¿Qué es una máquina virtual? ¿Cómo funciona?

Estás leyendo este artículo en una computadora. Eso es un hecho.

Ya sea en una laptop, computadora de escritorio o dispositivo móvil, ver este contenido requiere que uses un sistema operativo conectado a un dispositivo electrónico. Pero, ¿y si pudieras ejecutar múltiples sistemas operativos en un solo dispositivo?

Esto es exactamente lo que el software de virtualización de servidores hace posible.

Te permite crear máquinas virtuales, que son esencialmente computadoras autónomas que pueden ejecutar sus propios sistemas operativos y aplicaciones. Esta funcionalidad de "estilo inception" ofrece varias ventajas, incluyendo una mayor eficiencia y utilización de recursos.

Las VMs tienen todas las capacidades y características de una computadora normal, como unidades centrales de procesamiento, interfaces de red, memoria y aplicaciones. Aunque las imágenes de VM se alcanzan en dispositivos finales, una vez que el usuario se conecta a ella, el software, las aplicaciones y las configuraciones de la VM no interfieren con las del dispositivo en el que se está accediendo.

Esencialmente, cuando instalas una máquina virtual, creas una computadora dentro de una computadora.

¿Cómo funciona una máquina virtual?

Las máquinas virtuales son posibles gracias a la virtualización, que es el proceso de ejecutar una instancia virtual de un escritorio en una capa que ha sido separada del hardware. En el caso de las VMs, la virtualización de los recursos de esa máquina se logra mediante hipervisores, que crean, alojan y ejecutan VMs.

Gracias a la virtualización, las VMs crean un entorno virtual para sus usuarios. Las VMs se ejecutan como procesos en una ventana en el sistema operativo de tu computadora. Dentro de esos entornos, los usuarios pueden ejecutar aplicaciones, almacenar datos y realizar cualquier acción que harían en una computadora real.

Básicamente, el sistema operativo de la VM es engañado para creer que se está ejecutando en el hardware nativo de la computadora en lugar de a través del software, brindando a los usuarios la misma experiencia exacta.

Al hablar de VMs, el sistema operativo en tu computadora física real se llama host, y los sistemas operativos que se ejecutan dentro de tu máquina virtual se llaman invitados. Los sistemas operativos invitados se almacenan en un disco duro virtual, que es un archivo almacenado en el disco duro de tu dispositivo.

Vaya. Eso es bastante confuso. Vamos a desglosarlo con un ejemplo para hacerlo un poco más fácil de entender.

Supongamos que tu empresa está equipada con MacBook Pros. Tus MacBook Pros usan el sistema operativo Catalina (macOS Catalina). Si quisieras comenzar a usar máquinas virtuales en los MacBook Pros de tu empresa, instalarías un hipervisor de servidor usando software de virtualización de servidores. Con eso en su lugar, puedes ejecutar múltiples máquinas virtuales dentro de ese hipervisor. Por ejemplo, podrías ejecutar una VM con Windows 10 en ese MacBook Pro.

Tipos de máquinas virtuales

Hay dos tipos de VMs: máquinas virtuales de sistema y máquinas virtuales de proceso. Aunque ambas actúan como emulaciones de un sistema informático, sirven para diferentes propósitos.

Máquina virtual de sistema

También conocidas como VMs de virtualización completa, las máquinas virtuales de sistema son sustitutos de máquinas reales y proporcionan todas las funcionalidades de un sistema operativo real. Con una VM de sistema, el hipervisor accederá a los recursos de la máquina subyacente, brindando al usuario las mismas capacidades que ofrece el dispositivo host.

Máquina virtual de proceso

Una máquina virtual de proceso, también conocida como máquina virtual de aplicación, admite un solo proceso a la vez. La VM se crea cuando comienza ese proceso y se destruye cuando termina.

El propósito de una VM de proceso es ejecutar un programa informático en un entorno independiente de la plataforma, lo que significa que puede ejecutarse en una variedad de hardware o software.

¿Para qué se utiliza una máquina virtual?

En el ejemplo anterior, desglosamos los pasos generales de cómo funciona una máquina virtual. El propósito final de una máquina virtual es ejecutar un sistema operativo no inicialmente destinado para el dispositivo en uso (por ejemplo, Windows 10 en un MacBook Pro). Esto puede parecer un objetivo extraño, pero es una de las principales razones por las que se utilizan las VMs.

