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2025/04/09

12. Comparación de Software de Virtualización de Servidores

Han pasado cerca de 25 años desde que el software de virtualización de servidores apareció por primera vez en sistemas x86. Inicialmente, VMware tenía una cuota abrumadora del mercado, pero ahora Linux KVM también es ampliamente utilizado. Los servicios basados en Linux KVM son especialmente populares entre los servicios de máquinas virtuales proporcionados por proveedores de nube pública (como Amazon EC2 y OCI Compute).

En esta columna, hemos cubierto Oracle Linux KVM como software de virtualización de servidores varias veces. Repasaremos la historia del software de virtualización de servidores y explicaremos las opciones actuales y los puntos a considerar al seleccionar uno.

El surgimiento y la evolución del software de virtualización de servidores

El primer software de virtualización de servidores para sistemas x86, VMware Workstation, fue lanzado en 1999. En 2001, se lanzó VMware ESX Server, la versión inicial del actual VMware vSphere ESXi.

Incluso antes de la llegada de VMware, la tecnología de virtualización existía para computadoras de propósito general y servidores UNIX de alta gama para dividir un solo servidor en múltiples servidores, pero fue un shock cuando estuvo disponible en sistemas x86 económicos.

Desde entonces, la virtualización de servidores se ha vuelto común debido a mejoras dramáticas en el rendimiento del hardware y la evolución del software de virtualización de servidores. Aquí, tocaremos brevemente las mejoras en el rendimiento del hardware y repasaremos la historia del software de virtualización de servidores.

Mejoras en el rendimiento del hardware

La mayor influencia en la difusión de la virtualización de servidores ha sido la mejora en el rendimiento del hardware. Actualmente, incluso los servidores de gama baja están equipados con CPUs de alrededor de cuatro núcleos, y no es raro ver CPUs con más de 50 núcleos. La virtualización de servidores se ha convertido en una tecnología indispensable para utilizar estos servidores de manera eficiente.

Además, el rendimiento del hardware ha mejorado drásticamente entre hace 20 años y ahora.

  • CPUs multinúcleo y de muchos núcleos
  • Aumento del número de hilos de CPU con Hyper-Threading y Simultaneous Multi Threading (SMT)
  • Tecnologías de soporte de virtualización de CPU como Intel VT y AMD-V (AMD SVM)
  • La difusión de memoria de gran capacidad en el rango de cientos de gigabytes a terabytes
  • Aceleración del acceso al disco con SSD/NVMe

Evolución del software de virtualización de servidores

Hasta la fecha, hay muchos programas de software de virtualización de servidores disponibles. Aquí presentaremos los principales programas de software que se han lanzado hasta ahora.

Desde la aparición de VMware
Con VMware ESX (ahora VMware ESXi), la virtualización eficiente usando hipervisores se hizo posible. Además, ahora tiene muchas funciones, como la migración en vivo usando vMotion y la aparición de la poderosa herramienta de gestión, vCenter Server.

Si visitas el sitio web de VMware, puedes ver que solo VMware vSphere tiene muchas ediciones con una amplia gama de funciones. Además, se han lanzado muchos productos relacionados como vSAN y NSX.

Xen
Xen fue el primer hipervisor en aparecer en Linux. La primera versión se lanzó en 2003, y desde entonces, empresas como Citrix Systems, Oracle y otras han lanzado hipervisores basados en Xen.

El producto lanzado por Oracle en ese momento fue Oracle VM Server para x86. Oracle VM Server permitió el particionamiento duro, algo que no estaba permitido previamente en entornos de virtualización como VMware.

Oracle VM Server todavía está en uso, pero el Soporte Premier ya ha finalizado, y se ha anunciado que el Soporte Extendido terminará en junio de 2024. El producto sucesor es Oracle Linux KVM, que se describirá más adelante.

Linux KVM
KVM (Máquina Virtual Basada en Kernel) se integró en el núcleo principal de Linux en 2007. Inicialmente, era inferior porque Xen era superior (Amazon EC2 también se basaba inicialmente en Xen). Sin embargo, desde que se integró en el núcleo principal, gradualmente tomó la delantera, y ahora KVM es el hipervisor predominante en Linux.

