Máquina virtual

En informática, una máquina virtual es un software que simula un sistema de computación y puede ejecutar programas como si fuese una computadora real. Este software en un principio fue definido como "un duplicado eficiente y aislado de una máquina física". La acepción del término actualmente incluye a máquinas virtuales que no tienen ninguna equivalencia directa con ningún hardware real.

Arquitectura típica de una máquina virtual.

VirtualBox

Para otros usos de este término, véase Sandbox.

Una característica esencial de las máquinas virtuales es que los procesos que ejecutan están limitados por los recursos y abstracciones proporcionados por ellas. Estos procesos no pueden escaparse de esta "computadora virtual".

Uno de los usos domésticos más extendidos de las máquinas virtuales es ejecutar sistemas operativos para "probarlos". De esta forma podemos ejecutar un sistema operativo que queramos probar (GNU/Linux, por ejemplo) desde nuestro sistema operativo habitual (Mac OS X por ejemplo) sin necesidad de instalarlo directamente en nuestra computadora y sin miedo a que se desconfigure el sistema operativo primario.

Hipervisor

Artículo principal: Hipervisor

Las máquinas virtuales son software huésped ejecutado sobre un software especial llamado Hipervisor o VMM (Virtual Machine Monitor). Esta VMM crea una capa de abstracción del hardware de la máquina física (host) y se la ofrece al sistema operativo de la máquina virtual.^[1]​

La capa de software VMM maneja, gestiona y arbitra los cuatro recursos principales de una computadora (CPU, Memoria, Dispositivos Periféricos y Conexiones de Red). Así podrá repartir dinámicamente estos recursos entre todas las máquinas virtuales definidas en el computador central. Esto hace que se puedan tener varios ordenadores virtuales ejecutándose en el mismo ordenador físico.

Tipos de máquinas virtuales

 

Funcionamiento de la máquina virtual de Java, una de las máquinas virtuales de proceso más populares.

 

Funcionamiento de VMWare, una de las máquinas virtuales de sistema más populares.

Las máquinas virtuales se pueden clasificar en dos grandes categorías según su funcionalidad y su grado de equivalencia a una verdadera máquina.

• Máquinas virtuales de sistema (en inglés System Virtual Machine)

• Máquinas virtuales de proceso (en inglés Process Virtual Machine)

Máquinas virtuales de sistema

Artículo principal: Virtualización de hardware

Las máquinas virtuales de sistema, también llamadas máquinas virtuales de hardware son el tipo de máquina virtual que se usa en la virtualización de hardware. Este tipo de virtualización permite a una máquina física subyacente multiplicarse en varias máquinas virtuales, cada una ejecutando su propio sistema operativo. A la capa de software que permite la virtualización se la llama monitor de máquina virtual o hipervisor. Un monitor de máquina virtual puede ejecutarse o bien directamente sobre el hardware o bien sobre un sistema operativo ("host operating system").

Máquinas virtuales de proceso

Una máquina virtual de proceso, a veces llamada "máquina virtual de aplicación" o PVM (siglas del inglés Process-level Virtual Machine), se ejecuta como un proceso normal dentro de un sistema operativo sirviendo de enlace entre un lenguaje de programación y el sistema operativo, realizando una interpretación u otra técnica de enlace entre fuente y código máquina. La máquina se inicia automáticamente cuando se lanza el proceso que se desea ejecutar o manualmente para ejecutar código interactivamente y se detiene para cuando este finaliza o se le pide terminar al entorno de ejecución. Su objetivo es el de proporcionar un entorno de ejecución independiente de la plataforma de hardware y del sistema operativo, que oculte los detalles de la plataforma subyacente y permita que un programa se ejecute siempre de la misma forma sobre cualquier plataforma.

El ejemplo más conocido actualmente de este tipo de máquina virtual es la máquina virtual de Java que interpreta un código intermedio entre Java y código máquina. Otra máquina virtual muy conocida es la del entorno .Net de Microsoft que se llama "Common Language Runtime".

Otros ejemplos de este tipo de máquinas virtuales son las usadas por herramientas de ofuscación de código con virtualización, como por ejemplo VMProtect, Code Virtualizer y Themida.^[2]​

Inconvenientes de las máquinas virtuales

Uno de los inconvenientes de las máquinas virtuales es que agregan gran complejidad al sistema en tiempo de ejecución. Esto tiene como efecto la ralentización del sistema, es decir, el programa no alcanzará la misma velocidad de ejecución que si se instalase directamente en el sistema operativo "anfitrión" (host) o directamente sobre la plataforma de hardware. Sin embargo, a menudo la flexibilidad que ofrecen compensa esta pérdida de eficiencia.

