¿Qué es la virtualización de centros de datos?

La virtualización del centro de datos es el proceso de abstraer la infraestructura de TI física —servidores, almacenamiento y redes— en recursos definidos por software que pueden agruparse, automatizarse y gestionarse como un entorno unificado. En lugar de dedicar servidores físicos individuales a cargas de trabajo únicas, la virtualización permite que múltiples cargas de trabajo compartan el mismo hardware, mejorando el uso, la flexibilidad y la eficiencia operativa en todo el centro de datos.

Para las organizaciones bajo presión para modernizar la TI y controlar los costes, la virtualización de los centros de datos proporciona una base estratégica. Y cada vez hay más apuestas. Los analistas del sector prevén que la informática en la nube pasará de ser un factor disruptivo tecnológico a ser una necesidad empresarial en 2028 y que el gasto mundial en Public Cloud superará los 1 billón de dólares en 2027. La virtualización es la base técnica que hace posible esta transición.

Por otro lado, la adquisición de VMware por parte de Broadcom ha alterado las estructuras de precios, los modelos de licencia y las opciones de soporte en toda la empresa. Las organizaciones con visión de futuro no solo se preguntan si permanecer en VMware, sino que se están replanteando cómo crear arquitecturas flexibles que puedan adaptarse independientemente de la plataforma de virtualización que elijan.

Evolución de la virtualización del centro de datos

La tecnología de virtualización tiene raíces que se remontan a la década de 1960, cuando IBM fue pionera en conceptos de máquinas virtuales para ordenadores mainframe. Pero la era moderna comenzó a finales de la década de 1990 con tecnologías de virtualización x86 que transformarían la TI empresarial.

Los primeros productos de virtualización de VMware en 1999 marcaron un punto de inflexión y llevaron la virtualización a los servidores x86 básicos. La adopción temprana se debió a la consolidación del servidor, que ejecutaba múltiples cargas de trabajo en una sola máquina física para mejorar las tasas de uso del hardware. Los servidores no virtualizados suelen funcionar con una utilización de tan solo el 12%-18%, según el Consejo de Defensa de los Recursos Naturales. La virtualización lleva esas tasas al 60% o más.

A mediados de la década del 2000, la virtualización se expandía más allá de los servidores:

• Virtualización del almacenamiento: La atracción del almacenamiento físico en recursos agrupados y gestionados centralmente.
• Virtualización de red: Desvincular los servicios de red del hardware subyacente
• Virtualización de escritorio: Centralización de los entornos de escritorio en los servidores del centro de datos para el acceso remoto

El siguiente hito importante fue la aparición de centros de datos definidos por software (SDDC), donde la computación, el almacenamiento y las redes se virtualizan y gestionan mediante la automatización del software. La arquitectura SDDC amplía el concepto de virtualización de los tipos de recursos individuales a todo el centro de datos, lo que permite el aprovisionamiento y la orquestación basados en políticas.

Actualmente, la virtualización de los centros de datos sigue evolucionando con las tecnologías de contenedores, las microVM y la informática sin servidor. El cambio más importante es la extensión de la virtualización más allá de los entornos locales a las nubes públicas, creando arquitecturas de hybrid cloud que abarcan múltiples entornos.

Tipos de virtualización de centros de datos

La virtualización del centro de datos no es una tecnología única. Es un conjunto de enfoques relacionados, cada uno dirigido a una capa de infraestructura diferente.

Virtualización de servidores

La virtualización de servidores es la forma más establecida, ya que utiliza un hipervisor para dividir un servidor físico en múltiples máquinas virtuales (VM). Cada máquina virtual ejecuta su propio Operating System y aplicaciones de manera aislada. Esta es la base de la mayoría de los centros de datos modernos.

Virtualización del almacenamiento

La virtualización del almacenamiento agrupa el almacenamiento físico de múltiples dispositivos en una única unidad lógica gestionada a través del software. Elimina los silos de almacenamiento, simplifica la gestión de la capacidad y permite unos servicios de datos avanzados, como thin provisioning, la estratificación automatizada y la replicación, todo ello sin vincular las operaciones con un hardware específico.

Virtualización de red y SDN

La virtualización de red abstrae conmutadores, enrutadores y cortafuegos en construcciones definidas por software. Las redes definidas por software (SDN) lo llevan más lejos al separar el plano de control de la red del plano de datos, lo que permite una gestión, una programabilidad y una automatización centralizadas. Combinado con la virtualización del centro de datos, la SDN permite un aprovisionamiento más rápido de los servicios de red y una seguridad más estricta mediante la microsegmentación.