Además, muchas nubes públicas, como Amazon Web Services, Oracle Cloud Infrastructure y Google Cloud, utilizan sistemas basados en Linux KVM.

KVM está incluido en el núcleo de Linux y, por lo tanto, está disponible en la mayoría de las distribuciones de Linux lanzadas actualmente.

Oracle Linux es una de ellas, y no hay un producto llamado Oracle Linux KVM. Puedes usar KVM con Oracle Linux regular. Además, al combinarlo con Oracle Linux Virtualization Manager, lanzado en 2019, no solo puedes lograr una gestión integrada, sino también realizar un particionamiento duro similar a Oracle VM Server.

Un ejemplo de un producto especializado para virtualización es Red Hat Virtualization (anteriormente conocido como Red Hat Enterprise Virtualization), lanzado por Red Hat en 2009.
El producto estaba optimizado para entornos virtuales y venía con herramientas de gestión, pero se ha anunciado que el período de soporte de mantenimiento finalizará en 2022, y el soporte de fase de vida extendida más largo terminará en agosto de 2026.

Red Hat Virtualization está actualmente incorporado en la plataforma de contenedores Red Hat OpenShift y existe como una característica llamada Red Hat OpenShift Virtualization.

Microsoft Hyper-V
Hyper-V fue introducido en 2008 como una de las características de Windows Server. Inicialmente, sufría de un rendimiento insuficiente y un pequeño número de sistemas operativos invitados soportados, pero ahora ha sido adoptado como la base para Azure. Algunas ediciones de Windows 8 y posteriores también tienen Hyper-V de cliente, pero este artículo se centra en Hyper-V de Windows Server.

Otras opciones

Hasta ahora hemos presentado los principales hipervisores, pero en los últimos años también se han utilizado otras tecnologías de virtualización de servidores. Introduciremos algunas de ellas aquí. Sin embargo, dado que están posicionadas de manera diferente a los hipervisores que hemos explicado hasta ahora, no se incluirán en la comparación del próximo capítulo.

Este producto se clasifica como Nutanix
Infraestructura Hiperconvergente (HCI). Es un producto que combina las funciones requeridas para la virtualización de servidores en uno solo, e incluye todos los componentes de servidores, almacenamiento, redes y software. Está preconfigurado, por lo que se puede construir en poco tiempo, y todo es proporcionado por un solo proveedor, lo que reduce la complejidad y los costos operativos.

Como hipervisor, el Nutanix AVH basado en Linux KVM se puede usar por defecto, y también se pueden usar hipervisores externos como ESXi.

Las desventajas son que es difícil construir con el número deseado de núcleos de CPU porque la configuración del servidor es limitada, y hay limitaciones en el rendimiento de E/S porque es un almacenamiento basado en software. Sin embargo, Nutanix también puede usar almacenamiento externo.

OpenStack
OpenStack es un software para construir entornos de computación en la nube. Se utiliza principalmente en entornos de nube privada e incluye máquinas virtuales, almacenamiento, redes, herramientas de gestión, etc. Soporta hipervisores como KVM, ESXi y Hyper-V.

Inicialmente, se esperaba que fuera un entorno virtual económico, pero debido a su estructura compleja, dificultad para construir y operar, ciclo de lanzamiento corto de seis meses y período de mantenimiento limitado, ahora se utiliza como la infraestructura de algunas empresas tecnológicas y proveedores de nube pública.

OpenStack también se lanza como una distribución, como la Plataforma OpenStack de Red Hat.

Tabla 01: Tabla de compatibilidad de componentes de OpenStack y nube pública

OpenStackAWSOCI
CómputoNovaEC2Compute
RedNeutronVPCVCN
Almacenamiento en BloqueCinderEBSBlock Volume
Almacenamiento de ObjetosSwiftS3Object Storage
Herramientas de Gestión OperativaHorizonManagement ConsoleOCI Console

Contenedores
Comenzando con Docker, que apareció en 2013, Kubernetes se convirtió en el estándar como orquestador de infraestructura de contenedores alrededor de 2018. La virtualización de servidores usando contenedores tiene mayor poder de consolidación, es más rápida y más ligera que los hipervisores. También es compatible con DevOps, por lo que es bien recibida por ingenieros de aplicaciones avanzados.

