Virtualización para Windows: Descripción general de tecnología

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1 Virtualización para Windows: Descripción general de tecnología David Chappell, Chappell & Associates Copyright Microsoft Corporation Quedan reservados todos los derechos.

2 Contenido CONTENIDO... 2 QUÉ ES LA VIRTUALIZACIÓN?... 3 TECNOLOGÍAS DE VIRTUALIZACIÓN...3 Virtualización de hardware...4 Virtualización de presentaciones...5 Virtualización de aplicaciones...7 Otras tecnologías de virtualización...8 ADMINISTRACIÓN DE UN MUNDO VIRTUALIZADO...9 TECNOLOGÍAS DE VIRTUALIZACIÓN DE MICROSOFT VIRTUALIZACIÓN DE HARDWARE Virtual Server 2005 R Virtual PC Pronósticos de la virtualización de servidores de Windows VIRTUALIZACIÓN DE PRESENTACIONES Terminal Services de Windows Server Pronósticos de Windows Server 2008 Terminal Services VIRTUALIZACIÓN DE APLICACIONES: SOFTGRID APPLICATION VIRTUALIZATION ADMINISTRACIÓN DE UN ENTORNO VIRTUALIZADO DE WINDOWS SYSTEM CENTER OPERATIONS MANAGER SYSTEM CENTER CONFIGURATION MANAGER SYSTEM CENTER VIRTUAL MACHINE MANAGER COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE VIRTUALIZACIÓN CONCLUSIÓN ACERCA DEL AUTOR

3 Qué es la virtualización? La virtualización es indiscutiblemente una de las tendencias más candentes de la actualidad en materia de tecnología de la información. Esto no es casualidad. Si bien una variedad de tecnologías entran dentro del concepto que engloba la virtualización, todas ellas están cambiando el mundo de TI de manera significativa. Esta descripción general presenta las tecnologías de virtualización de Microsoft, centrándose en tres áreas: la virtualización de hardware, la virtualización de presentaciones y la virtualización de aplicaciones. Dado que toda tecnología, virtual o no, debe administrarse eficazmente, esta discusión también analiza los productos de administración de Microsoft para un mundo virtual. El objetivo es aclarar qué ofrecen estos productos, describir brevemente cómo lo hacen y mostrar cómo trabajan en forma conjunta. Tecnologías de virtualización Para comprender las tecnologías de virtualización modernas, primero piense en un sistema sin ellas. Imagínese, por ejemplo, una aplicación como Microsoft Word ejecutándose en una computadora de escritorio independiente. Esto se ilustra en la Figura 1. Figura 1: Sistema sin virtualización La aplicación se instala y ejecuta directamente en el sistema operativo, que a su vez se ejecuta directamente en el hardware de la computadora. La interfaz de usuario de la aplicación se presenta a través de una pantalla que está conectada directamente a este equipo. Este escenario simple le resulta familiar a cualquier persona que haya usado Windows. Pero no es la única opción. De hecho, muchas veces no es la mejor opción. En lugar de ceñir estas diversas partes (el sistema operativo al hardware, la aplicación al sistema operativo y la interfaz de usuario al equipo local), se puede desligar la dependencia directa que tienen estas partes entre sí. 3

4 Hacer esto significa virtualizar los aspectos de este entorno, algo que puede lograrse de diversas maneras. Los sistemas operativos pueden separarse del hardware físico que lo ejecuta a través de la virtualización de hardware, mientras que la virtualización de aplicaciones permite la separación análoga del sistema operativo y las aplicaciones que lo utilizan. De igual modo, la virtualización de presentaciones permite separar la interfaz de usuario de una aplicación del equipo físico en el que se ejecuta. Todos estos enfoques de la virtualización ayudan a hacer menos rígidos los vínculos entre los componentes. Esto permite utilizar el hardware y el software en formas más diversas, y facilita además el cambio. Dado que la mayoría de los profesionales de TI pasan gran cantidad de su tiempo trabajando con lo que ya se encuentra instalado en vez de descargar nuevas implementaciones, lograr que su mundo sea más maleable es bueno. Cada tipo de virtualización además aporta otros beneficios específicos al problema que aborda. Comprender cuáles son requiere conocer más acerca de las tecnologías mismas. Por consiguiente, las secciones a continuación dan una mirada más detallada de cada una. Virtualización de hardware Para la mayoría del personal de TI de la actualidad, la palabra "virtualización" evoca la imagen de la ejecución de múltiples sistemas operativos en un mismo equipo físico. Esto es virtualización de hardware, y si bien no es el único tipo de virtualización importante, es sin lugar a dudas el que más se ve actualmente. La idea central de la virtualización de hardware es simple: el uso de software para crear un equipo virtual (EV) que emula un equipo físico. Al suministrar múltiples equipos virtuales a la vez, este enfoque permite ejecutar diversos sistemas operativos simultáneamente en un mismo equipo físico. Esto se ilustra en la Figura 2. Figura 2: Ilustración de la virtualización de hardware El uso de este enfoque en equipos cliente con frecuencia se denomina virtualización de escritorios, mientras que el uso en sistemas de servidores se conoce como virtualización de servidores. La virtualización de escritorios puede ser útil en una variedad de situaciones. Una de las implementaciones más comunes es para solucionar la incompatibilidad entre aplicaciones y sistemas operativos del escritorio. Por ejemplo, suponga que un usuario que ejecuta Windows Vista necesita utilizar una aplicación que se ejecuta sólo en Windows XP con Service Pack 2. Si crea un 4