Virtualización de escritorio (VDI)

La Virtual Desktop Infrastructure (VDI) aloja entornos de escritorio en servidores centralizados en lugar de terminales individuales. Los usuarios acceden a sus escritorios de manera remota desde cualquier dispositivo con una conexión de red. La VDI simplifica la administración del escritorio, refuerza la seguridad manteniendo los datos en el centro de datos y admite el teletrabajo a escala.

Virtualización de aplicaciones

La virtualización de aplicaciones separa las aplicaciones del Operating System subyacente y las empaqueta en contenedores aislados o entornos virtuales. Esto permite que las aplicaciones se ejecuten en cualquier sistema compatible sin una instalación tradicional, lo que simplifica el despliegue y reduce los conflictos entre aplicaciones.

Componentes principales de la virtualización del centro de datos

Hipervisor: La base

En el centro de la virtualización está el hipervisor, una capa de software que abstrae el hardware físico y asigna recursos a las máquinas virtuales. Los hipervisores vienen en dos tipos:

• Los hipervisores de tipo 1 (de metal desnudo) se instalan directamente en el hardware y gestionan las máquinas virtuales sin un Operating System subyacente. Algunos ejemplos son VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, KVM y Nutanix AHV.
• Los hipervisores de tipo 2 (alojados) se ejecutan sobre un Operating System operativo convencional. VMware Workstation y Oracle VirtualBox son ejemplos comunes, que suelen usarse para el desarrollo y las pruebas en lugar de las cargas de trabajo de producción.

El hipervisor gestiona la CPU, la memoria, el almacenamiento y la asignación de red en todas las máquinas virtuales de un host, manteniendo el aislamiento entre las cargas de trabajo y permitiendo al mismo tiempo características como la migración en directo, el traslado de las máquinas virtuales en ejecución entre los hosts físicos sin tiempos de inactividad.

Recursos de computación, almacenamiento y red virtualizados

La virtualización de servidores transforma los recursos informáticos físicos en grupos que pueden asignarse dinámicamente. Las estructuras clave incluyen máquinas virtuales, conjuntos de recursos y asignación virtual de CPU/memoria.

La virtualización del almacenamiento abstrae el almacenamiento físico en recursos lógicos gestionados de manera centralizada. La elección de la arquitectura de almacenamiento tiene un impacto directo en el rendimiento de la virtualización. Los enfoques tradicionales suelen crear silos de almacenamiento, mientras que una plataforma de almacenamiento unificada proporciona un rendimiento constante y una gestión simplificada en todas las cargas de trabajo virtualizadas.

La virtualización de red crea redes virtuales aprovisionadas y gestionadas independientemente de la infraestructura física, lo que proporciona agilidad para modificar y asegurar rápidamente la conectividad de red para las cargas de trabajo virtualizadas.

Gestión y orquestación

La vinculación de estos componentes es una capa de gestión y orquestación que proporciona un control unificado sobre el entorno virtualizado, lo que incluye la supervisión de recursos, el aprovisionamiento automatizado, la planificación de la capacidad y la gestión del ciclo de vida. En los entornos SDDC, esta capa puede automatizar toda la pila de infraestructura mediante flujos de trabajo basados en políticas.

Ventajas empresariales de la virtualización de los centros de datos

Optimización de recursos y rentabilidad

La virtualización mejora drásticamente el uso de los recursos. Los análisis del sector indican que las empresas suelen ver mejoras en el uso del hardware del 15% al 65% después de la adopción de la virtualización, lo que reduce la huella del hardware en aproximadamente un 40% y el consumo energético en hasta un 30% en implementaciones a gran escala.

Los beneficios de costes específicos incluyen:

• Mayor uso del hardware: Consolidación de múltiples cargas de trabajo en menos servidores físicos
• Reducción del espacio ocupado por el centro de datos: Disminución significativa de los requisitos de espacio
• Menor consumo energético: Reducir los costes energéticos y de refrigeración
• Ciclo de vida del hardware ampliado: Migración de cargas de trabajo a servidores más nuevos a su propio ritmo

Agilidad operativa mejorada

• Aprovisionamiento acelerado: Despliegue de nuevos servidores virtuales en minutos en lugar de días o semanas.
• Asignación dinámica de recursos: Reasignar recursos informáticos, de almacenamiento y de red en función de la demanda real.
• Pruebas y desarrollo simplificados: Crear entornos dev/test aislados rápidamente y luego desecharlos cuando haya terminado.
• Mantenimiento optimizado: Realizar operaciones como parches y actualizaciones con una interrupción mínima durante la migración en directo.

Mejora de la continuidad operativa y la seguridad

La virtualización transforma la Disaster Recovery, haciendo que la protección completa sea más alcanzable y rentable. Las máquinas virtuales pueden replicarse en sitios secundarios, hacerse copias instantáneas para la recuperación Point-in-Time Recovery y pasarse a la infraestructura en espera de manera automática.

