VMware ESXi
VMware ESXi (anteriormente ESX) es un hipervisor de tipo 1 de clase empresarial desarrollado por VMware, una subsidiaria de Broadcom, para implementar y dar servicio a computadoras virtuales. Como hipervisor de tipo 1, ESXi no es una aplicación de software que se instala en un sistema operativo (OS); en cambio, incluye e integra componentes vitales del SO, como un núcleo.
Después de la versión 4.1 (lanzada en 2010), VMware cambió el nombre de ESX a ESXi. ESXi reemplaza a Service Console (un sistema operativo rudimentario) con un sistema operativo más integrado. ESX/ESXi es el componente principal de la suite de software VMware Infrastructure.
El nombre ESX se originó como una abreviatura de Elastic Sky X. En septiembre de 2004, el reemplazo de ESX se llamó internamente VMvisor, pero luego se cambió a ESXi (ya que la "i" en ESXi significaba "integrado").
Arquitectura
ESX se ejecuta en hardware desnudo (sin ejecutar un sistema operativo) a diferencia de otros productos VMware. Incluye su propio núcleo. En el VMware ESX histórico, primero se iniciaba un núcleo Linux y luego se utilizaba para cargar una variedad de componentes de virtualización especializados, incluido ESX, que también se conoce como el componente vmkernel. El núcleo Linux era la máquina virtual principal; se invocaba mediante la consola de servicio. En tiempo de ejecución normal, el vmkernel se ejecutaba en la computadora sin sistema operativo y la consola de servicio basada en Linux se ejecutaba como la primera máquina virtual. VMware abandonó el desarrollo de ESX en la versión 4.1 y ahora utiliza ESXi, que no incluye ningún núcleo Linux.
El vmkernel es un microkernel con tres interfaces: hardware, sistemas invitados y la consola de servicio (SO de consola).
Interfaz a hardware
El vmkernel maneja la CPU y la memoria directamente, utilizando escaneo previo a la ejecución (SBE) para manejar instrucciones de CPU especiales o privilegiadas y la SRAT (tabla de asignación de recursos del sistema) para rastrear la memoria asignada.
El acceso a otro hardware (como dispositivos de red o de almacenamiento) se realiza mediante módulos. Al menos algunos de los módulos derivan de módulos utilizados en el núcleo de Linux. Para acceder a estos módulos, un módulo adicional llamado vmklinux implementa la interfaz del módulo Linux. Según el archivo README, "Este módulo contiene la capa de emulación de Linux utilizada por el vmkernel".
El vmkernel utiliza los controladores de dispositivos:
- net/e100
- net/e1000
- net/e1000e
- net/bnx2
- net/tg3
- net/forcedeth
- net/pcnet32
- bloque/cciss
- scsi/adp94xx
- scsi/aic7xxx
- scsi/aic79xx
- scsi/ips
- scsi/lpfcdd-v732
- scsi/megaraid2
- scsi/mptscsi_2xx
- scsi/qla2200-v7.07
- scsi/megaraid_sas
- scsi/qla4010
- scsi/qla4022
- scsi/vmkiscsi
- scsi/aacraid_esx30
- scsi/lpfcdd-v7xx
- scsi/qla2200-v7xx
Estos controladores son en su mayoría equivalentes a los descritos en la lista de compatibilidad de hardware de VMware. Todos estos módulos están bajo la licencia GPL. Los programadores los han adaptado para que funcionen con el vmkernel: VMware Inc. ha cambiado la carga de módulos y algunas otras cosas menores.
Consola de servicio
En ESX (y no en ESXi), la consola de servicio es un sistema operativo de propósito general vestigial que se utiliza principalmente como arranque para el kernel de VMware, vmkernel, y en segundo lugar como interfaz de administración. Ambas funciones del sistema operativo de la consola se están descontinuando a partir de la versión 5.0, ya que VMware migra exclusivamente al modelo ESXi. La consola de servicio, a todos los efectos, es el sistema operativo que se utiliza para interactuar con VMware ESX y las máquinas virtuales que se ejecutan en el servidor.
Purple Screen of Death
En caso de un error de hardware, el vmkernel puede detectar una excepción de comprobación de máquina. Esto da como resultado un mensaje de error que se muestra en una pantalla de diagnóstico violeta. Esto se conoce coloquialmente como pantalla de diagnóstico violeta o pantalla violeta de la muerte (PSoD, por sus siglas en inglés, pantalla azul de la muerte [BSoD]).
Al mostrar una pantalla de diagnóstico violeta, el vmkernel escribe información de depuración en la partición de volcado de núcleo. Esta información, junto con los códigos de error que se muestran en la pantalla de diagnóstico violeta, puede ser utilizada por el soporte de VMware para determinar la causa del problema.