5 equipo virtual que ejecute este sistema operativo más viejo y luego instala la aplicación en ese equipo virtual, el problema puede solucionarse. No obstante, si bien la virtualización de escritorios es útil, el verdadero interés en torno a la virtualización de hardware se centra en los servidores. La principal razón de esto es de índole económica: En lugar de pagar por varios equipos servidores subutilizados, donde cada uno está dedicado a una carga de trabajo específica, la virtualización de servidores permite la unificación de esas cargas de trabajo en una menor cantidad de equipos que se aprovechan más. Esto implica menos personas para administrar estos equipos, menos espacio para alojarlos y menos cantidad de kilovatios-horas de consumo eléctrico para alimentarlos, todo lo cual ahorra dinero. La virtualización de servidores también facilita la restauración de sistemas con fallas. Los equipos virtuales se almacenan como archivos. En consecuencia, restaurar un sistema con fallas puede ser tan simple como copiar el archivo en un nuevo equipo. Dado que los equipos virtuales tienen diferentes configuraciones de hardware que el equipo físico en el que se están ejecutando, este enfoque también permite restaurar un sistema con fallas en cualquier equipo disponible. No se requiere utilizar un sistema físicamente idéntico. La virtualización de hardware puede lograrse de diversas maneras. Microsoft ofrece tres tecnologías diferentes que cubren esta área: Virtual Server 2005 R2: Esta tecnología ofrece virtualización de hardware por encima de Windows a través de un software complementario. Como lo sugiere su nombre, Virtual Server ofrece virtualización de servidores, dirigida a escenarios de múltiples usuarios con capacidad de ampliación. Virtual PC 2007: Al igual que Virtual Server, esta tecnología también ofrece virtualización de hardware por encima de Windows a través de un software complementario. Por otro lado, Virtual PC ofrece virtualización de escritorios, de modo que está diseñado para admitir múltiples sistemas operativos en la computadora de un mismo usuario. Windows Server virtualization: Al igual que Virtual Server, Windows Server virtualization ofrece virtualización de servidores. Sin embargo, en lugar de confiar en un complemento, la virtualización de hardware se integra directamente al mismo Windows. Windows Server virtualization es parte de Windows Server 2008, y su presentación está programada para realizarse poco después del lanzamiento de este nuevo sistema operativo. Todas estas tecnologías son útiles en diferentes situaciones y todas ellas se explican más en detalle a continuación en esta descripción general. Virtualización de presentaciones Muchas de las aplicaciones más utilizadas están diseñadas para ejecutarse y presentar su interfaz de usuario en el mismo equipo. Microsoft Office es un ejemplo común, pero existen muchos más. Si bien aceptar esta función predeterminada es adecuada muchas veces, tiene ciertas desventajas. Por ejemplo, las organizaciones que manejan varios equipos de escritorio deben asegurarse de proteger toda la información confidencial de esos escritorios. También se ven forzados a destinar gran cantidad de tiempo y dinero para administrar las aplicaciones que residen en esos equipos. Podría ser de gran ayuda permitir que una aplicación se ejecute en un servidor remoto, pero muestre su interfaz de usuario de manera local, a través de la virtualización de presentaciones. Esto se ilustra en la Figura 3. 5

6 Figura 3: Ilustración de la virtualización de presentaciones Como muestra la figura, este enfoque permite crear sesiones virtuales, donde cada una interactúa con un sistema de escritorio remoto. Las aplicaciones que se ejecutan en esas sesiones dependen de la virtualización de presentaciones para proyectar sus interfaces de usuario de manera remota. Cada sesión puede ejecutar una única aplicación o puede presentarle al usuario un escritorio completo con una oferta de múltiples aplicaciones. En ambos casos, varias sesiones virtuales pueden utilizar la misma copia instalada de una aplicación. Las aplicaciones que se ejecutan en un servidor compartido como éste ofrecen diversos beneficios, incluidos los siguientes: La información se puede centralizar, almacenándola de manera segura en un servidor central en lugar de residir en múltiples equipos de escritorio. Esto mejora la seguridad dado que la información no está esparcida por varios sistemas diferentes. El costo de administración de aplicaciones puede reducirse significativamente. Por ejemplo, en lugar de actualizar cada aplicación en cada escritorio individual, sólo se debe cambiar la única copia compartida en el servidor. La virtualización de presentaciones también permite usar imágenes de sistemas operativos más simples o dispositivos de escritorio especializados (comúnmente llamados clientes delgados), cualquiera de los cuales puede reducir los costos de administración. 6