Sin embargo, su uso en entornos de producción en las instalaciones es limitado por las siguientes razones, especialmente cuando hay aplicaciones existentes.

  1. El ciclo de lanzamiento de Kubernetes es rápido (una versión es soportada por nueve meses), y el propio Kubernetes y el ecosistema están evolucionando a un ritmo feroz, lo que dificulta mantenerse al día.
  2. La resolución de problemas es más difícil que con las máquinas virtuales
  3. Las aplicaciones existentes necesitan ser modificadas porque el mecanismo es diferente al de las máquinas virtuales.

El problema 1 puede mitigarse utilizando servicios gestionados en la nube pública, pero esto no está disponible en las instalaciones.

Comparación de software de virtualización de servidores

Hasta ahora, hemos presentado varios métodos de virtualización de servidores. Esta vez, compararemos los siguientes tres productos como hipervisores en las instalaciones.

  • VMware vSphere
  • Microsoft Hyper-V
  • Oracle Linux KVM

De hecho, hace 10 años, VMware era abrumadoramente superior. Sin embargo, desde entonces, la difusión de las nubes públicas y el uso de Linux KVM por muchos proveedores de nube pública han mejorado significativamente, y ahora no hay diferencia en funciones básicas como funcionalidad, rendimiento y estabilidad (Azure usa Hyper-V). Algunos resultados de encuestas incluso muestran que KVM es superior en términos de escalabilidad.

Por ejemplo, el Sistema Nitro de AWS, que forma la base de Amazon EC2, consta de hardware que utiliza un SoC (System on a Chip) dedicado y un hipervisor basado en KVM.

En esta comparación de software, repasaremos y compararemos los resúmenes, así como los aspectos de costo y operación donde aparecen diferencias.

Comparación de Resumen

La siguiente tabla muestra el resumen básico y las principales características de cada hipervisor. Hay tablas de comparación más detalladas disponibles, pero no hay mucha diferencia entre ellas, así que lo dejaremos en este nivel. Por favor, solo mira esta tabla para obtener una visión general de cada uno.

Tabla 02: Comparación de Hipervisores (Básicos)

*1: Esto solo indica que el hipervisor tiene la función, pero puede no funcionar dependiendo de las configuraciones del host y del invitado.

Comparación de Costos

La mayor diferencia está en el costo de las licencias y el soporte. VMware y Hyper-V tienen precios complicados y algunas partes no están disponibles públicamente, por lo que no daré precios específicos, pero si alguna vez has obtenido una cotización para cada uno, sabrás que Oracle Linux KVM es abrumadoramente más barato. Además, si estás usando productos de Oracle, está certificado como particionamiento duro, por lo que puedes reducir significativamente tus costos de licencias de Oracle.

Tabla 03: Comparación de Hipervisores (Costo)

Comparación de aspectos operativos

Contrario al aspecto de costo, Oracle Linux KVM es inferior en términos de operación. Incluso si el servidor de tu proveedor favorito no está oficialmente soportado, puedes resolver el problema de soporte usando el Oracle x86 Server de Oracle. El problema es la falta de herramientas de terceros como copias de seguridad y ingenieros con el conocimiento necesario.

Tabla 04: Comparación de Hipervisores (Operación)

Resumen

Ahora que las diferencias en funciones básicas, rendimiento y estabilidad se han reducido, los puntos importantes a comparar son “costo” y “operación.” Si tienes un gran presupuesto y quieres operar de manera segura, VMware es una opción fuerte. Además, si usas mucho Windows Server, Hyper-V debería tener una alta afinidad.

Oracle Linux KVM es atractivo para aquellos preocupados por el costo. Es libre de licencias y el soporte es económico. Especialmente cuando usas productos de Oracle, la diferencia de precio con otras empresas se hace más noticeable porque puedes usar particionamiento duro. La preocupación restante es el aspecto operativo. Si esto se resuelve mediante la capacitación de ingenieros internos o por un buen socio puede decidirse según la política y el encuentro de cada empresa.

Como referencia, Oracle ha publicado un documento de comparación entre KVM y VMware vSphere, que me gustaría presentar.