Versiones
VMware ESX solía estar disponible en dos tipos principales: ESX y ESXi, pero a partir de la versión 5, el ESX original se ha discontinuado en favor de ESXi.
ESX y ESXi anteriores a la versión 5.0 no son compatibles con Windows 8/Windows 2012. Estos sistemas operativos de Microsoft solo pueden ejecutarse en ESXi 5.x o posterior.
VMware ESXi, una versión de ESX que ocupa menos espacio, no incluye la consola de servicio ESX. Antes de que Broadcom adquiriera VMware, estaba disponible (sin necesidad de comprar una licencia de vCenter) como descarga gratuita desde VMware, con algunas funciones deshabilitadas.
ESXi significa "ESX integrado".
VMware ESXi se originó como una versión compacta de VMware ESX que permitía un espacio de disco más pequeño de 32 MB en el host. Con una consola de configuración simple para la configuración principalmente de red y una interfaz de cliente de infraestructura de VMware basada en control remoto, esto permite dedicar más recursos a los entornos invitados.
Existen dos variantes de ESXi:
- VMware ESXi Instalación
- VMware ESXi Edición incorporada
Se puede utilizar el mismo medio para instalar cualquiera de estas variantes según el tamaño del medio de destino. Se puede actualizar ESXi a VMware Infrastructure 3 o a VMware vSphere 4.0 ESXi.
Originalmente llamado VMware ESX Server ESXi edition, luego de varias revisiones, el producto ESXi finalmente se convirtió en VMware ESXi 3. Luego siguieron nuevas ediciones: ESXi 3.5, ESXi 4, ESXi 5 y (a partir de 2015) ESXi 6.
GPL violation lawsuit
Christoph Hellwig, un desarrollador del núcleo Linux, ha demandado a VMware. La demanda comenzó el 5 de marzo de 2015. Se alegó que VMware se había apropiado indebidamente de partes del núcleo Linux y, tras una desestimación judicial en 2016, Hellwig anunció que presentaría una apelación.
La apelación fue resuelta en febrero de 2019 y nuevamente desestimada por el tribunal alemán, sobre la base de que no se cumplen los "requisitos procesales para la carga de la prueba del demandante".
En la última fase del proceso, en marzo de 2019, el Tribunal Superior Regional de Hamburgo también rechazó la demanda por motivos de procedimiento. A continuación, VMware anunció oficialmente que eliminaría el código en cuestión. Hellwig retiró su demanda y se abstuvo de emprender acciones legales.
Productos relacionados o adicionales
Los siguientes productos funcionan junto con ESX:
- vCenter Server, permite monitoreo y gestión de múltiples servidores ESX, ESXi y GSX. Además, los usuarios deben instalarlo para ejecutar servicios de infraestructura tales como:
- vMotion (transferir máquinas virtuales entre servidores en la mosca mientras se ejecutan, con cero tiempo de inactividad)
- svMotion aka Storage vMotion (transferir máquinas virtuales entre LUNs de almacenamiento compartido en la mosca, con cero tiempo de inactividad)
- Mejorado vMotion aka evMotion (un vMotion simultáneo y svMotion, compatible con la versión 5.1 y superior)
- Distributed Resource Scheduler (DRS) (automatizado vMotion basado en requisitos/demandes de carga host/VM)
- Alta disponibilidad (HA) (iniciando sistemas operativos de máquinas virtuales en caso de fallo físico ESX)
- Tolerancia por defecto (FT) (casi instantánea falla de un VM en caso de una falla de host físico)
- Conversor, permite a los usuarios crear máquinas virtuales compatibles con VMware ESX Server o Workstation de máquinas físicas o de máquinas virtuales realizadas por otros productos de virtualización. Los convertidores reemplazan los productos VMware "P2V Assistant" y "Importer" — P2V Assistant permitió a los usuarios convertir máquinas físicas en máquinas virtuales, y Importador permitió la importación de máquinas virtuales de otros productos a VMware Workstation.
- vSphere Client (anteriormente VMware Infrastructure Client), permite el monitoreo y la gestión de una sola instancia del servidor ESX o ESXi. Después de ESX 4.1, vSphere Client ya no estaba disponible desde el servidor ESX/ESXi, pero debe ser descargado desde el sitio web de VMware.