7 Las organizaciones ya no necesitan preocuparse por incompatibilidades entre una aplicación y el sistema operativo de un escritorio. Si bien la virtualización de escritorios también resuelve este problema, como se describió anteriormente, a veces es más sencillo ejecutar la aplicación en un servidor central y luego usar la virtualización de presentaciones para poner la aplicación a disposición de los clientes que ejecutan cualquier sistema operativo. En algunos casos, la virtualización de presentaciones puede mejorar el rendimiento. Por ejemplo, piense en una aplicación cliente-servidor que transfiere gran cantidad de información de una base de datos central al cliente. Si la conexión de red entre el cliente y el servidor está lenta o congestionada, esta aplicación también estará lenta. Una manera de mejorar su rendimiento es ejecutar toda la aplicación (cliente y servidor) en un equipo con una conexión de alto ancho de banda a la base de datos y luego emplear la virtualización de presentaciones para poner la aplicación a disposición de los usuarios. La tecnología de virtualización de presentaciones de Microsoft es Windows Terminal Services. Primero fue lanzado para Windows NT 4 pero ahora es un componente estándar de Windows Server Terminal Services permite que una aplicación de escritorio común de Windows se ejecute en un equipo servidor compartido aunque presente su interfaz de usuario en un sistema remoto, como una computadora de escritorio o un cliente delgado. Si bien las interfaces remotas no han sido siempre vistas a través de la lente de la virtualización, esta perspectiva puede ofrecer una manera útil de pensar esta tecnología ampliamente utilizada. Virtualización de aplicaciones La virtualización ofrece una vista abstracta de algunos recursos informáticos. Por ejemplo, en lugar de ejecutarse directamente en una computadora física, la virtualización de hardware permite que un sistema operativo se ejecute en una abstracción de software de un equipo. De manera análoga, la virtualización de presentaciones permite que la interfaz de usuario de una aplicación se abstraiga en un dispositivo remoto. En ambos casos, la virtualización desliga una dependencia estrecha de por sí entre los componentes. Otra dependencia que puede beneficiarse de la abstracción es la conexión entre una aplicación y el sistema operativo en que se ejecuta. Cada aplicación depende de su sistema operativo para una serie de servicios, incluidos los controladores de dispositivos, la asignación de memoria y mucho más. Las incompatibilidades entre una aplicación y su sistema operativo pueden solucionarse a través de la virtualización de hardware o la virtualización de presentaciones, como se describió anteriormente. Pero qué sucede con las incompatibilidades entre dos aplicaciones instaladas en la misma instancia de un sistema operativo? Las aplicaciones comúnmente comparten varios elementos con otras aplicaciones de su sistema, lo que puede ser problemático. Por ejemplo, una aplicación puede requerir una versión específica de una biblioteca de vínculos dinámicos (DLL) para funcionar, mientras que otra aplicación en ese sistema puede requerir una versión diferente de la misma DLL. Al instalar ambas aplicaciones se produce lo que comúnmente se conoce como infierno de DLL, donde una sobrescribe la versión requerida por la otra. Para evitar esto, las organizaciones con frecuencia realizan una prueba exhaustiva antes de instalar una nueva aplicación, un enfoque factible aunque costoso y lento. La virtualización de aplicaciones resuelve este problema al crear copias de todos los recursos compartidos específicas de la aplicación, como se ilustra en la Figura 4. Estos elementos problemáticos que pueda compartir una aplicación con otras del sistema (entradas de registro, DLL específicas y mucho más) se integran con él, creando una aplicación virtual. Cuando se implementa una aplicación virtual, ésta utiliza su propia copia de estos recursos compartidos. 7

8 Figura 4: Ilustración de la virtualización de aplicaciones La virtualización de aplicaciones facilita notablemente la implementación. Dado que las aplicaciones ya no compiten por las versiones de DLL u otros aspectos compartidos de su entorno, no hay necesidad de probar las nuevas aplicaciones para detectar conflictos con las aplicaciones existentes antes de implementarlas. Como sugiere la Figura 4, estas aplicaciones virtuales pueden ejecutarse junto a las aplicaciones comunes; no todo debe estar virtualizado. SoftGrid Application Virtualization es la tecnología de Microsoft para esta área. Un administrador de SoftGrid puede crear aplicaciones virtuales y luego implementarlas según sea necesario. Al brindar una vista abstracta de las partes clave del sistema, la virtualización de aplicaciones reduce el tiempo y los gastos requeridos para implementar y actualizar las aplicaciones. Otras tecnologías de virtualización Esta descripción general analiza tres tipos de virtualización: hardware, presentaciones y aplicaciones. Sin embargo, también se utilizan tipos de abstracción similares en otros contextos. Entre los más importantes se encuentran la virtualización de redes y la virtualización del almacenamiento. El término virtualización de redes se utiliza para describir varios elementos diferentes. Tal vez el más común sea la idea de una red privada virtual (VPN). Las redes privadas virtuales (VPN) abstraen la noción de una conexión de redes, lo que permite que un usuario remoto obtenga acceso a la red interna de una organización como si estuviese físicamente conectado a esa red. Las redes privadas virtuales (VPN) son una idea ampliamente implementada y pueden utilizar varias tecnologías. En el 8

