¿Qué es un hipervisor?

Un hipervisor, también conocido como monitor de máquinas virtuales (VMM, del inglés Virtual Machine Monitor), es una capa de virtualización de software que permite crear y ejecutar múltiples máquinas virtuales (VM) dentro de un único servidor, así como ejecutar diferentes sistemas operativos de forma aislada.

El servidor físico donde se ejecuta el hipervisor se llama host machine, mientras que cada VM individual se denomina guest machine.

El término “hipervisor” se acuñó en los años 70 a partir del concepto de supervisor del kernel de un sistema operativo. Al usar el prefijo “hiper-”, se considera el supervisor de los supervisores.

Los hipervisores separan los recursos de la VM del hardware físico y los distribuyen adecuadamente, facilitando la migración a la nube y optimizando costos, accesibilidad y escalabilidad.

Beneficios de los hipervisores

El uso de hipervisores proporciona numerosas ventajas:

  • Eficiencia: permite un uso más eficiente de los servidores físicos, reduciendo costos.
  • Flexibilidad: los recursos de la VM se abstraen del hardware, lo que facilita la portabilidad y distribución de cargas de trabajo.
  • Escalabilidad en la nube: soporta múltiples VMs en servidores bare-metal o entornos multi-inquilino.
  • Seguridad y aislamiento: mejora la seguridad al separar los entornos virtuales del sistema host.

Tipos de hipervisores

Según Gerald J. Popek y Robert P. Goldberg, existen dos tipos principales de hipervisores: tipo 1 y tipo 2. Aunque la línea divisoria entre ellos puede no ser siempre clara, la distinción es útil para entender su funcionamiento y uso.

Hipervisores de tipo 1 (bare-metal)

Los hipervisores de tipo 1, también llamados bare-metal o nativos, se ejecutan directamente sobre el hardware del host y gestionan los sistemas operativos invitados sin necesidad de un sistema operativo intermediario.

  • Funcionamiento: interactúan directamente con el hardware, asignando recursos a las VMs y compartiéndolos según sea necesario.
  • Uso típico: centros de datos, servidores web y entornos de computación empresarial de alto rendimiento.
  • Ventajas: mayor rendimiento, eficiencia y aislamiento; menos propensos a ataques porque están separados del sistema operativo host.

Ejemplos de hipervisores de tipo 1

  • KVM (Kernel-based Virtual Machine): integrado en el kernel de Linux, soporta virtualización completa y contenedores.
  • VMware ESXi: hipervisor empresarial bare-metal, parte de VMware vSphere.
  • Microsoft Hyper-V: hipervisor de Microsoft, integrado en Windows Server.
  • Proxmox VE: plataforma de virtualización de código abierto basada en Debian, soporta LXC y KVM.
  • XEN: hipervisor de código abierto desarrollado por la Universidad de Cambridge, mantenido por Linux Foundation.
  • Citrix Hypervisor: basado en XEN, orientado a entornos empresariales.
  • Red Hat Virtualization (RHV): basado en KVM, orientado a entornos corporativos.
  • OpenStack: plataforma cloud de código abierto que utiliza hipervisores tipo 1 para desplegar VMs en cloud público o privado.

Hipervisores de tipo 2 (alojados)

Los hipervisores de tipo 2, también llamados alojados, se ejecutan sobre un sistema operativo convencional, como una aplicación. Abstraen los sistemas operativos invitados del host.

  • Funcionamiento: negocian recursos con el sistema operativo host para ejecutar las VMs.
  • Uso típico: entornos de escritorio, pruebas, desarrollo o usuarios individuales que necesitan ejecutar varios sistemas operativos simultáneamente.
  • Ventajas: fácil de instalar y administrar, no requiere conocimientos avanzados de sistemas.
  • Limitaciones: menor rendimiento y aislamiento comparado con hipervisores tipo 1.

Ejemplos de hipervisores de tipo 2

  • VirtualBox: hipervisor de código abierto para Windows, Linux y macOS.
  • QEMU: emulador y virtualizador de código abierto.
  • VMware Workstation Player y VMware Fusion: hipervisores comerciales para PCs y Mac.
  • Parallels Desktop: permite ejecutar Windows sobre macOS sin reiniciar.

Diferencias clave entre hipervisores tipo 1 y tipo 2

CaracterísticaHipervisor Tipo 1Hipervisor Tipo 2
También conocido comoBare-metalAlojado
Se ejecuta enHardware físico del hostSistema operativo host
Adecuado paraCargas de trabajo pesadas o servidoresEscritorio, desarrollo y pruebas
Negocia recursos dedicadosNo
Requisitos de conocimientoNivel administrador de sistemasUsuario básico
EjemplosVMware ESXi, Hyper-V, KVMVirtualBox, VMware Workstation, Parallels Desktop
RendimientoAltoMedio-bajo
AislamientoAltoMedio

Conclusión

Los hipervisores son el corazón de la virtualización moderna, permitiendo ejecutar múltiples máquinas virtuales de manera eficiente y segura. Elegir entre un hipervisor tipo 1 o tipo 2 depende del entorno de uso, los recursos disponibles y los objetivos de rendimiento y seguridad.

En entornos empresariales y de cloud, se prefieren los hipervisores tipo 1 por su alto rendimiento y aislamiento. Para desarrollo, pruebas o uso personal, los hipervisores tipo 2 son ideales por su facilidad de uso y flexibilidad.