Qué es una Máquina Virtual - Tipos y Beneficios

El concepto de máquina virtual se introdujo alrededor de 1960. Es la evolución de la técnica del tiempo compartido. En el método de tiempo compartido, cada programa tiene acceso completo a todos los recursos de la computadora, pero a la vez, solo se ejecutará un programa. El sistema cambia entre programas en intervalos de tiempo mientras guarda y restaura los estados del programa cada vez. Con el uso del método de tiempo compartido, múltiples usuarios pueden usar el sistema informático simultáneamente. Los centros de investigación de IBM han desarrollado el método de tiempo compartido como máquinas virtuales. CP-67 fue el primero disponible arquitectura de máquinas virtuales. Se han desarrollado sistemas con múltiples máquinas virtuales en un solo host y una sola máquina virtual en múltiples hosts.

Antes de lanzar cualquier nueva tecnología de hardware, primero se prueba en el emulador para detectar, recrear y reparar fallas en el diseño y seguir los pasos necesarios. Asimismo, antes de introducir nuevo software, se simula para comprobar posibles errores y depurarlos. Para llevar a cabo esta tarea, un sistema que puede sustituir al entorno principal para construir nuevas tecnologías. Aquí es donde entran en juego las máquinas virtuales. Actúa como la emulación del sistema informático proporcionando toda la funcionalidad del sistema físico.

¿Qué es una máquina virtual?

Con la introducción de nuevas tecnologías y modelos de investigación, se lanza una gran cantidad de productos de hardware y software. Gran parte del software depende de la plataforma, por lo que a veces es difícil depurarlo o verificarlo debido a los recursos de hardware limitados.

Una VM (máquina virtual) es una emulación de un sistema informático, donde estas máquinas utilizan arquitecturas informáticas para proporcionar la funcionalidad de una computadora física. El dispositivo físico en el que se ejecutan las máquinas virtuales se denomina host, mientras que las máquinas virtuales se denominan invitados. Un solo host puede tener varios números de invitados.

Tipos de máquinas virtuales

La máquina virtual funciona como una computadora y está aislada del resto del sistema host. El software invitado no puede realizar cambios en el software del sistema host. Por lo tanto, los archivos de virus se pueden probar usando una máquina virtual sin afectar el sistema informático principal. El software de computadora que crea y ejecuta la máquina virtual se llama hipervisor. Según sus funciones, existen dos tipos diferentes de máquinas virtuales: máquinas virtuales de sistema y máquinas virtuales de proceso.

1). máquinas virtuales del sistema

Estos tipos de máquinas virtuales ofrecen virtualización completa. Actuando como un sustituto de la máquina real, estos proporcionarán la funcionalidad para ejecutar un sistema operativo completo. Los recursos de hardware se comparten y gestionan, formando múltiples entornos en el sistema host. Estos entornos están aislados entre sí, pero existen en el mismo host físico. Así, estos aseguran el tiempo compartido entre varios sistemas operativos monotarea.

Para permitir el uso compartido de memoria entre diferentes máquinas virtuales en un sistema operativo de computadora, se pueden aplicar sistemas de sobrecompromiso de memoria. Las páginas de memoria con contenido idéntico se pueden compartir entre varias máquinas virtuales presentes en el mismo host físico. Esto es muy útil para páginas de sólo lectura.

2). Procesar máquinas virtuales (VM)

Estas máquinas virtuales también se denominan máquinas virtuales de aplicación, entornos de tiempo de ejecución gestionados. Este tipo de máquina virtual se ejecuta como una aplicación normal en el sistema operativo host y admite un solo proceso. Se crea al comienzo del proceso y se destruye al final del proceso. Se utiliza para proporcionar un entorno de programación independiente de la plataforma para el proceso, lo que le permite ejecutarse de la misma manera en cualquiera de las otras plataformas.

Estos se implementan mediante intérpretes y proporcionan abstracciones de alto nivel. Estos se usan comúnmente para la programación Java que usa la máquina virtual Java para la ejecución del programa. Hay un caso especial de máquina virtual de proceso que abstrae el mecanismo de comunicación de un grupo de computadoras. Estos contienen un proceso por máquina física en el clúster. Estos ayudan al programador a centrarse en el algoritmo en lugar del proceso de comunicación proporcionado por la interconexión y máquina virtual en el sistema operativo. La aplicación que se ejecuta en estas máquinas virtuales tiene acceso a todos los servicios del sistema operativo. La máquina virtual paralela, la interfaz de paso de mensajes son ejemplos de tales máquinas virtuales (VM).

Arquitectura

El software de tiempo de ejecución es el software de virtualización que implementa la máquina virtual de proceso. Se implementa en el nivel API de la arquitectura informática por encima de la capa combinada de sistema operativo y hardware. Esto emula las instrucciones a nivel de usuario, así como las llamadas del sistema operativo o de la biblioteca. Para la máquina virtual del sistema, el software de virtualización se llama Virtual Machine Monitor (VMM). Este software está presente entre la máquina de hardware host y el software invitado. VMM emula el hardware ISA, lo que permite que el software invitado ejecute otro ISA.

Ventajas

Algunos de los beneficios de las máquinas virtuales son:

• Las máquinas virtuales ofrecen compatibilidad de software con el software que se ejecuta en ellas. Por lo tanto, cualquier software escrito para el host virtualizado también funcionará en la máquina virtual.
• Proporciona aislamiento entre diferentes tipos de sistemas operativos y procesos. Por lo tanto, el sistema operativo del procesador que se ejecuta en una máquina virtual no puede modificar los procesos de otras máquinas virtuales y el sistema host.
• Estos proporcionan la encapsulación y el software presente en una máquina virtual que se puede modificar y controlar.
• Para el host de sistema operativo múltiple, estos brindan varias funciones, como la ausencia de arranque dual, la transferencia de archivos entre máquinas virtuales, el error en un sistema operativo no afecta al otro sistema operativo presente en el host, se puede agregar fácilmente un nuevo sistema operativo.
• Estos proporcionan una buena gestión de software como estos que pueden ejecutar la pila completa de software de la máquina host, ejecutar el sistema operativo heredado, etc.
• Aquí es posible compartir recursos de hardware con pilas de software independientes y para equilibrar la carga, las máquinas virtuales se pueden transferir a las diferentes computadoras.

Por lo tanto, los sistemas informáticos modernos se vuelven cada vez más complejos y contienen varios componentes de software y hardware en estrecha interacción. Aquí, la virtualización actúa como una tecnología de interconexión. Las máquinas virtuales hacen que los subsistemas incompatibles funcionen juntos. También permite un uso más flexible y eficiente de los recursos de hardware en múltiples sistemas operativos. Estos aseguran la interoperabilidad entre el hardware, el software del sistema y las aplicaciones. ¿Cuáles son las diferencias entre el proceso Máquina virtual y la máquina virtual del sistema?