9 mundo de Microsoft, las principales tecnologías de red privada virtual (VPN) de la actualidad son Internet Security and Acceleration (ISA) Server 2006 e Internet Application Gateway El término virtualización del almacenamiento también es utilizado en gran medida. En un sentido general, significa brindar una vista lógica y abstracta de los dispositivos de almacenamiento físicos. De este modo, cualquier elemento que no sea una unidad de disco conectada localmente será visto desde esta perspectiva. Un ejemplo simple es el redireccionamiento de carpetas en Windows, que permite que la información de una carpeta se almacene en cualquier unidad accesible a través de la red. Hay enfoques mucho más poderosos (y más complejos) que también encajan en esta categoría, entre ellos, las redes de área de almacenamiento (SAN) y otros. Los beneficios de la virtualización del almacenamiento en cualquiera de sus formas son análogos a los de cualquier otro tipo de virtualización: mayor abstracción y menor acoplamiento directo entre componentes. Administración de un mundo virtualizado Las tecnologías de virtualización brindan una variedad de beneficios. A medida que el entorno informático de una organización obtiene mayor nivel de virtualización, también se torna más abstracto. El incremento de la abstracción puede aumentar la complejidad, lo que puede dificultar el control del personal de TI. El corolario es claro: Si un mundo virtualizado no se administra bien, sus beneficios pueden no ser tan claros. Por ejemplo, piense qué sucedería si las cargas de trabajo de diversos equipos servidores existentes se transfieren a equipos virtuales que se ejecutan en un único servidor. Esa computadora física en particular es ahora tan importante para la organización como lo eran todos los equipos que remplazó. Si ésta falla, el caos reinará. Un mundo virtualizado que no esté bien administrado puede ser menos confiable y tal vez aún más costoso que su equivalente no virtualizado. Para resolver esto, Microsoft ofrece una familia de herramientas para la administración de sistemas. En gran medida, los detalles específicos involucrados en la administración de un mundo virtualizado son los mismos que los de la administración de un mundo físico, de modo que se pueden utilizar las mismas herramientas. Esto es algo bueno dado que permite que las personas que administran el entorno usen las mismas capacidades y conocimientos para ambos. No obstante, existen casos en los que es preferible una herramienta centrada expresamente en la virtualización. A través de System Center Operations Manager 2007, System Center Configuration Manager 2007 y System Center Virtual Machine Manager 2007, Microsoft ofrece productos que sirven para ambas situaciones. Una preocupación fundamental de la administración de sistemas es la supervisión y administración de hardware y software en un entorno distribuido. System Center Operations Manager 2007 es el producto emblemático de Microsoft para resolver esta preocupación. Al permitir que el personal de operaciones supervise el software que se ejecuta en los equipos físicos y los mismos equipos físicos, Operations Manager le permite saber qué está sucediendo en su entorno. También permite que estas personas respondan adecuadamente, ejecutando tareas y tomando otras medidas para solucionar los problemas que ocurran. Dadas las grandes similitudes entre el entorno físico y el virtual, Operations Manager también se puede utilizar para supervisar y administrar los equipos virtuales y otros aspectos de un mundo virtualizado. Otra preocupación inevitable para las personas que administran un entorno distribuido es la instalación de un software y la administración de su configuración. Si bien se pueden realizar estas tareas en forma manual, las soluciones automatizadas son un enfoque mucho mejor en todos los entornos, salvo los más pequeños. Para hacer esto posible, Microsoft ofrece System Center Configuration Manager Al igual que Operations Manager, Configuration Manager maneja los 9

10 entornos virtuales de forma muy similar a los entornos físicos. Una vez más, la misma herramienta se puede usar en ambas situaciones. Operations Manager y Configuration Manager están dirigidos a grandes organizaciones con personal de TI más especializado. Qué sucede con las empresas medianas? Si bien es ciertamente posible usar estos dos productos juntos, Microsoft también ofrece una herramienta más simple para los entornos menos complejos. Esta herramienta, System Center Essentials 2007, implementa las funciones más importantes de Operations Manager y Configuration Manager. Al igual que sus hermanos mayores, visualiza las tecnologías virtuales de manera muy similar a los sistemas físicos, y, por lo tanto, se puede utilizar para administrar ambos. Las herramientas que funcionan tanto en el mundo físico como en el mundo virtual resultan atractivas. No obstante, piense en un entorno que tenga decenas o hasta cientos de equipos virtuales instalados. Cómo se crean estos equipos? Cómo se eliminan? Y cómo se realizan otras funciones de administración específicas de los equipos virtuales? La respuesta a estas preguntas requiere una herramienta que se centre específicamente en la administración de la virtualización de hardware. Para los equipos virtuales que se ejecutan en Virtual Server 2005, esa herramienta es System Center Virtual Machine Manager Entre otras cosas, esta herramienta ayuda al personal de operaciones a elegir las cargas de trabajo para la virtualización, crear los equipos virtuales que ejecutarán esas cargas de trabajo y transferir las aplicaciones a sus nuevos hogares. Para comprender la visión general de la virtualización es necesario ver cómo se puede administrar un entorno virtualizado. Sin embargo, también es necesario comprender las tecnologías de virtualización mismas. Para ayudarlo con esto, la siguiente sección examina más detenidamente cada una de las ofertas de virtualización de Microsoft. Tecnologías de virtualización de Microsoft Cada tecnología de virtualización abstrae un recurso informático de alguna manera para hacerlo más útil. Ya sea que el elemento que se abstrae sea una computadora, la interfaz de usuario de una aplicación o el entorno en que se ejecuta esa aplicación, la virtualización se resume en esta idea central. Y si bien todas estas tecnologías son importantes, es atinado decir que actualmente la virtualización de hardware se lleva la mayor parte de la atención. Por consiguiente, comenzaremos por allí este recorrido tecnológico. Virtualización de hardware La mayoría de las tendencias en informática dependen de una megatendencia subyacente: el crecimiento exponencial del poder de procesamiento descripto por la Ley de Moore. Una manera de pensar en este crecimiento es ser consciente de que en los próximos dos años, la capacidad de procesamiento aumentará tanto como lo ha hecho desde el comienzo de la computación. Dado este ritmo de crecimiento, es cada vez más difícil mantener los equipos ocupados. Combine esto con la dificultad de ejecutar distintas cargas de trabajo suministradas por diferentes aplicaciones en un único sistema operativo y el resultado será montones de servidores subutilizados. Cuesta mucho dinero comprar, alojar y operar cada uno de estos equipos servidores. En consecuencia, una tecnología para aumentar el uso de servidores puede ser muy atractiva. La virtualización de hardware es esa tecnología y es, sin lugar a dudas, muy atractiva. Si bien la virtualización de hardware es una idea que tiene ya 40 años, recién ahora se está convirtiendo en una parte importante de los entornos informáticos dominantes. En un futuro no muy lejano, se 10

