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Abstract

The term virtual is a concept applied in many fields with somewhat differing connotations, and also, differing denotations. By extension to the original philosophical definition (Scholasticism), the term virtual has also come to mean “modeling through the use of a computer”, where the computer models a physical equivalent. In Computer Science, Virtualization is the creation of a virtual (rather than actual) version of something, such as an operating system, a server, a storage device or network resources. In consequence, Virtualization is the simulation of the software and/or hardware upon which guest operating systems run. This simulated environment is called a virtual machine (VM). Each instance of an OS and its applications runs in a separate VM called a guest operating system. Those VMs are managed by the hypervisor. There are several forms of virtualization, distinguished by the architecture of hypervisor.

La primera vez que escuché, al menos conscientemente, la palabra virtualización fue en una clase de Estética, disciplina que estudia desde el punto de vista filosófico la belleza, comprendida en su sentido más amplio que incluye no solo lo artístico sino su esencia y percepción. En ese tiempo no había Power Point y la maestra tenía que recurrir a un simple proyector de transparencias para hacernos sentir lo bello y los diferentes modos de aprehensión y creación de realidades bellas. Estudiábamos la Edad Media tratando de comprender sus dos periodos artísticos claramente diferenciados, el arte Románico y el Gótico. Con el propósito de explicar la filosofía escolástica a través del arte, fue como, con la proyección de una simple imagen, me quedó grabado el concepto de virtual. Pero no lo virtual como lo conocemos ahora, sino en su significado más profundo. La palabra virtual procede del latín medieval virtualis, que a su vez deriva de virtus que significa fuerza o potencia. En la filosofía escolástica, lo virtual es aquello que existe en potencia pero no en acto.

La escolástica fue la corriente teológico-filosófica dominante del pensamiento medieval y se basó en la coordinación entre la fe y la razón. Este saber filosófico y teológico se inicia especialmente en las escuelas, tanto catedralicias, como más tarde urbanas y monásticas, así como las universidades que como evolución de ellas comienzan a aparecer en la época, como la Universidad de Oxford y Cambridge. De aquí la denominación de escolástica palabra derivada del término latín schola, íntimamente relacionado a su vez con el vocablo griego scole, que significa ocio; schola equivaldrá luego a clases, escuela, grupo intelectual.

Desde el punto de vista del arte, particularmente  del gótico, este sentido de virtualización tiene un efecto de  potencia o facultad de percibir cierto “aparecer” (en el sentido de una voluntad de apariencia ejercida por el artista-hombre en su facultad configuradora de mundos). El arte gótico  corresponde a la Baja Edad Media, a continuación del románico. Es un período dinámico desde el punto de vista socioeconómico, muy variado, con intensos contactos con Oriente a través de las cruzadas y las rutas comerciales. Se trata de un estilo artístico europeo con unos límites cronológicos que oscilan aproximadamente entre el año 1140 y las últimas décadas del siglo XVI (gótico tardío), dependiendo del área geográfica. Hoy día se considera uno de los momentos más importantes desde el punto de vista artístico en Europa. Fue un arte que se aplicó en el campo de la arquitectura civil y religiosa, la escultura, las vidrieras, la pintura mural y sobre tabla, los manuscritos miniados y las diversas artes decorativas. Y es por ello que quizá, la maestra usó el término ‘virtual’, en su significado escolástico para tratarnos de “enganchar”  y hacernos percibir un horizonte que no imita la realidad, sino que la amplía, “alterando” la percepción del tiempo y espacio a través de la arquitectura.