Muchos proveedores de software de infraestructura como servicio (IaaS) ofrecen máquinas virtuales, incluyendo la nube pública y la computación de alto rendimiento (HPC). Aquí hay más información sobre eso y otras razones por las que las personas deciden usar máquinas virtuales.

Probar nuevos sistemas operativos

Cambiar tu sistema operativo es un gran paso. Si estás acostumbrado a un cierto sistema operativo y quieres evitar una configuración de arranque dual, las VMs ofrecen una gran alternativa para aquellos que buscan cambiar sin mucho riesgo.

Dentro de tu sistema operativo actual, puedes instalar un hipervisor para alojar una VM, configurar un sistema operativo en esa VM y luego ejecutarlo como cualquier otro programa. Puedes probarlo y familiarizarte con él antes de decidir si adoptarlo completamente.

Dado que las aplicaciones y configuraciones no interfieren con las del dispositivo final, puedes probar el sistema operativo sin temer que afecte tu computadora. Si algo sale mal en el sistema operativo dentro de tu VM, no afectará tu dispositivo.

Ejecutar software incompatible

Algunas computadoras y sistemas operativos son más compatibles con cierto software, y cambiar a otro sistema operativo podría hacerte pensar que ya no puedes usar los programas a los que estás acostumbrado. Tal vez cambiaste de dispositivo y te encuentras extrañando software específico de tu antiguo sistema operativo, o te encantaba usar un programa obsoleto que ya no funciona bien en tu computadora. Bueno, no tienes que decir adiós por completo.

Las VMs ofrecen una gran vía para ejecutar software incompatible en cualquier dispositivo final. Debido a que tienen su propio hardware virtual, puedes instalar cualquier sistema operativo y, por lo tanto, software compatible. No importa el sistema operativo de tu dispositivo, mientras estés usando una VM, el software incompatible ya no será un problema.

Manejo de malware

Un beneficio clave de las VMs es su capacidad para ejecutarse completamente separadas del sistema principal en el que se están accediendo. Si algo sale mal en tu VM, los sistemas y la funcionalidad de tu dispositivo no se dañan.

Este beneficio es útil al intentar manejar malware de manera segura. Supongamos que estás buscando descargar un programa determinado pero no estás 100 por ciento seguro de si puedes confiar en el sitio. O tal vez estás probando el software que implementaste para proteger tu negocio de virus. Puedes probar la legitimidad de ese sitio web y la efectividad de tu software antivirus en una VM sin que el dispositivo se vea comprometido.

Desarrollar software para otras plataformas

Otra razón por la que las personas usan VMs es para probar aplicaciones, sitios web y software en varias plataformas. Al desarrollar software para escritorio y móvil, puedes usar un emulador, que es una pieza de hardware o software que permite que un sistema informático actúe como otro, para probar ambas capacidades a la vez.

Usar instantáneas para restauración

A medida que tu organización crece y cambia, también lo hará tu conjunto tecnológico. Agregar, eliminar y probar cualquier software o aplicación puede resultar en que pierdas el rastro de todos tus cambios. Incluso podrías llegar a un punto en el que agregaste o eliminaste una característica de más, y desearías poder retroceder en el tiempo a tu configuración anterior.

Con las VMs, puedes hacer precisamente eso.

Las VMs permiten a los usuarios tomar una instantánea de su configuración actual en caso de que deseen volver a ella más tarde. De esta manera, si algo sale mal al realizar cambios en su configuración, pueden restaurar la instantánea y seguir trabajando como si nada hubiera cambiado.

Clonar un sistema a otra máquina

Debido a que los contenidos de la VM se almacenan virtualmente en un par de archivos, pueden cargarse fácilmente en otro sistema informático, permitiendo que se clonen. Esencialmente, los archivos se copian y luego se cargan en otra computadora de tu elección. Mientras uses el mismo hipervisor, puedes cargar una VM y todos sus contenidos en otra computadora sin problemas.

