Módulo 1 — Operación de Sistemas Operativos GNU/Linux

• Por qué virtualizamos
• Hipervisor y máquina virtual
• Emulación, virtualización y paravirtualización
• Tipos de hipervisor
• Anatomía de una VM
• Discos virtuales y aprovisionamiento
• Snapshots
• Redes en máquinas virtuales
• Portabilidad: OVF / OVA
• VirtualBox y WSL2


• Laboratorio 1: Instalación de VirtualBox

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Al finalizar esta clase vas a poder:

• Explicar qué problema resuelve la virtualización y por qué es la base de la nube.
• Distinguir emulación, virtualización y paravirtualización.
• Diferenciar hipervisores Tipo 1 y Tipo 2.
• Describir qué es una VM y de qué archivos está hecha.
• Entender qué es un snapshot y por qué no reemplaza a un backup.
• Reconocer los modos de red de VirtualBox y cuándo usar cada uno.
• Saber qué es un OVA y para qué sirve.

Por qué damos este tema: durante todo el curso vamos a administrar servidores Linux dentro de máquinas virtuales. La virtualización no es el tema del curso, pero es el piso sobre el que vamos a trabajar 30 clases. Conviene entender qué hay abajo.

Antes de la virtualización masiva:

• Un servicio por servidor físico: el de correo, el de base de datos, el de archivos.
• Hardware trabajando al 5-15% de su capacidad la mayor parte del tiempo.
• Aprovisionar un servidor nuevo: comprar, esperar, rackear, cablear. Semanas.
• Un servidor caído es un servidor caído: no se puede "mover" a otro hardware.

Con virtualización:

• Consolidación: decenas de servidores lógicos sobre una misma máquina física.
• Aislamiento: si una VM se rompe, las demás siguen andando.
• Aprovisionamiento en minutos, y clonado de servidores completos.
• Migración en vivo entre nodos físicos, sin apagar el servicio.
• Menos consumo eléctrico, menos rack, menos refrigeración.

Y para nosotros: podemos romper un servidor, probar configuraciones peligrosas y volver atrás en segundos, sin tocar nuestra PC real. Ese es nuestro laboratorio.

• El hipervisor es el software que reparte y aísla los recursos físicos —CPU, memoria, disco, red— entre varios sistemas operativos que corren en simultáneo.
• Una máquina virtual (VM) es una computadora definida por software: un conjunto de recursos virtuales (vCPU, memoria, discos, placas de red, firmware) más su estado de ejecución.
• El sistema operativo invitado (guest) se instala sin modificaciones y funciona creyendo que tiene hardware propio.
• El sistema que hospeda todo eso es el anfitrión (host).

La virtualización es la tecnología base de toda la nube moderna: AWS, Azure y GCP no venden servidores, venden VMs.

• En producción se usan hipervisores tipo 1.
• Para aprender en nuestra PC, VirtualBox (tipo 2) es ideal por su sencillez.

Test rápido: ¿la arquitectura del invitado es la misma que la del anfitrión? Si sí, se puede virtualizar. Si no, hay que emular.

• La CPU y la memoria se virtualizan: el código del guest se ejecuta en el procesador real.
• El chipset, la controladora de disco y la placa de red se emulan: VirtualBox le presenta al guest una placa Intel PRO/1000 que no existe físicamente, para que el guest use un driver que ya trae.
• Con Guest Additions (VirtualBox) o virtio (KVM/Proxmox), esos dispositivos pasan a paravirtualizarse: el driver del guest habla directo con el hipervisor y se saltea la emulación.

Por software (hasta mediados de los 2000):

• La arquitectura x86 no era virtualizable de forma directa: había instrucciones que el hipervisor no podía interceptar.
• Se resolvía con recompilación dinámica: el hipervisor reescribía al vuelo el código problemático del guest.
• Funcionaba, pero era complejo y costaba rendimiento.

Por hardware (de 2005-2006 en adelante):

• Intel y AMD agregan extensiones en el procesador: Intel VT-x y AMD-V.
• La CPU pasa a tener un modo de ejecución para el guest: sus instrucciones corren nativamente y sólo las privilegiadas provocan una salida al hipervisor.
• Es lo que hace posible el rendimiento cercano al nativo.

Hoy prácticamente cualquier procesador lo trae. Si VirtualBox sólo te ofrece sistemas de 32 bits o falla al arrancar la VM, casi siempre es porque está desactivado en la BIOS/UEFI (Intel VT-x, o SVM Mode en placas AMD).

Passthrough: en vez de emular un dispositivo, el hipervisor le da a la VM acceso directo al dispositivo físico del host (un USB, una GPU, una placa PCI entera). Se usa cuando la emulación no alcanza — por ejemplo, pasarle una GPU completa a una VM para cómputo o gráficos.