La imagen que proyectó fue la famosa catedral de Notre- Dame de Paris, la cual hasta ese momento para mí era solo un símbolo de Paris y una novela que Víctor Hugo (Notre- Dame de Paris, 1831) había escrito para narrar la historia de Quasimodo, el jorobado que se enamora de la bella gitana Esmeralda en los entornos de esta catedral durante la Edad Media. Aunque su ilustración poética de la arquitectura de Notre – Dame me permitió descubrirla de una forma diferente, jamás me percaté de otro tipo de sensación. No volví a pensar en lo virtual/filosófico/estético hasta que una ocasión tuve la oportunidad de escuchar un coro en esta catedral. Fue en el momento de oír el “Aleluya, Aleluya” cuando de pronto no solo me vinieron las imágenes que la maestra nos había mostrado varios años atrás, sino que aquél regocijo vocal que me colmaba, me hizo observar a las alturas para luego sentir que algo se expandía en mi interior como un fuego líquido que quisiera salir a presión. Me quedé sin respiración, recordé la palabra latina virtualis y de pronto supe que había allí una verdad expresada por el hombre venida del cielo. Las lágrimas oscurecieron mis ojos, y liberaron la devoción que me apremiaba al mismo tiempo que me oprimía para salir del interior. Quería subir al cielo y regresar, y entonces comprender la vida, retenerla, elevarla y sacudirla para que fuera tan amplia como la tierra; para que el júbilo englobara mi existencia y fuera tan grande como Dios la había concebido.

Finalmente, al unísono del Amén, que traía consigo su grandiosa fuga a partir de su primera vocal resonante, el sonido de la A se convertía en un sonido que retumbaba por toda la catedral haciendo sentir que todo se elevaba hacia el cielo por el ímpetu del órgano, arrojándolo hacia arriba una y otra vez con el poder de las voces unidas del coro en aquella triunfal melodía de agradecimiento que finalizaba con el eco eterno del Amén hacia la eternidad…..Alrededor, la noche guardaba silencio y una húmeda oscuridad invernal se cernía sobre la gran urbe, pero en el interior la luz discurría a través de los vitrales y como torrente resonaba con la música del universo.

Actualmente la virtualización escolástica ha quedado olvidada y solo asistimos a un creciente aumento de la prevalencia de lo virtual tecnológico, de la creación de “mundos virtuales”, de la simulación, de la realidad virtual y realidad aumentada que  manipulan  los sentidos para controlar nuestra  experiencia sensorial.

Algunas interpretaciones más recientes, a raíz de la penetración de las redes sociales afirman que lo virtual es real, pero otras que es irreal, otras que no es irreal ni potencial, sino que está en el orden de lo real. Pero ¿qué es lo real y qué es lo virtual? ¿Qué aporta lo virtual respecto de lo real? ¿Cómo reintegrar la experiencia de lo virtual en lo real?

En realidad, lo virtual no es opuesto a lo real, sino una forma diferente de ser cuya potencialidad debiera favorecer los procesos de creación, abrir horizontes y cavar pozos llenos de experiencias que no ocurren en la presencia física inmediata. Al menos en el significado tecnológico, podríamos decir que lo posible no es lo virtual, sin embargo, lo virtual proviene de lo posible.

La virtualización tecnológica tiene un concepto amplio que incluye varios campos; pero quizá, en este momento, un aspecto muy candente en este tema es la virtualización de servidores, y sus implicaciones como el alojamiento de múltiples sistemas operativos independientes en una única computadora host (anfitrión). A este tipo de virtualización de le denomina virtualización informática o virtualización en cómputo y se refiere concretamente a la técnica empleada sobre las características físicas de algunos recursos computacionales, para ocultarlas de otros sistemas, aplicaciones o usuarios que interactúen con ellos. Esto implica hacer que un recurso físico, como un servidor, un sistema operativo o un dispositivo de almacenamiento, aparezca como si fuera varios recursos lógicos a la vez, o que varios recursos físicos, como servidores o dispositivos de almacenamiento, aparezcan como un único recurso lógico.

La virtualización de hardware y software es una técnica utilizada desde la década del 60, pero recientemente ha tomado nuevo impulso, en virtud de los últimos avances de los procesadores de Intel y AMD así como de la evolución de varias herramientas de software, muchas de ellas libres.

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¿Qué es la virtualización Informática?

La virtualización informática es la simulación de varias computadoras lógicas, a partir de una computadora real. Para ello existen varias técnicas que van desde la virtualización del hardware (CPU, memoria y dispositivos) hasta la separación de los procesos utilizando un único kernel (núcleo del sistema operativo, que es la parte más importante de éste).

