4 preguntas frecuentes para entender mejor una interfaz de paravirtualización

¿Cuáles son las diferencias clave entre virtualización completa y paravirtualización?

Existen varios tipos de virtualización, como la virtualización completa y la paravirtualización. La virtualización completa es cuando un hipervisor proporciona una abstracción completa del sistema operativo invitado, lo que significa que el sistema operativo invitado no reconoce la presencia del hipervisor en cuestión. Esencialmente, las máquinas virtuales y sus sistemas operativos invitados actúan como si cada uno se ejecutara en computadoras independientes.

Esto permite a los administradores admitir múltiples sistemas operativos y combinar sistemas heredados con entornos modernos con hardware. Sin embargo, la virtualización completa puede conducir a tiempos de ejecución más lentos y problemas de rendimiento debido a su dependencia del procesamiento de datos y la emulación de hardware.

Por otro lado, la paravirtualización ofrece remedios para las caídas de la virtualización completa. Por ejemplo, una interfaz de paravirtualización permite que un sistema operativo reconozca la presencia de un hipervisor y comparta actividad, conocida como hipercall, que es demasiado compleja para que el administrador de VM del hipervisor pueda controlarla. Como resultado, los administradores pueden mejorar los niveles de rendimiento y la utilización del sistema, así como copias de seguridad, migraciones, consolidación de servidores y consumo de energía.

Sin embargo, la paravirtualización requiere que los administradores modifiquen el sistema operativo, lo que puede limitar significativamente las opciones de sistema operativo de una empresa. También crea una dependencia del hipervisor y del sistema operativo, que luego puede generar problemas de compatibilidad.

¿Cuáles son los usos, ventajas y desventajas de la paravirtualización?

Como se mencionó anteriormente, la paravirtualización se convirtió en la respuesta a muchos de los inconvenientes de la virtualización completa. Al permitir que un sistema operativo interactúe directamente con el hipervisor, los administradores pudieron descargar las tareas que consumen mucho tiempo del administrador de VM. Esto proporciona copias de seguridad más fáciles, migraciones más rápidas, mejor utilización del sistema y conservación de energía. Sin embargo, la paravirtualización viene con sus propios desafíos únicos.

Aunque el rendimiento del sistema puede mejorar cuando los administradores adoptan la paravirtualización, esas ganancias de rendimiento son erráticas y difíciles de predecir. Además, las mejoras en el rendimiento dependen significativamente del tipo de carga de trabajo de los administradores. En última instancia, algunas aplicaciones paravirtualizadas no funcionarán como se esperaba. Esto se debe a que la paravirtualización utiliza API para intercambiar hipercalls entre el hipervisor de paravirtualización y los sistemas operativos de las máquinas virtuales invitadas. Si una carga de trabajo no puede realizar un cierto número de hipercalls, entonces los administradores podrían no ver un aumento significativo en el rendimiento en comparación con un sistema que usa virtualización completa.

A pesar de algunos de los problemas de paravirtualización, los administradores aún emplean la tecnología, especialmente para sistemas heredados. Debido a que la paravirtualización no requiere extensiones de procesador, los administradores pueden implementar la paravirtualización en sistemas que no ofrecen virtualización asistida por hardware. Por ejemplo, los administradores pueden beneficiarse de la paravirtualización si deben administrar cargas de trabajo heredadas y aplicaciones altamente personalizadas que están estrechamente vinculadas a hardware más antiguo.

¿Cuáles son algunos ejemplos de características y funciones de la interfaz de paravirtualización?

Una interfaz de paravirtualización puede proporcionar a los administradores características y funciones al proporcionar discos y controladores de red, además de admitir una placa base emulada y protocolos de arranque heredados. El suministro de discos y controladores de red permite a los sistemas de los administradores manejar las E/S de almacenamiento y las comunicaciones de red, así como admitir interrupciones y temporizadores para que los dispositivos del sistema puedan llamar y usar hardware según sea necesario.

Además, el soporte de la emulación de la placa base a través de la paravirtualización permite a los controladores de software acomodar las diferencias entre las placas base físicas, como los circuitos, lo que amplía efectivamente el soporte de hardware. La compatibilidad con el arranque heredado también permite que los sistemas de los administradores usen el firmware del sistema de E/S tradicional a través de la interfaz de firmware extensible unificada, que puede ayudar a admitir hardware antiguo utilizado para ejecutar aplicaciones heredadas.

Algunas otras características incluyen instrucciones privilegiadas, que son operaciones de procesador de bajo nivel ejecutadas en modo protegido para acceder a dispositivos de E/S y datos confidenciales. La paravirtualización también admite tablas de páginas, que ayudan al sistema operativo a asignar memoria física a la memoria virtual.

¿Qué sistemas operativos incluyen soporte de paravirtualización?

La paravirtualización requiere un sistema operativo que los administradores puedan modificar y adaptar para manejar la comunicación entre el sistema operativo invitado y el hipervisor subyacente. Las versiones específicas del núcleo de Linux tienen la capacidad de soportar la paravirtualización porque las extensiones de operaciones de paravirtualización (PVOPS) dentro de esos núcleos de Linux permiten que el sistema paravirtualice un sistema operativo. Los hipervisores como Xen contienen la capacidad PVOPS para paravirtualizar un sistema operativo, lo que lo convierte en un hipervisor ideal para la paravirtualización.

Sin embargo, el soporte de paravirtualización de Linux puede variar según el nivel del kernel. Aunque las versiones anteriores de los sistemas operativos Linux pueden admitir la paravirtualización, es posible que los administradores no tengan acceso a características y funciones actualizadas en las versiones más recientes. Como resultado, los administradores deben asegurarse de considerar la versión de Kernel para un sistema operativo particular antes de continuar con la paravirtualización.