11 espera que la mayoría de las aplicaciones se implementen en servidores virtuales en lugar de en equipos físicos dedicados. Los beneficios son demasiados para ignorarlos. Para permitir que los clientes de Windows aprovechen estos beneficios, Microsoft actualmente ofrece dos tecnologías de virtualización de hardware: Virtual Server 2005 R2 para servidores y Virtual PC 2007 para escritorios. Luego del lanzamiento de Windows Server 2008, Microsoft también ofrecerá Windows Server virtualization para ese sistema. Las siguientes secciones ofrecen una breve descripción de cada una de estas tecnologías. Virtual Server 2005 R2 Una manera de admitir múltiples equipos virtuales en un único equipo físico es ejecutar un software de virtualización principalmente encima del sistema operativo. Escribir este software es un desafío, especialmente para los procesadores antiguos que no ofrecen compatibilidad integrada para la virtualización de hardware. Sin embargo, es una solución viable que ha probado ser realmente exitosa en la práctica. Un ejemplo de este éxito es Virtual Server 2005 R2, una tecnología disponible gratuitamente para Windows Server La Figura 5 ilustra cómo Virtual Server admite múltiples equipos virtuales en un único equipo físico. Figura 5: Ilustración de Virtual Server 2005 R2 Como muestra la figura, Virtual Server se ejecuta en Windows Server Ofrece equipos virtuales, cada uno de los cuales admite su propio sistema operativo invitado. Cada equipo virtual está completamente aislado de sus pares, lo que permite que la carga de trabajo de cada uno se procese como si estuviese ejecutándose en su propio servidor físico. Virtual Server también ofrece una herramienta basada en explorador para administrar sus equipos virtuales. Virtual Server puede alojar diversos sistemas operativos x86 diferentes. La lista de invitados compatibles incluye Windows Server 2003, Windows Server 2000, Windows NT 4.0 y otras 11

12 versiones de Windows. También incluye SUSE Linux y Red Hat Linux, que reflejan las realidades de los centros de datos de clientes. Cualquiera sean los sistemas operativos invitados que se estén ejecutando, todos ellos requerirán almacenamiento. Para permitir esto, Microsoft ha definido un formato de disco duro virtual (VHD). El formato VHD en realidad es simplemente un archivo, pero para un equipo virtual, se ve como una unidad de disco conectada. Los sistemas operativos invitados y sus aplicaciones dependen de uno o más discos duros virtuales para el almacenamiento. De hecho, todas las tecnologías de virtualización de hardware de Microsoft usan el mismo formato VHD, lo que facilita la transferencia de información entre ellas. Para promover la adopción en la industria, Microsoft ha incluido la especificación VHD bajo su promesa de especificaciones abiertas (OSP), lo que permite que otros lo implementen en forma gratuita. Virtual PC 2007 Actualmente, el aspecto más importante de la virtualización de hardware a nivel comercial es la capacidad de unificar cargas de trabajo de múltiples servidores físicos en un equipo. Además puede ser útil para ejecutar sistemas operativos invitados en un equipo de escritorio. Virtual PC 2007 está diseñado para esta situación. Virtual PC es arquitectónicamente muy parecido a Virtual Server. Ambos están disponibles como descargas gratuitas, ambos se ejecutan principalmente encima de otro sistema operativo y ambos pueden alojar una variedad de sistemas operativos x86. Además, ambos usan el mismo formato VHD para el almacenamiento. No obstante, los productos tienen asimismo diferencias importantes. Dado que está dirigido a los servidores, Virtual Server tiene una capacidad de ampliación considerablemente mayor que Virtual PC y admite una gama mucho más amplia de opciones de almacenamiento. Virtual Server también incluye herramientas administrativas orientadas al personal profesional de TI, mientras que Virtual PC está diseñado para ser administrado por usuarios. Si bien Virtual PC ofrece algunos elementos que no están presentes en Virtual Server, como compatibilidad con placas de sonido, es atinado pensar en Virtual PC como una oferta de un enfoque más simple a la virtualización de hardware para los usuarios de escritorio. Pronósticos de la virtualización de servidores de Windows Virtual Server 2005 R2 actualmente se utiliza con éxito en una gama de organizaciones. Pero, como sucede con la mayoría de las tecnologías, la experiencia conduce a mejores enfoques. Windows Server virtualization, la tecnología integrada para la virtualización de hardware en Windows Server 2008, es un buen ejemplo de este tipo de progreso. Como muestra la Figura 6, este nuevo enfoque difiere de Virtual Server en algunos aspectos importantes. 12

13 Figura 6: Ilustración de Windows Server virtualization En lugar de agregar un código de virtualización principalmente encima de Windows, como es el caso de Virtual Server, Windows Server virtualization hace que la compatibilidad con equipos virtuales sea parte del mismo Windows. Este nuevo enfoque ofrece un hipervisor que se ejecuta directamente en el hardware. Entonces, se pueden crear una o más particiones encima del hipervisor, y cada una ofrece un equipo virtual. Una de éstas, la partición maestra, debe ejecutar Windows Server Las particiones secundarias (que en realidad son simplemente equipos virtuales) pueden ejecutar cualquier otro sistema operativo compatible, incluidas varias versiones de Windows y distribuciones de Linux como SUSE Linux. Para crear y administrar nuevas particiones, un administrador puede usar un complemento MMC que se ejecute en la partición maestra. Este enfoque es radicalmente diferente a las tecnologías anteriores de Microsoft para la virtualización de hardware. Una diferencia importante es que la compatibilidad de nivel bajo ofrecida por el hipervisor de Windows permite que la virtualización se efectúe de una manera más eficiente, ofreciendo un mejor rendimiento. Windows Server virtualization también realizó mejoras sobre Virtual Server en otros aspectos, incluidos los siguientes: Dado que Windows Server virtualization es una tecnología nativa de 64 bits, admite un espacio de memoria física mucho mayor que Virtual Server de 32 bits. Esto es algo útil cuando varios equipos virtuales se ejecutan en un único servidor físico. Windows Server virtualization también permite que los mismos equipos virtuales tengan más memoria, con un máximo de capacidad de 32 gigabytes por equipo virtual. Si bien Virtual Server es compatible únicamente con equipos virtuales de 32 bits, Windows Server virtualization es compatible con equipos virtuales de 32 bits y 64 bits. Los equipos virtuales de ambos tipos pueden ejecutarse simultáneamente en un único equipo Windows Server