La virtualización también proporciona ventajas de seguridad gracias al aislamiento y la segmentación de las cargas de trabajo. Las máquinas virtuales funcionan de manera independiente y contienen incidentes de seguridad en las máquinas afectadas, mientras que la microsegmentación limita el movimiento lateral dentro del centro de datos.

Fundamentos de la estrategia de hybrid cloud

Una estrategia de virtualización bien diseñada sirve de base para la adopción de la hybrid cloud. Al abstraer las cargas de trabajo del hardware subyacente, las organizaciones crean modelos operativos coherentes en los entornos locales y de nube, lo que permite la movilidad de las cargas de trabajo. Esto es especialmente importante, ya que los modelos informáticos en la nube —Infrastructure as a Service (IaaS), la Platform as a Service (PaaS) y el Software as a Service (SaaS)— siguen cambiando la forma en que las organizaciones consumen los recursos informáticos.

Enfoques de implementación y mejores prácticas

Evaluación y planificación

Empiece con una evaluación exhaustiva de su entorno actual y de los requisitos empresariales:

• Análisis de cargas de trabajo: Evalúe la idoneidad de las aplicaciones para la virtualización, priorizando aquellas con demandas de recursos de bajas a moderadas.
• Evaluación de la infraestructura: Documentar la infraestructura actual de servidor, almacenamiento y red, incluidas las tasas de uso.
• Alineación empresarial: Definir los objetivos y establecer criterios de éxito medibles
• Evaluación de habilidades: Evalúe la experiencia en virtualización de su equipo e identifique las brechas de formación

Estrategia de implementación por fases

Implemente la virtualización en fases cuidadosamente gestionadas:

1. Despliegue piloto: Empiece con cargas de trabajo no críticas para validar la arquitectura y generar confianza en el equipo.
2. Implementación de la producción: Migre gradualmente las cargas de trabajo de producción, empezando por aplicaciones menos sensibles.
3. Optimización y expansión: Centrarse en el ajuste del rendimiento, la planificación de la capacidad y la expansión de la virtualización a capas de infraestructura adicionales.

Asignación y gestión de recursos

1. VM de tamaño adecuado: Asignar recursos en función de los requisitos reales de la carga de trabajo, no de las estimaciones de picos.
2. Evite el sobrecompromiso: Supervisar los patrones de uso y ajustar las asignaciones para evitar la contención de los recursos.
3. Implementar la supervisión: Despliegue herramientas que proporcionen visibilidad de la CPU, la memoria, el almacenamiento y el uso de la red en todo el entorno virtualizado.
4. Automatice las tareas rutinarias: Utilice la automatización para el aprovisionamiento, la aplicación de parches y el equilibrio de cargas de trabajo para reducir el esfuerzo manual y los errores humanos.

Retos y limitaciones

La virtualización del centro de datos no está exenta de concesiones. Entender estos retos por adelantado puede ayudar a las organizaciones a planificar de manera efectiva.

• La dispersión de la máquina virtual es uno de los problemas más comunes. Debido a que el aprovisionamiento de máquinas virtuales es fácil, las organizaciones suelen crear mucho más de lo que necesitan y olvidarse de retirarlas. Las máquinas virtuales no utilizadas siguen consumiendo recursos y complicando la gestión.
• La contención de recursos se produce cuando varias máquinas virtuales compiten por los mismos recursos físicos. Sin una planificación adecuada de la capacidad y unos controles de la calidad del servicio, las cargas de trabajo exigentes pueden degradar el rendimiento de otras máquinas virtuales en el mismo host —el problema "vecino ruidoso".
• Los riesgos para la seguridad son únicos en los entornos virtualizados. Las vulnerabilidades del hipervisor pueden exponer todas las máquinas virtuales de un host. Los ataques inter-VM son posibles si el aislamiento de la red está mal configurado. Y los entornos de virtualización representan una cuota cada vez mayor de superficies de ciberataques empresariales, lo que hace que los parches y los controles de acceso sean críticos.
• La complejidad de las licencias se ha convertido en una preocupación importante, sobre todo después de los cambios recientes en el panorama de las licencias de VMware. Las organizaciones deben evaluar cuidadosamente los modelos de licencia al seleccionar hipervisores, ya que los costes pueden variar drásticamente en función del recuento de CPU, el nivel de características y el nivel de soporte.
• Las carencias de competencias pueden ralentizar la adopción. La gestión de los entornos virtualizados requiere una experiencia distinta a la gestión de la infraestructura física y las estrategias de múltiples hipervisores agravan el reto de las habilidades.

Consideraciones sobre el almacenamiento de los centros de datos virtualizados

El almacenamiento suele tener el impacto más importante en el rendimiento global de la virtualización, la escalabilidad y la flexibilidad operativa.

