archivos que sean imágenes, éstas pueden tener formatos como, por ejemplo, ISO.

• Configuración de red. Seleccionar distintas configuraciones de red.

• Configuración de USB. Habilita los dispositivos USB.

• Configuración de pantalla. Se pueden configurar varios monitores y características relacionadas con la tarjeta gráfica.

• Configuración de dispositivos de audio. Utilizar la tarjeta de sonido de la máquina anfitrión.

• Configuración de discos duros. Se pueden añadir varios discos duros.

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• Configuración de herramientas añadidas. Son herramientas que complementan a la maquina virtual ofreciendo mejoras, por ejemplo, el poder compartir carpetas entre la máquina anfitriona y la invitada.

Dependiendo del programa que utilicemos para crear máquinas virtuales, nos dejará configurar el hardware virtual antes o después; el programa también limita la configuración del hardware y en algunos casos nos dejará configurar opciones hardware y en otros no.

5. Instalación de un sistema operativo en una máquina virtualEn las máquinas virtuales se pueden instalar un gran número de sistemas operativos, todo depende del programa que se utilice para virtualizar, el proceso de instalación es igual de sencillo que si se hiciera en un ordenador físico. En general tenemos que realizar los siguientes pasos:

• Cargar el CD/DVD o imagen que contiene el sistema operativo a instalar (se puede trabajar con imágenes como si fueran discos CD/DVD).

• Configurar el disco duro virtual:

- Crear una partición en el disco.

- Dar formato al disco. (aunque estas dos operaciones pueden hacerse en el siguiente paso mediante el propio instalador.

• Instalar el sistema operativo mediante su instalador.

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PARA SABER MÁS.

Teoría sobre Máquinas virtuales:

Documento de Wikipedia donde se explica lo que es una máquina virtual y sus utilidades prácticas.

URL http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_virtual

Teoría de funcionamiento y uso de las máquinas virtuales.

URL http://www.vmware.com/es/virtualization/virtual-machine.html

Aspectos básicos de la virtualización: VMWARE explica que es una máquina virtual.

URL http://www.wetcom.com.ar/content/que-es-una-maquina-virtual-parte-1/

Manuales y videos explicativos de cómo instalar y utilizar máquinas virtuales de distintos fabricantes: Vmware, VirtualPc, Virtual-box:

Manual de instalación de Vmware y Virtual-pc

URL http://www.islabit.com/3621/como-instalar-maquinas-virtuales-vmware-y-virtualpc.html

Manual de instalación y uso de Virtual-box (con Vista)

URL http://www.softzone.es/manuales-software-2/tutorial-de-virtualbox/

Videos de instalación y uso de Virtual-box

URL http://www.youtube.com/watch?v=a9RbHLXiorE&feature=relmfu

http://www.youtube.com/user/alyanalou#p/a/f/2/l1JgJDouB7o

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http://www.youtube.com/user/alyanalou#p/a/f/2/l1JgJDouB7o

http://www.youtube.com/watch?v=a9RbHLXiorE&feature=relmfu

http://www.islabit.com/3621/como-instalar-maquinas-virtuales-vmware-y-virtualpc.html

http://www.wetcom.com.ar/content/que-es-una-maquina-virtual-parte-1/

http://www.vmware.com/es/virtualization/virtual-machine.html

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_virtual

ut2 introduccion a la virtualizacion de ordenadores-2013

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