14 En lugar de admitir un único CPU por equipo virtual, como es el caso de Virtual Server, Windows Server virtualization permite asignar múltiples CPU a un único equipo virtual. Windows Server 2008 tiene una opción de instalación llamada Núcleo del servidor, en la cual se instala únicamente un subconjunto limitado de funciones del sistema. Esto reduce los esfuerzos de administración y las posibles amenazas de seguridad para el sistema, y es la opción recomendada para los servidores que implementan Windows Server virtualization. Sin embargo, los sistemas que utilizan esta opción no tienen compatibilidad con la interfaz gráfica de usuario, y entonces no pueden ejecutar localmente el complemento de administración de Windows Server virtualization. En su lugar, la administración del equipo virtual se puede realizar remotamente utilizando Virtual Machine Manager. También es posible implementar Windows Server 2008 en una configuración tradicional no virtualizada. Si este es el caso, el hipervisor de Windows no se instala y el sistema operativo se ejecuta directamente en el hardware. La presentación de Windows Server virtualization está programada para realizarse dentro de los 180 días del lanzamiento de Windows Server Esta tecnología estará disponible para las tres ediciones de 64 bits de este nuevo sistema operativo: Standard, Enterprise y Data Center. Y dado que Windows Server virtualization usa el mismo formato VHD que Virtual Server 2005 R2, la migración de cargas de trabajo de esta tecnología anterior es relativamente sencilla. La virtualización de hardware actualmente es una tecnología dominante. La decisión de Microsoft de convertirla en una parte fundamental de Windows sólo subraya su importancia. Luego de la adolescencia quizás más larga en la historia de la computación, esta idea útil ha llegado finalmente a la madurez. Virtualización de presentaciones Windows Terminal Services ha estado disponible por varios años y no ha sido siempre vista como una tecnología de virtualización. Pero verla desde esta perspectiva es útil, aunque sólo sea porque este punto de vista ayuda a aclarar lo que realmente está sucediendo: La abstracción de un recurso que ofrece solamente lo que su usuario necesita. Tal como la virtualización de hardware le ofrece al sistema operativo solamente lo que necesita (la ilusión del hardware real), la virtualización de presentaciones le ofrece al usuario lo que realmente necesita: una interfaz de usuario. Esta sección ofrece una breve descripción de Windows Terminal Services, centrada en las versiones 2003 y 2008 de la tecnología. Terminal Services de Windows Server 2003 En la actualidad, el software interactúa normalmente con las personas a través de una pantalla, un teclado y un mouse. Para este fin, una aplicación puede brindar una interfaz gráfica de usuario para un usuario local. Pero existen muchísimas situaciones en las que es más beneficioso permitir que el usuario obtenga acceso a una aplicación remota como si fuese local. Hacer que la interfaz de usuario de la aplicación esté disponible en forma remota (virtualización de aplicaciones) es una manera eficaz de lograr esto. Como muestra la Figura 7, el objetivo de Terminal Services de Windows Server 2003 es hacerlo posible. 14

15 Figura 7: Ilustración de Terminal Services de Windows Server 2003 Terminal Services funciona con las aplicaciones estándar de Windows, sin necesidad de cambios. En su lugar, un escritorio completo, incluidas todas las interfaces de usuario de las aplicaciones, se presenta en toda una red a través de la conexión de escritorios remotos. Este software, ejecutado en un equipo cliente, se comunica con Terminal Services a través del protocolo de escritorios remotos (RDP), y envía únicamente las pulsaciones de teclas, los movimientos del mouse y la información de pantalla. Este enfoque minimalista permite que el protocolo RDP funcione a través de conexiones de bajo ancho de banda como las líneas de discado. El protocolo RDP además cifra el tráfico, lo que permite un acceso más seguro a las aplicaciones. La conexión de escritorios remotos se ejecuta en Windows XP y Windows Vista, y las versiones anteriores de Windows también ofrecen clientes de Terminal Services. También son posibles otras opciones de clientes, como las PC de bolsillo y Apple Macintosh. En cuanto al acceso de exploradores, un cliente compatible con el protocolo RDP se encuentra disponible como un control de ActiveX, lo que permite el acceso basado en la Web a las aplicaciones. 15

16 La virtualización de presentaciones transfiere la mayoría del trabajo que realiza una aplicación del escritorio del usuario a un servidor compartido. Ofrecerles a los usuarios la capacidad de respuesta que ellos esperan puede requerir importantes recursos de procesamiento, especialmente en entornos grandes. Para ayudar a alcanzar esto, Terminal Services permite crear granjas de servidores que distribuyan la carga de procesamiento a través de múltiples equipos. Terminal Services también puede mantener un registro del lugar del que se conecta un usuario y luego permitirle reconectarse a ese mismo sistema si el usuario se desconecta o la conexión se corta inesperadamente. Pronósticos de Windows Server 2008 Terminal Services Junto con Windows Server virtualization y más, Windows Server 2008 incluye una nueva versión de Windows Terminal Services. Este próximo lanzamiento agrega diversas capacidades útiles a esta tecnología. La Figura 8 muestra quizás la más importante de ellas: un recurso conocido como Terminal Servers (TS) RemoteApp. Figura 8: Ilustración de TS RemoteApp en Windows Server 2008 Terminal Services Como en Windows Server 2003, un usuario de Terminal Services de Windows Server 2008 puede crear una sesión virtual con un escritorio completo. Si bien ésta es la única opción en la versión 16