VMs multiusuario vs. VMs de un solo usuario

Las VMs multiusuario, similares a un complejo de apartamentos compartido, permiten que múltiples usuarios utilicen recursos en un solo servidor físico. Este enfoque ofrece eficiencia de costos ya que los usuarios comparten la infraestructura subyacente. Sin embargo, al igual que en la vida compartida, pueden surgir preocupaciones sobre la privacidad de los datos y los posibles impactos en el rendimiento de otros usuarios. Las organizaciones con requisitos de seguridad estrictos podrían encontrar este modelo menos adecuado.

Por otro lado, las VMs de un solo usuario se asemejan a alquilar una casa. Aquí, tenemos dos opciones principales: hosts dedicados e instancias dedicadas. Los hosts dedicados proporcionan el más alto nivel de control, como poseer tu propio terreno y construir una casa personalizada. Los usuarios tienen control total sobre el entorno de hardware y software, permitiendo una flexibilidad extrema y atendiendo a necesidades específicas de licencias de software. Este enfoque ofrece máxima transparencia y supervisión para cargas de trabajo críticas.

Beneficios de una máquina virtual

Si esos casos de uso mencionados anteriormente no ofrecen suficiente razón para comenzar a usar una máquina virtual en tu organización, aquí hay algunos beneficios adicionales.

Utilización de recursos y consolidación de servidores

La razón principal por la que las personas usan VMs es la consolidación de servidores, un método de usar eficientemente los recursos de un servidor informático para reducir el número total de servidores o ubicaciones de servidores. Muchos sistemas operativos solo usan una fracción de sus recursos físicos disponibles, pero con la virtualización, puedes tener muchos servidores virtuales diferentes en cada servidor físico.

Usar VMs mejora la utilización de tu hardware, eliminando la necesidad de comprar más discos duros, racks de servidores u otro hardware.

Recuperación ante desastres

Las VMs están equipadas con opciones de recuperación ante desastres que algunos sistemas operativos no tienen. En caso de que haya un desastre natural o humano, y una organización necesite recuperar el acceso a su infraestructura de TI, la virtualización ofrece un método de recuperación.

Debido a que las VMs no se ven afectadas por desastres, las organizaciones pueden usarlas para respaldar sus datos o clonar su entorno informático, permitiéndoles recuperarse rápidamente.

Aislamiento

Los usuarios también se sienten atraídos por las VMs que se ejecutan completamente separadas de la máquina a la que acceden. Debido a su aislamiento del resto del sistema, lo que sea que ejecute una VM no interferirá con el sistema operativo del host. El aislamiento de las máquinas virtuales previene malware, fallos y otros ciberataques en una VM de dañar a las otras, mejorando así la seguridad general.

Desventajas de una máquina virtual

Aunque las máquinas virtuales ofrecen muchos beneficios para el usuario, incluyendo habilidades de prueba y recuperación ante desastres, también hay algunas desventajas que los nuevos usuarios deben considerar antes de hacer la inversión.

Rendimiento inestable

Exagerar y esperar demasiado de tu máquina virtual puede causar un rendimiento inestable, especialmente si estás ejecutando más de una VM en la misma computadora física.

Debido a que las máquinas virtuales son esencialmente solo versiones virtuales de computadoras, también luchan con las mismas limitaciones. Cosas como el ancho de banda y las capacidades de red no son infinitas, y los usuarios sentirán la lucha de alcanzar la capacidad máxima que su VM puede manejar, al igual que lo harían con una computadora normal.

Menos eficiente

Aunque las máquinas virtuales ofrecen todas las capacidades de una computadora normal, todavía son solo una función de esa computadora y requieren una cantidad decente de energía. Debido a que la máquina física en la que se está ejecutando la VM necesitará soportarse a sí misma, las VMs tienden a funcionar más lentamente y de manera menos eficiente que las computadoras normales.

No te pierdas la magia

Aunque el sistema operativo de tu computadora tiene muchas herramientas de software y aplicaciones para ayudarte a mantenerte productivo, todavía puede haber algunas capacidades que están fuera de tu alcance. Con una máquina virtual, puedes ejecutar la funcionalidad de dos computadoras a la vez. ¡Hablando de productividad!

Lee más sobre algunos de los mejores software de máquinas virtuales y elige el más adecuado para tu negocio.

Este artículo fue publicado originalmente en 2020. Ha sido actualizado con nueva información.