Por qué es importante el almacenamiento

El rendimiento del almacenamiento afecta directamente a la experiencia del usuario en entornos virtualizados:

• Concentración I/O: La virtualización consolida las I/O de múltiples cargas de trabajo en un almacenamiento compartido, lo que aumenta la demanda.
• Efectos ruidosos de los vecinos: Una única carga de trabajo exigente puede degradar el rendimiento de cada máquina virtual en el mismo almacenamiento.
• Complejidad de la gestión: Las arquitecturas de almacenamiento tradicionales suelen requerir conocimientos especializados y una configuración manual.
• Límites de escalabilidad: Las arquitecturas de almacenamiento rígido pueden convertirse en cuellos de botella a medida que el entorno virtualizado crece.

Requisitos de almacenamiento modernos

Los centros de datos virtualizados actuales necesitan un almacenamiento con capacidades específicas:

• Latencia baja y constante: Rendimiento predecible independientemente de la combinación de cargas de trabajo
• Escalabilidad no disruptiva: Añadir capacidad y rendimiento sin tiempos de inactividad ni migración de datos
• Servicios de datos avanzados: Instantáneas, clonación y replicación conscientes de la máquina virtual integradas en la plataforma
• Automatización e integración de API: Integración nativa con orquestación de virtualización y plataformas de Kubernetes

Un enfoque de almacenamiento unificado reduce las complejidades, mejora el rendimiento y proporciona flexibilidad para la evolución futura, tanto si se escala localmente como si se extiende a la nube.

Las tendencias futuras en la virtualización de los centros de datos

Convergencia de máquinas virtuales y contenedores

Las máquinas virtuales tradicionales y los contenedores convergen. Las tecnologías como KubeVirt permiten ejecutar máquinas virtuales en clústeres de Kubernetes, lo que proporciona un puente entre las arquitecturas tradicionales y las nativas de la nube. Esto significa que las organizaciones no tienen que elegir entre máquinas virtuales y contenedores, sino que pueden ejecutar ambos en una plataforma unificada.

Estrategias de múltiples hipervisores

Con el panorama de licencias de VMware en constante cambio, las empresas están adoptando cada vez más enfoques multihipervisor. La ejecución de cargas de trabajo en VMware, KVM, Nutanix AHV o Microsoft Hyper-V reduce la dependencia del proveedor y proporciona flexibilidad para colocar las cargas de trabajo en la mejor plataforma para sus necesidades.

Optimización IA impulsada por IA

La Artificial Intelligence está transformando la administración de la virtualización. La asignación predictiva de recursos, la detección de anomalías y la optimización automatizada reducen la sobrecarga manual y evitan los problemas de rendimiento antes de que afecten a los usuarios. Las plataformas de gestión basadas en IA pueden analizar patrones en miles de máquinas virtuales y recomendar o ejecutar optimizaciones en tiempo real.

Virtualización perimetral y modelos basados en el consumo

La virtualización se está extendiendo a las ubicaciones perimetrales con plataformas ligeras diseñadas para entornos con limitaciones de recursos. Al mismo tiempo, la virtualización se consume cada vez más como servicio, con modelos de suscripción que alinean los costes de la infraestructura con el uso real en lugar de la inversión inicial de capital.

Crear una base de virtualización preparada para el futuro

La ventaja más importante de una estrategia de virtualización bien diseñada es la adaptabilidad. Las organizaciones necesitan una infraestructura que pueda evolucionar a medida que cambian los requisitos, las tecnologías avanzan y los entornos de los proveedores cambian.

La base de esa adaptabilidad es una arquitectura de almacenamiento que proporcione un rendimiento, unos servicios de datos y una gestión constantes en todos los entornos. Al implementar un almacenamiento que no está vinculado a una plataforma de virtualización específica, las organizaciones mantienen la libertad de elegir la ruta adecuada para cada carga de trabajo.

Everpure™ FlashArray™ y FlashBlade® proporcionan el rendimiento, la densidad y los servicios de datos que los entornos virtualizados exigen —con una latencia de submilisegundos, una reducción de datos en línea y unas copias instantáneas compatibles con VM a través de SafeMode™. Evergreen//One™ proporciona un modelo basado en el consumo que alinea los costes del almacenamiento con el uso real, mientras que Portworx® amplía los servicios de datos a Kubernetes y las cargas de trabajo contenedorizadas para las organizaciones que buscan estrategias nativas de la nube.

Estas soluciones se integran con todas las plataformas de virtualización más importantes —VMware, Hyper-V, KVM y Nutanix— y proporcionan actualizaciones no disruptivas que mantienen los cimientos del almacenamiento actualizados sin tiempos de inactividad ni interrupciones.

Para descubrir cómo Everpure puede ayudarle con su estrategia de virtualización, visite las páginas de soluciones de hybrid cloud y soluciones de virtualización.