¿Qué es un hipervisor?

Los sistemas operativos están vinculados a recursos de hardware concretos. Normalmente solo puede ejecutarse un sistema operativo en el mismo equipo. Sin embargo, mediante la virtualización de la arquitectura del equipo, varios sistemas operativos pueden funcionar simultáneamente. Para proporcionar los entornos virtuales correspondientes se necesita un hipervisor. En el siguiente artículo mostramos qué es un hipervisor, qué tipos existen y qué posibilidades de uso ofrecen.

¿Qué es un hipervisor?

Un hipervisor también se denomina monitor de máquinas virtuales (VMM). Se trata de un software que crea, ejecuta y gestiona máquinas virtuales (VMs). El VMM aísla los sistemas operativos de las máquinas virtuales y les asigna recursos como CPU, RAM o espacio en disco. Dispone de los recursos del sistema y los gestiona según sea necesario.

El hardware disponible actúa como host en la virtualización de servidores. A través del monitor de máquinas virtuales se asignan a los distintos sistemas invitados (Guests) los recursos del sistema host. Si se añaden nuevas VMs, pueden integrarse sin problemas en la estructura general.

Básicamente se distinguen dos tipos de hipervisores

• Hipervisor tipo 1
• Hipervisor tipo 2

Ambos tipos tienen sus ventajas y desventajas, que analizaremos a continuación.

Hipervisor Tipo 1

El VMM Tipo 1 también se denomina hipervisor nativo o bare-metal. Se instala directamente sobre el hardware y dispone de todos los recursos del sistema sin necesidad de una capa intermedia. Asume la función del sistema operativo host y distribuye los recursos de las VM directamente desde el hardware. Para ello, el VMM necesita controladores específicos.

Una gran ventaja de esta solución es el mejor rendimiento, ya que el hipervisor puede acceder sin restricciones a la capa física del hardware. Por ello, el hipervisor Tipo 1 se emplea en grandes empresas o centros de datos. En particular, los proveedores de hosting web suelen optar por esta solución, ya que los servidores ofrecidos allí son servidores Bare Metal debido a su mayor rendimiento.

No obstante, hay que tener en cuenta que esta solución exige un mayor esfuerzo de mantenimiento y administración, y también requiere conocimientos básicos, por ejemplo en el uso de la consola.

El software que puede funcionar como hipervisor Tipo 1 incluye: KVM, Microsoft Hyper-V y VMware vSphere. En 2007 KVM se integró en el kernel de Linux. Por tanto, los sistemas Linux modernos ya se entregan con un hipervisor Tipo 1.

Hipervisor Tipo 2

El hipervisor Tipo 2 también es conocido como hipervisor alojado. Este software no interactúa directamente con el hardware. Más bien se instala como una capa adicional sobre un sistema operativo convencional.

De este modo, el hardware cuenta con su propio sistema operativo host. El monitor de máquinas virtuales separa los sistemas invitados del host. Cada máquina virtual puede, a su vez, contar con su propio sistema operativo.

El hipervisor Tipo 2 gestiona los recursos mediante la interacción con el sistema host. Por tanto, no puede acceder a la totalidad de la capa física del hardware.

Una gran ventaja de un VMM Tipo 2 es el menor esfuerzo de mantenimiento y administración, ya que no son necesarios controladores adicionales. Además, un hipervisor Tipo 2 ofrece mayor flexibilidad, puesto que el software se instala directamente sobre el sistema operativo del host. El propio sistema host puede, por tanto, ejecutar otras aplicaciones al mismo tiempo.

En general, un monitor de máquinas virtuales de tipo 2 es especialmente adecuado para ordenadores de sobremesa individuales en los que se desea ejecutar distintos sistemas operativos de forma aislada o simultánea.

No obstante, una desventaja de esta solución es su menor rendimiento en comparación con el tipo 1. Dado que el hipervisor de tipo 2 se sitúa como una capa adicional sobre el sistema operativo anfitrión, sólo puede disponer de los recursos que el propio sistema no esté utilizando.