Lista de hardware con soporte para virtualización

• AMD-V (anteriormente llamado Pacifica)
• ARM TrustZone
• Boston Circuits gCore (grid-on-chip) con núcleos 16 ARC 750D y módulo de virtualización de hardware Time-machine.
• Freescale PowerPC MPC8572 y MPC8641D
• IBM System/370, System/390 y mainframes ZSeries
• Intel VT (anteriormente llamado Vanderpool)
• SPARC de Sun Microsystems

Lista de máquinas virtuales

Máquinas virtuales de proceso Bash Common Language Runtime - C#, Visual Basic .NET, J#, Managed C++ EiffelStudiopara el lenguaje de programación Eiffel Lenguaje de programación Erlang Forth virtual machine - Forth Glulx - Glulx, Z-code Harbour - Harbour virtual machine Hec - Hasm Assembler Inferno - Limbo Java virtual machine - Java, Nice, NetREXX Lisp Low Level Virtual Machine (LLVM) - actualmente C, C++, Stacker Lua Macromedia Flash Player - SWF MMIX - MMIXAL Neko virtual machine actualmente Neko y haXe O-code machine - BCPL P-code machine - Pascal Parrot - Perl 6 Perl virtual machine - Perl Portable.NET - C#, Visual Basic .NET, J#, Managed C++ YARV - Ruby Rubinius - Ruby ScummVM - Scumm SECD machine - ISWIM, Lispkit Lisp Sed the stream-editor can also be seen as a VM with 2 storage spaces. Smalltalk virtual machine - Smalltalk SQLite virtual machine - SQLite opcodes Squeak virtual machine - Squeak SWEET16 TrueType virtual machine - TrueType Valgrind - chequeo de accesos a memoria y "leaks" en x86/x86-64 code under Linux VX32 virtual machine - application-level virtualization for native code Virtual Processor (VP) from Tao Group (UK). Waba - similar a Java, para dispositivos pequeños Warren Abstract Machine - Prolog, CSC GraphTalk Z-machine - Z-Code Zend Engine - PHP

Máquinas virtuales de sistema VThere (de Sentillion, Inc. ) ATL (A MTL Virtual Machine) Bochs emulador de PC x86 y AMD64, portátil y open source CoLinux Open Source Linux inside Windows Denali, uses paravirtualization of x86 for running para-virtualized PC operating systems. FAUmachine Hercules emulator, free System/370, ESA/390, z/Mainframe Integrity Workstation Green Hills Software LilyVM is a lightweight virtual machine Microsoft Virtual PC y Microsoft Virtual Server Parallels Workstation, virtualización de x86 para ejecutar sistemas operativos Parallels Desktop for Mac, virtualización de x86 para ejecutar máquinas virtuales en Mac OS X QEMU, muy popular en entornos Linux Qubes OS SheepShaver. Simics SVISTA Trango Virtual Processors TwoOStwo User-mode Linux VirtualBox Virtual Iron (Virtual Iron 3.1) Virtual Operating System de Star Virtual Machines VM de IBM VMware (ESX Server, Fusion, Virtual Server, Workstation, Player y ACE) Xen KVM IBM POWER SYSTEMS Torrecilla Virtual Machine (TVM) Máquinas virtuales a nivel de sistema operativo OpenVZ Virtuozzo FreeVPS Linux-VServer FreeBSD Jails Solaris Containers AIX Workload Partitions Docker

Descripciones ampliadas para aplicaciones de virtualización seleccionadas

Los productos de software siguientes son capaces de virtualizar el hardware de modo que varios sistemas operativos puedan compartirlo.

• Adeos es una Capa de Abstracción de Hardware que puede ser cargado como un módulo del núcleo Linux. Esto permite la carga de un núcleo en tiempo real como módulo, al mismo tiempo que se ejecuta Linux, pero con una prioridad más alta.
• Denali utiliza la paravirtualización para proporcionar máquinas virtuales de alto rendimiento sobre procesadores x86.
• utiliza el software libre L4 (micronúcleo) como un hypervisor para proporcionar una solución de virtualización de alto rendimiento para sistemas embebidos.

• OpenVZ para Linux

• Parallels

• QEMU puede emular una variedad de arquitecturas de CPU sobre muchas plataformas distintas.

• Virtual Iron

• Virtuozzo

• VMware

• Xen

• KVM

Véase también

• Virtualización

Referencias

1. (html). INCIBE. 9 de enero de 2020. Archivado desde el original el 9 de enero de 2020. Consultado el 9 de enero de 2020. «El dispositivo físico que hará las veces de anfitrión se conoce como host, este será el encargado de alojar los diferentes recursos virtualizados conocidos como máquinas virtuales o VM, por sus siglas en inglés «Virtual Machine». Para gestionar las máquinas virtuales es necesario instalar en el host una herramienta específica denominada software de virtualización, que puede ser de dos tipos: Nativo. En este caso el software de virtualización también actuará como sistema operativo ejecutándose directamente sobre el hardware del dispositivo anfitrión o host. Hosted o alojado. El software de virtualización se ejecuta sobre el sistema operativo del host.» 
2. VMGuards: A Novel Virtual Machine Based Code Protection System with VM Security as the First Class Design Concern. Zhanyong Tang et ali. mdpi.com. 12 de Mayo de 2018

Enlaces externos

• Virtualización, ParaVirtualizacion, FullVirtualizacion Todas las Plataformas
• (Universidad Nacional de Educación a Distancia (España))
• (en inglés)
• Máquinas virtuales en Github (en inglés)
• J. L. Medina - vExpert 2009. «Be Virtual, My Friend - Blog de virtualizacion en Castellano». 

•   Datos: Q192726