Al modelo comercial de la virtualización, donde el suministro de recursos computacionales, como puede ser el procesamiento y almacenamiento, se ofrece como un servicio, y sólo se paga por lo que se consume se le llama Computación Utilitaria (Utility Computing). (ver figura)

La virtualización permite, entre otras cosas:

• Alojar varios servidores en una única computadora física. Esto permite optimizar el uso de recursos (CPU, memoria, almacenamiento)
• Simplificar la realización de copias de respaldo (backup) y su restablecimiento. Todo un servidor virtual puede ser un único archivo.
• Migrar fácilmente servidores entre distintas computadoras
• Incrementar la seguridad, utilizando servidores aislados para tareas diferentes,

A través de la virtualización es posible utilizar servidores virtuales para cada servicio o aplicación que quiera implementarse en la red, independientemente del hardware disponible. Estos servidores pueden inclusive ser administrados por personas distintas.

Hay varias formas de ver o catalogar la virtualización, pero en general se trata de uno de estos dos casos: virtualización de plataforma o virtualización de recursos:

• Virtualización de plataforma: se trata de simular una máquina real (servidor o PC) con todos sus componentes (los cuales no necesariamente son todos los de la máquina física) y prestarle todos los recursos necesarios para su funcionamiento. En general, hay un software anfitrión (host) que es el que controla que las diferentes máquinas virtuales sean atendidas correctamente y que está ubicado entre el hardware y las máquinas virtuales. Dentro de este esquema caben la mayoría de las formas de virtualización más conocidas, incluidas la virtualización de sistemas operativos, la virtualización de aplicaciones y la emulación de sistemas operativos.
• Virtualización de recursos: esta permite agrupar varios dispositivos para que sean vistos como uno solo, o al revés, dividir un recurso en múltiples recursos independientes. Generalmente se aplica a medios de almacenamiento o de escritorio. También existe una forma de virtualización de recursos muy común empleada en las redes privadas virtuales o VPN, y es la abstracción de una PC para conectarse a una red corporativa a través de Internet como si estuviera en la misma sede física de la compañía.

En resumen, el objetivo de la virtualización informática es:

Aumentar el rendimiento del hardware y software disponible incrementando la flexibilidad y eficiencia en el uso de los recursos de las Tecnologías de Información, y  traducida en un importante ahorro económico para el usuario.

Una visión histórica de la virtualización

La virtualización no es un tema nuevo, de hecho ronda desde hace 45 años. Los primeros usos de la virtualización incluyen la IBM 7044, el Sistema de Tiempo Compartido Compatible (CTSS -Compatible Time Sharing System) desarrollado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT -Massachussets Institute of Technology) en la IBM 704. Y el proyecto Atlas de la Universidad de Manchester.

IBM reconoció la importancia de la virtualización en la década de 1960 con el desarrollo del mainframe System/360 Model 67. El Model 67 virtualizó todas las interfaces hardware a través del Monitor de Máquina Virtual (VMM – Virtual Machine Monitor). En los primeros días de la computación, el sistema operativo se llamó supervisor. Con la habilidad de ejecutar sistemas operativos sobre otro sistema operativo, apareció el termino hypervisor o hipervisor (termino acuñado en la década de 1970).

Máquinas Virtuales (VM´s)

Seguramente habrás oído hablar de las máquinas virtuales (o VM, virtual machine) o de herramientas como VMWare, VirtualPC o Virtual Server 2005, y quizá te preguntes qué son exactamente.

Una máquina virtual es un software que emula a una computadora y puede ejecutar programas como si fuese una computadora real. Este software en un principio fue definido como “un duplicado eficiente y aislado de una máquina física“. La acepción del término actualmente incluye a máquinas virtuales que no tienen ninguna equivalencia directa con ningún hardware real. En pocas palabras, es como tener una computadora dentro de tu computadora.

Una máquina virtual se comporta exactamente como una computadora física ya que contiene su propia CPU, memoria RAM, disco duro y tarjeta de interfaz de red (NIC) virtuales (es decir, basados en software). Un sistema operativo no puede notar la diferencia entre una máquina virtual y una máquina física, así como tampoco las aplicaciones u otras computadoras en una red. Incluso la máquina virtual “cree” que es una computadora física. Pero una máquina virtual está compuesta totalmente por software y no contiene ningún tipo de componente de hardware. Por lo tanto, las máquinas virtuales ofrecen una cantidad de ventajas únicas sobre el hardware físico.