17 2003, la nueva capacidad de TS RemoteApp también permite que un usuario de la versión 2008 cree una sesión virtual que contenga sólo una única aplicación remota, como muestra la figura. Si un usuario de Windows crea una sesión virtual con un escritorio completo, ese escritorio y todas sus aplicaciones aparecen en una ventana encima de su escritorio local. Sin embargo, gracias a TS RemoteApp, la interfaz de usuario de la aplicación aparece en su escritorio local tal como si la aplicación se estuviese ejecutando localmente. De hecho, una aplicación a la que se obtuvo acceso a través TS RemoteApp aparece en la barra de tareas como una aplicación local y puede también iniciarse como tal: desde el menú Inicio, a través de un acceso directo o de alguna otra manera. La nueva versión de Windows Terminal Services también ofrece mayor compatibilidad para el uso de aplicaciones a través de la Web. Por ejemplo, en lugar de requerir el cliente de conexión de escritorios remotos completo, una nueva capacidad de acceso Web de Terminal Services permite obtener acceso a las aplicaciones individuales (a través TS RemoteApp) y a escritorios completos desde un explorador Web. Este nuevo lanzamiento también incluye una puerta de enlace de Terminal Services que encapsula el tráfico RDP en HTTPS. Esto ofrece a los usuarios fuera del servidor de seguridad de una organización un acceso más seguro a las aplicaciones internas sin utilizar una red privada virtual (VPN). Virtualización de aplicaciones: SoftGrid Application Virtualization La virtualización de hardware y la virtualización de presentaciones son ideas conocidas para muchas personas. La virtualización de aplicaciones es una noción más reciente, pero no es difícil de comprender. Como se describió anteriormente, el objetivo principal de esta tecnología es evitar conflictos entre aplicaciones que se ejecutan en el mismo equipo. Para este fin, se incluyen copias de los recursos potencialmente compartidos específicas de la aplicación en cada aplicación virtual. La Figura 9 ilustra cómo Microsoft logra esto a través de SoftGrid Application Virtualization. Figura 9: Ilustración de la virtualización y streaming de aplicaciones de SoftGrid Las aplicaciones virtuales se almacenan en un servidor SoftGrid que se ejecuta en un equipo central. La primera vez que un usuario inicia una aplicación virtual, este servidor envía el código de la 17

18 aplicación al sistema del usuario a través de un proceso llamado transmisión (streaming). La aplicación virtual luego comienza a procesarse, posiblemente ejecutándose con otras aplicaciones no virtuales en el mismo equipo. Luego de esta descarga inicial, las aplicaciones se almacenan en un caché local de SoftGrid en el equipo. Los futuros usos de la aplicación se basan en este código de caché, de modo que la transmisión se requiere únicamente para el primer acceso a una aplicación. Desde la perspectiva del usuario, una aplicación virtual se ve exactamente igual a cualquier otra aplicación. Pudo haber sido iniciada desde el menú Inicio, desde un icono en el escritorio o de alguna otra manera. La aplicación aparece en el Administrador de tareas, y puede usar las impresoras, conexiones de red y otros recursos del equipo. Esto tiene sentido dado que la aplicación realmente se está ejecutando en forma local en el equipo. Pero todos los recursos que utiliza que puedan producir conflicto con otras aplicaciones en el sistema han sido incorporados a la propia aplicación virtual. Por ejemplo, si la aplicación escribe una entrada de registro, ese cambio se realiza en realidad en una entrada de registro almacenada dentro de la aplicación virtual; el registro del equipo no se ve afectado. Para que esto funcione, las aplicaciones deben integrarse a través de un proceso llamado secuenciamiento (sequencing) antes de ser descargadas por el servidor SoftGrid. A través de la herramienta de secuenciamiento guiada por asistente de SoftGrid, un administrador crea una aplicación virtual desde su aplicación común. El secuenciador no modifica el código de origen de la aplicación, sino que observa cómo funciona la aplicación para ver qué información de configuración compartida utiliza. Luego integra la aplicación al formato de SoftGrid, incluidas las copias de esta información específicas de la aplicación. El almacenamiento centralizado de las aplicaciones virtuales y la posterior descarga a pedido de las mismas al sistema de un usuario facilita en gran medida la administración. Pero si un usuario tuviese que esperar que toda la aplicación virtual se descargue antes de iniciarse, su primer acceso a esta aplicación sería muy lento. Para evitar esto, el proceso de transmisión de SoftGrid baja únicamente el código requerido para poner en funcionamiento la aplicación. (La determinación exacta de qué partes son necesarias forma parte del proceso de secuenciamiento). El resto de la aplicación puede entonces descargarse en un segundo plano según sea necesario. Dado que las aplicaciones virtuales descargadas se almacenan en un caché suministrado por SoftGrid, éstas pueden ejecutarse varias veces sin tener que volver a descargarlas. Cuando un usuario inicia una aplicación virtual almacenada en el caché, SoftGrid automáticamente verifica la aplicación con la versión actualmente almacenada en el servidor central de SoftGrid. Si una nueva versión se encuentra disponible en el servidor, cualquier parte cambiada de esa aplicación se transmite al equipo del usuario. Esto permite que los parches y otras actualizaciones se apliquen a la copia de la aplicación virtual almacenada en el servidor central y luego se distribuyan automáticamente a todas las copias de la aplicación almacenadas en el caché. SoftGrid también permite el uso de las aplicaciones virtuales sin conexión. Por ejemplo, suponga que el cliente está en un equipo portátil. El usuario puede obtener acceso a las aplicaciones que necesitará, descargándolas al caché de SoftGrid. Una vez descargadas, el equipo portátil se desconecta de la red y las utiliza de manera normal. Las aplicaciones virtuales se ejecutarán desde el caché del equipo. Ya sea que el sistema al que se las copia esté en un equipo de escritorio o un equipo portátil, las aplicaciones virtuales tienen una licencia que las acompaña. El servidor SoftGrid mantiene un registro de qué aplicaciones son usadas por cuál equipo, lo que brinda un punto central para la administración de licencias. Toda aplicación con el tiempo caducará, de modo que el usuario que 18

