Conceptos Clave de Virtualización y RAID: Optimización de Sistemas y Almacenamiento

Este documento explora definiciones fundamentales y objetivos clave en el ámbito de la virtualización y el almacenamiento de datos, esenciales para la optimización y resiliencia de sistemas informáticos modernos.

Virtualización a Nivel de Kernel (KVM)

La Virtualización a Nivel de Kernel (Kernel-based Virtualization - KVM) se refiere a la integración de un módulo de virtualización directamente en el núcleo del sistema operativo Linux. Este módulo proporciona el entorno de ejecución necesario para las máquinas virtuales (MV).

Administración de Máquinas Virtuales

La administración de máquinas virtuales se realiza mediante un proceso que se ejecuta sobre el sistema operativo Linux, el cual interactúa con el módulo de virtualización para gestionar las MV.

Tipos de Virtualización

Virtualización Completa

En la virtualización completa, los sistemas operativos invitados no requieren ser modificados para su ejecución en máquinas virtuales. Los sistemas operativos no tienen conocimiento de que se están ejecutando sobre un entorno virtualizado.

Traslación Binaria

El código de modo supervisor del sistema operativo es transformado por un traductor justo antes de su ejecución. De este modo, se pueden tratar de forma apropiada las instrucciones privilegiadas y las de entrada/salida (E/S).

Asistida por Hardware

La CPU incorpora un modelo especial para la ejecución del hipervisor. Las instrucciones privilegiadas y de entrada/salida ejecutadas por un sistema operativo invitado generan excepciones que provocan transferencias de control al hipervisor, el cual las procesa de forma adecuada.

Paravirtualización

En contraste con la virtualización completa, los sistemas operativos invitados en la Paravirtualización sí requieren ser modificados para su ejecución en las máquinas virtuales. Las instrucciones privilegiadas y de E/S de los sistemas operativos invitados son sustituidas por llamadas directas al hipervisor, el cual las gestiona de forma apropiada.

Elementos de la Jerarquía de Conexiones de un Ordenador Moderno

La arquitectura interna de un ordenador moderno se compone de varios elementos interconectados que facilitan la comunicación entre sus componentes:

• Bus de sistema
• Subsistema de concentradores (chipset)
• Bus de placa base (opcional)
• Controladores de bus
• Buses de E/S

Objetivos de RAID (Redundant Array of Independent Disks)

RAID es una tecnología de almacenamiento que combina múltiples unidades de disco físico en una sola unidad lógica, persiguiendo principalmente dos objetivos:

Incremento de Prestaciones

Se logra mediante la fragmentación de datos (conocida como data striping). Los datos se distribuyen entre múltiples unidades físicas, lo que habilita el paralelismo en el acceso a la información y, consecuentemente, incrementa el rendimiento del sistema.

Tolerancia a Fallos

Se consigue a través de la redundancia en el almacenamiento de la información. La información se duplica o se protege con paridad de forma que el sistema pueda continuar funcionando incluso si se produce el fallo de alguno de los discos físicos que componen el arreglo RAID.