Hipervisor (Hypervisor)

Cuando expliqué lo que era un máquina virtual, dejé pendiente explicar cómo los recursos de hardware físicos con los que cuenta el servidor son presentados al sistema operativo guest (el sistema operativo que corre dentro de la máquina virtual) y cómo son utilizados por el mismo. Para entender cómo recibe el sistema operativo guest los recursos de hardware, tenemos que entender primero  lo que es un hipervisor.

Un hipervisor (hypervisor) o monitor de máquina virtual (virtual machine monitor) es una plataforma que permite aplicar diversas técnicas de control de virtualización para utilizar, al mismo tiempo, diferentes sistemas operativos en una misma computadora. Es una extensión de un término anterior, “supervisor”, que se aplicaba a los kernels de los sistemas operativos. Con el uso de hipervisores, es posible conseguir que múltiples sistemas operativos compitan por el acceso simultáneo a los recursos hardware de una máquina virtual de manera eficaz y sin conflicto.

El hipervisor es el núcleo central de algunas de las tecnologías de virtualización de hardware más populares y eficaces, entre las cuales se encuentran: Microsoft Virtual PC, Windows Virtual PC, Microsoft Windows Server y Hyper-V, así como Citrix XEN o VMWare VSphere.

Existen tres tipos principales de hipervisores en el mercado:

a)    Hipervisores de tipo 1 (También llamados nativos, unhosted o bare-metal): en ellos el hipervisor se ejecuta directamente sobre el hardware físico; el hipervisor se carga antes que ninguno de los sistemas operativos invitados, y todos los accesos directos a hardware son controlados por él. Aunque esta es la aproximación clásica y más antigua de la virtualización por hardware, actualmente las soluciones más potentes de la mayoría de fabricantes usa este enfoque. Es el caso de Microsoft Hyper-V, Citrix XEN Server y VMWare ESX-Server, VMware Workstation, VMware Player…etc.

b)    Hipervisores tipo 2 (También llamados “Hosted”), en este caso, el hipervisor se ejecuta en el contexto de un sistema operativo completo, que se carga antes que el hipervisor. Las máquinas virtuales se ejecutan en un tercer nivel, por encima del hipervisor. Son típicos de escenarios de virtualización orientada a la ejecución multiplataforma de software, como en el caso de CLR de .NET o de las máquinas virtuales de Java.

c)    Hipervisores híbridos: en este modelo tanto el sistema operativo host o anfitrión como el hipervisor interactúan directamente con el hardware físico. Las máquinas virtuales se ejecutan en un tercer nivel con respecto al hardware, por encima del hipervisor, pero también interactúan directamente con el sistema operativo anfitrión. Es la aproximación usada en Microsoft Virtual PC, Microsoft Virtual Server, Parallels, VirtualBox, VMWare Server…etc

Tipos de Hipervisores

Tipos de Virtualización

• Virtualización de hardware

Es el más complejo. Consiste en emular, mediante máquinas virtuales, los componentes de hardware. De esta manera el sistema operativo no se ejecuta sobre el virtual. La gran ventaja de este enfoque es que pueden emularse distintas plataformas de hardware (por ejemplo, x86 sobre SPARC Scalable Processor ARChitecture). Su principal desventaja es el alto costo de traducción de cada una de las operaciones de las máquinas virtuales.

• Virtualización a nivel Sistema Operativo

Este es el otro extremo de la virtualización. En este esquema no se virtualiza el hardware y se ejecuta una única instancia del sistema operativo (kernel). Los distintos procesos pertenecientes a cada servidor virtual se ejecutan aislados del resto. La ventaja de este enfoque es la separación de los procesos de usuario prácticamente sin pérdida en el rendimiento, pero al compartir todos los servidores virtuales no pueden obtenerse el resto de las ventajas de la virtualización.

• Paravirtualización

Consiste en ejecutar sistemas operativos guests sobre otro sistema operativo que actúa como hipervisor (host). Los guests tienen que comunicarse con el hipervisor para lograr la virtualización.

Las ventajas de este enfoque son un muy buen rendimiento y la posibilidad de ejecutar distintos sistemas operativos como guests. Se obtienen, además, todas las ventajas de la virtualización enunciadas anteriormente. Su desventaja es que los sistemas operativos guests deben ser modificados para funcionar en este esquema.