• Copiar ese directorio a otra máquina es mover el servidor.
• Ese archivo .vbox es lo que después se estandariza en formato OVF.
• Y ese .vdi es lo que un snapshot congela.

Criterio actual: thin para casi todo. Thick sólo cuando se necesita rendimiento garantizado y predecible.

• El disco thin permite prometer más espacio del que hay físicamente. Si el host se queda sin espacio, las VMs se corrompen.
• Con la RAM pasa lo mismo en hipervisores de producción.
• VirtualBox no hace overcommit de RAM: lo que le asignás a la VM se lo sacás al host.

Un snapshot es una foto del estado de la VM en un momento dado. Sacás la foto, seguís trabajando, y si algo sale mal volvés exactamente a ese punto.

• Se toma en segundos, incluso con discos de decenas de GB.
• Con la VM encendida guarda también la RAM: volvés al proceso exacto, a mitad de ejecución.
• Con la VM apagada guarda sólo el estado del disco.
• Se pueden encadenar varios, formando un árbol de estados.

En el laboratorio: snapshot antes de cada práctica riesgosa. Es lo mismo que se hace en producción antes de una actualización.

• Vive en el mismo disco del mismo host. Si se muere ese disco, se mueren la VM y todos sus snapshots juntos.
• Un snapshot de una VM con una base de datos corriendo puede quedar inconsistente: transacciones a medio escribir.
• Los snapshots son para pruebas rápidas y reversibles, no para resguardar información.

• NAT y Red NAT son cosas distintas: en NAT simple cada VM está en su propia burbuja y no ve a las otras.
• En NAT se puede entrar igual, con redirección de puertos: localhost:2222 → VM:22.

• OVF (Open Virtualization Format) es un estándar abierto para empaquetar máquinas virtuales. Es una carpeta: un descriptor .ovf (XML con CPU, RAM, redes y discos) más los archivos de disco.
• OVA es exactamente lo mismo, empaquetado en un solo archivo. Es lo que se distribuye.
• En VirtualBox: Archivo → Exportar / Importar servicio virtualizado.

Al importar, revisar siempre:

• RAM y vCPU asignadas: las del que exportó pueden no servirte.
• Reinicializar las direcciones MAC — si no, dos VMs importadas del mismo OVA chocan en la red.
• El modo de red: quien exportó pudo haber usado puente o red interna.

Es la forma en que se entrega un entorno ya armado. En algún momento del curso les voy a pasar una VM en este formato.

• Hipervisor de tipo 2, gratuito y multiplataforma (Windows, macOS, Linux).
• Permite crear una VM completa con disco, RAM y placas de red para instalar un servidor.
• Todo lo que hagamos adentro queda aislado del sistema anfitrión.
• Consola gráfica y también CLI (VBoxManage).

Descarga: virtualbox.org

• Paquete de drivers paravirtualizados que se instala dentro del guest.
• Aporta carpetas compartidas con el host, portapapeles compartido, sincronización de hora y mejor rendimiento.
• Licencia PUEL; gratis para estudio y uso personal no comercial.
• Recomendable siempre. Cómo instalarlas lo vemos en el laboratorio.

• WSL2 corre un kernel Linux real dentro de Windows, sobre una VM ligera.
• Excelente para tener una terminal Linux rápida integrada a Windows.
• Pero no es un servidor:
  • No simula hardware completo: sin BIOS/UEFI, sin particionado, sin control real de la red.
  • El kernel lo provee Microsoft, no la distribución.
  • Activarlo hace que VirtualBox pierda rendimiento.
  • Requerido para entornos Windows con Docker Desktop instalado.

Lo menciono para que sepan que existe y lo usen si les resulta cómodo para practicar comandos.

• Virtualización: varios sistemas operativos completos sobre un mismo hardware, coordinados por un hipervisor.
• Emular ≠ virtualizar ≠ paravirtualizar. Una VM real usa las tres cosas a la vez.
• Tipo 1 (ESXi, Proxmox, KVM) en producción; Tipo 2 (VirtualBox) en el escritorio.
• Una VM es un directorio de archivos → por eso se clona, se exporta y se snapshotea.
• Disco: thin vs thick, y cuidado con el overcommit.
• Snapshot: una foto del estado de la VM. Rápido y reversible, pero no es un backup.
• Red: Red NAT + Host-only, el esquema de todo el curso.
• OVA: una VM entera en un archivo, lista para importar.

Instalando VirtualBox y crear nuestra primera máquina virtual

Instalación de VirtualBox