Aplicaciones conocidas que funcionan como hipervisor de tipo 2 son, por ejemplo, Oracle VirtualBox o VMware Workstation.

Gráfico: representaciones esquemáticas de la diferencia entre hipervisor tipo 1 y tipo 2

Aplicaciones de los hipervisores

Hay muchos ámbitos en los que se emplea un hipervisor.

En primer lugar, la virtualización puede aumentar la seguridad del sistema anfitrión. El hipervisor permite ejecutar varios sistemas operativos simultáneamente y de forma aislada. Si, por ejemplo, un sistema invitado está infectado por un virus, el resto de los sistemas permanecen indemnes.

Además, los datos sensibles pueden almacenarse en el mismo hardware y al mismo tiempo protegerse frente a accesos desde una red conectada, como Internet.
Si un servidor se ejecuta al mismo tiempo que un sistema operativo de escritorio en el mismo hardware, los datos del escritorio pueden protegerse mediante el aislamiento en una máquina virtual separada. No obstante, también se debe proteger frente a ataques de hackers el servidor Linux o el servidor Windows que se ejecuten en paralelo.

Sin embargo, si el sistema anfitrión es hackeado, todas las máquinas virtuales gestionadas por él también pueden verse afectadas.

Además, se pueden ejecutar simultáneamente en el mismo hardware aplicaciones que requieren distintos sistemas operativos. Los usuarios también pueden probar aplicaciones en un entorno virtual antes de desplegarlas en un sistema en producción. Además, es posible la configuración y protección de un VPS mediante un hipervisor.

Los servidores virtuales se ofrecen con diversas técnicas de virtualización, entre otras:

OpenVZ VPS
Virtuozzo VPS
KVM VPS
Xen VPS
VMWare VPS

Los programas que actúan como hipervisores (monitores de máquinas virtuales) desempeñan un papel cada vez más importante en el ámbito empresarial. En particular, los proveedores de alojamiento web emplean soluciones de virtualización, ya que, de lo contrario, tendrían que proporcionar hardware dedicado para cada servidor alquilado. Los servidores virtuales, en cambio, ahorran recursos y costes. Así, incluso productos menos habituales, como paquetes web basados en el servidor web Litespeed, pueden ofrecerse de forma económica.

Pero también resulta interesante un hipervisor para empresas que quieran almacenar software o datos en distintos servidores. Además del aspecto de seguridad mencionado anteriormente, la virtualización permite controlar los permisos de acceso. Asimismo, un hipervisor puede aislar datos sensibles en máquinas virtuales invitadas separadas y ocultarlos frente a accesos no autorizados.

Nuestro artículo se basa en experiencias e investigación propias, así como en información de fuentes externas.

Referencias & enlaces adicionales sobre el tema:
https://www.parallels.com/de/blogs/hypervisor/ (Información de Parallels sobre hipervisores)
https://www.storage-insider.de/was-ist-ein-hypervisor-a-842084/ (Artículo sobre hipervisores en Storage-Insider)
https://www.linux-kvm.org/page/Main_Page (Wiki oficial de la comunidad KVM)
https://www.redhat.com/de/topics/virtualization/what-is-KVM (Información del propietario del desarrollador de KVM)
https://xenproject.org/ (Sitio web oficial del proyecto Xen)
https://www.linux-magazin.de/ausgaben/2017/12/xen/ (Artículo sobre Xen en Linux Magazin)
https://www.vmware.com/de.html (Sitio web de la empresa VMware)
https://vmware-forum.de/ (El foro alemán más grande de VMware)
https://www.virtuozzo.com/ (Sitio web oficial de Virtuozzo)
http://download.parallels.com/doc/pvc/PVC_DataSheet_Ltr_EN.pdf (Información sobre Parallels Virtuozzo Containers)

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