• Virtualización completa (Full VIrtualization)

Es similar a la paravirtualización pero no requiere que los sistemas operativos guest colaboren con el hipervisor. En plataformas como la x86 existen algunos inconvenientes para lograr la virtualización completa, que son solucionados con las últimas tecnologías propuestas por AMD e Intel. Este método tiene todas las ventajas de la paravirtualización, con el añadido de que no es necesaria ninguna modificación a los guests. La única restricción es que estos últimos deben soportar la arquitectura de hardware utilizada.

Avances recientes en Hardware

Tanto AMD como Intel han incorporado en sus CPUs tecnologías que simplifican y optimizan notablemente los esquemas de virtualización completa y paravirtualización.

En el caso de Intel se denomina VT (por “virtualization technology“), y está disponible en las líneas Vpro, Xeon e Itanium 2.

En el caso de AMD, primero bautizó a su tecnología de virtualización como Pacifica y luego pasó a llamarse AMD-V. La misma está disponible en todos los procesadores con socket AM2 (inclusive en los modelos más económicos).

¿Qué sigue en Virtualización?:

KVM (Kernel- based Virtual Machine); una solución de virtualización completa para Linux que, utilizando una versión modificada de QEMU (emulador de procesador), permite correr casi cualquier sistema operativo, a una velocidad increíble en comparación con otras soluciones de virtualización

Tendencias en la virtualización

En el mercado de la virtualización, hay una serie de tendencias evidentes a medida que el calendario avanza hacia finales de  2012:

Madurez del mercado: en el lado del cliente, las organizaciones de TI están moviendo sus aplicaciones de primer nivel a plataformas virtualizadas, algo que se resistían a hacer cuando comenzaron a utilizar la tecnología. En el lado del proveedor, todos los proveedores están en al menos la segunda versión importante de sus productos. De hecho, por ejemplo, Microsoft incluye su hipervisor, Hyper-V, en el sistema operativo Windows Server 2008 R2, con lo que la tecnología no tiene un cargo adicional.

Rendimiento: los servidores virtualizados ahora proporcionan el rendimiento para alojar muchas aplicaciones críticas como Microsoft SharePoint, Exchange y SQL, que históricamente los usuarios han dudado en virtualizar.

Alta disponibilidad en las aplicaciones: las pequeñas empresas están aprovechando las características de disponibilidad de aplicaciones a menor costo mediante la virtualización. La PYME necesita contar con una infraestructura TI económica; pero también confiable, estándar y escalable para que pueda darles servicio a largo plazo. En términos generales: la exigencia creciente es tener acceso a soluciones cada vez más completas y a costos más bajos.

Virtualización en Telmex IT

Dentro del portafolio de servicios en la Nube que tiene TELMEX IT se integran servicios de virtualización empleando infraestructura de vanguardia para incrementar los ingresos de sus clientes, mejorar los procesos de sus negocios y reducir sus costos de operación.

Uno de ellos es Servidores Virtuales de Telmex, que  es una solución basada en las nuevas tecnologías de virtualización bajo demanda, orientado a empresas que requieran de un servicio de servidores para procesamientos o hosting virtual, de acuerdo a sus necesidades .Para más detalles, da clic aquí:

http://www.telmex.com/mx/empresa/soluciones/utility_computing.html

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Conclusiones

De las tendencias en Tecnologías de la Información de más impacto, la virtualización será la que más y mayores cambios provoque en la infraestructura de las Tecnologías de Información ya que impactará en todos los aspectos, desde su planeación hasta el despliegue y gestión de las soluciones. Como resultado, la virtualización está creando una nueva ola de competencia entre los fabricantes de infraestructura que modificará y consolidará considerablemente el mercado en los próximos años. Según Gartner, el factor clave de este cambio es la virtualización de los servidores, ya que permitirá desbloquear la capacidad infrautilizada de las actuales arquitecturas de estos equipos. La virtualización de servidores se sitúa, en la  actualidad, en una de las facetas más importantes dentro de la tendencia de modernización e implantación de las nuevas tecnologías en el mundo empresarial.