19 tenga las aplicaciones descargadas en su equipo portátil deberá comunicarse con el servidor central de SoftGrid para volver a adquirir las licencias para esas aplicaciones. Otro desafío que enfrentaron los creadores de SoftGrid fue determinar qué aplicaciones virtuales debían estar visibles para cada usuario. Para solucionar esto, las aplicaciones virtuales son asignadas a usuarios según los grupos de Active Directory a los que los usuarios pertenezcan. Por ejemplo, si se agrega un nuevo usuario a un grupo, éste puede obtener acceso a sus aplicaciones de SoftGrid desde cualquier equipo en este dominio. Los beneficios de usar aplicaciones virtuales con computadoras de escritorio y portátiles son evidentes. Existe otro uso importante de esta tecnología, aunque puede ser menos evidente. De la misma manera que las aplicaciones producen conflictos entre sí en un equipo de un único usuario, las aplicaciones utilizadas con Windows Terminal Services también pueden generar conflictos. Por ejemplo, suponga que una organización instala dos aplicaciones que requieren diferentes versiones de la misma DLL en el mismo equipo servidor de Terminal Services (comúnmente llamado servidor terminal). Este conflicto será aún más problemático cuando se encuentre en el escritorio de un usuario dado que ahora afecta a todos los clientes de Terminal Services que dependen de este servidor. Si ambas aplicaciones deben estar disponibles, la solución típica hasta ahora es implementarlas en servidores terminales independientes. Si bien esto funciona, también tiende a provocar que esos servidores queden subutilizados. La virtualización de aplicaciones puede ayudar. Si las aplicaciones se virtualizan antes de cargarse en un servidor terminal, pueden evitar los conflictos típicos que requieren utilizar diferentes servidores. En lugar de crear silos de servidores independientes y luego provocar que los mismos queden subutilizados, las aplicaciones virtuales pueden ejecutarse en cualquier servidor terminal. Esto permite que las organizaciones usen menos equipos servidores, lo que reduce los costos administrativos y de hardware. De hecho, una aplicación virtual de SoftGrid se administra en menor medida como un software instalado de manera común y en mayor medida como una página Web. Se puede bajar una aplicación virtual a pedido desde un servidor, como una página Web, y del mismo modo que no hay necesidad de evaluar las páginas Web para detectar potenciales conflictos antes de poder obtener acceso a ellas, no hay necesidad de evaluar las aplicaciones virtuales antes de implementarlas. Una vez más, la idea fundamental es la abstracción: brindar una vista virtual de la información de configuración de una aplicación. Como con otros tipos de virtualización, los beneficios son consecuencia de aumentar la separación entre los diferentes elementos del entorno informático. Administración de un entorno virtualizado de Windows Los costos más altos en la mayoría de las organizaciones de TI son los salarios. Si la virtualización redujera otros costos pero aumentara el esfuerzo de administración, probablemente el resultado sería una pérdida neta: las personas cuestan más que los equipos. Dado este hecho, es esencial la administración eficaz de las tecnologías de virtualización. Esta sección describe cómo se pueden utilizar las herramientas del centro de sistemas de Microsoft (Operations Manager, Configuration Manager y Virtual Machine Manager) para administrar un entorno virtualizado de Windows. System Center Operations Manager 2007 Para todas las organizaciones, excepto las más pequeñas, las herramientas de supervisión y administración de sistemas en un mundo distribuido son un requisito ineludible. Microsoft ofrece Operations Manager para abordar este desafío en los entornos de Windows. Este producto, 19

20 centrado en la administración de hardware y software en escritorios, servidores y otros dispositivos, es compatible con un amplio enfoque de administración de sistemas. Los entornos informáticos contienen muchos componentes diferentes: equipos cliente y servidor, sistemas operativos, bases de datos, servidores de correo y mucho más. Para afrontar esta diversidad, Operations Manager cuenta con paquetes de administración (MP). Cada paquete de administración reúne conocimiento y más acerca de cómo administrar un componente específico, y cada uno es creado por personas con vasta experiencia en esa área. Por ejemplo, Microsoft ofrece paquetes de administración para administrar Windows, SQL Server, Exchange Server y casi todos los productos de otras empresas. HP y Dell ofrecen paquetes de administración para administrar sus equipos servidores, mientras que muchos otros proveedores también ofrecen paquetes de administración para sus productos. Al instalar los paquetes de administración adecuados, las organizaciones pueden aprovechar el conocimiento de sus creadores para administrar su entorno de una manera más eficiente. Esto incluye administrar un entorno a través de la virtualización, como muestra la Figura 10. Figura 10: Operations Manager en un entorno virtualizado Como muestra el sistema que está a la izquierda, Operations Manager puede administrar equipos virtuales y también equipos físicos. De hecho, el producto funciona de la misma manera en ambos casos. Operations Manager cuenta con un agente que se ejecuta en cada equipo que administra, de modo que todo equipo (físico o virtual) tiene uno. Por ejemplo, en el diagrama anterior, el sistema a 20

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