Cisco Nexus 1000v
La conectividad de red entre los hosts ESX y las máquinas virtuales que se ejecutan en ellos se basa en NIC virtuales (dentro de la máquina virtual) y conmutadores virtuales. Estos últimos existen en dos versiones: el vSwitch "estándar", que permite que varias máquinas virtuales en un único host ESX compartan una NIC física, y el "vSwitch distribuido", en el que los vSwitches de distintos hosts ESX forman juntos un conmutador lógico. Cisco ofrece en su línea de productos Cisco Nexus el Nexus 1000v, una versión avanzada del vSwitch distribuido estándar. Un Nexus 1000v consta de dos partes: un módulo supervisor (VSM) y en cada host ESX un módulo Ethernet virtual (VEM). El VSM se ejecuta como un dispositivo virtual dentro del clúster ESX o en hardware dedicado (serie Nexus 1010) y el VEM se ejecuta como un módulo en cada host y reemplaza un dvS (conmutador virtual distribuido) estándar de VMware.
La configuración del conmutador se realiza en el VSM mediante la CLI estándar de NX-OS. Ofrece capacidades para crear perfiles de puerto estándar que luego se pueden asignar a máquinas virtuales mediante vCenter.
Existen varias diferencias entre el dvS estándar y el N1000v; una de ellas es que el conmutador Cisco generalmente tiene soporte completo para tecnologías de red como la agregación de enlaces LACP o que el conmutador VMware admite nuevas funciones como el enrutamiento basado en la carga física de la NIC. Sin embargo, la principal diferencia radica en la arquitectura: Nexus 1000v funciona de la misma manera que un conmutador Ethernet físico, mientras que el dvS se basa en la información de ESX. Esto tiene consecuencias, por ejemplo, en la escalabilidad, donde el límite Kappa para un N1000v es de 2048 puertos virtuales frente a los 60000 de un dvS.
El Nexus1000v se desarrolló en cooperación entre Cisco y VMware y utiliza la API de dvS.
Herramientas de gestión de terceros
Dado que VMware ESX es líder en el mercado de virtualización de servidores, los proveedores de software y hardware ofrecen una gama de herramientas para integrar sus productos o servicios con ESX. Algunos ejemplos son los productos de Veeam Software con aplicaciones de backup y gestión y un complemento para supervisar y gestionar ESX mediante HP OpenView, Quest Software con una gama de aplicaciones de gestión y backup y la mayoría de los principales proveedores de soluciones de backup tienen complementos o módulos para ESX. El uso de Microsoft Operations Manager (SCOM) 2007/2012 con un paquete de gestión de Bridgeways ESX ofrece al usuario una visión del estado del centro de datos ESX en tiempo real.
Los proveedores de hardware como Hewlett Packard Enterprise y Dell incluyen herramientas para respaldar el uso de ESX(i) en sus plataformas de hardware. Un ejemplo es el módulo ESX para la plataforma de administración OpenManage de Dell.
VMware ha añadido un cliente web desde la versión v5, pero sólo funciona en vCenter y no contiene todas las funciones. vEMan es una aplicación Linux que intenta llenar ese vacío. Estos son sólo algunos ejemplos: existen numerosos productos de terceros para gestionar, supervisar o realizar copias de seguridad de las infraestructuras ESX y las máquinas virtuales que se ejecutan en ellas.
Limitaciones conocidas
A partir de septiembre de 2020, estas son las limitaciones conocidas de VMware ESXi 7.0 U1.
Limitaciones de infraestructura
Algunos valores máximos en ESXi Server 7.0 pueden influir en el diseño de los centros de datos:
- Sistema de visitas máximo RAM: 24 TB
- Sistema de alojamiento máximo RAM: 24 TB
- Número de anfitriones en un grupo de programadores de recursos de alta disponibilidad o distribuidos: 96
- Número máximo de procesadores por máquina virtual: 768
- Número máximo de procesadores por host: 768
- Número máximo de CPU virtuales por núcleo CPU físico: 32
- Número máximo de máquinas virtuales por host: 1024
- Número máximo de CPU virtuales por máquina virtual tolerante a fallas: 8
- Sistema de invitados máximo RAM por máquina virtual tolerante a fallas: 128 GB
- VMFS5 tamaño máximo del volumen: 64 TB, pero el tamaño máximo del archivo es 62 TB -512 bytes
- Máxima memoria de vídeo por máquina virtual: 4 GB
Limitaciones de rendimiento
En términos de rendimiento, la virtualización supone un coste en el trabajo adicional que la CPU debe realizar para virtualizar el hardware subyacente. Las instrucciones que realizan este trabajo adicional y otras actividades que requieren virtualización suelen estar en las llamadas del sistema operativo. En un sistema operativo no modificado, las llamadas del SO introducen la mayor parte de la "sobrecarga" de virtualización.
La paravirtualización u otras técnicas de virtualización pueden ayudar con estos problemas. VMware desarrolló la Interfaz de máquina virtual para este propósito y algunos sistemas operativos la admiten actualmente. Una comparación entre la virtualización completa y la paravirtualización para el servidor ESX muestra que, en algunos casos, la paravirtualización es mucho más rápida.
Limitaciones de la red
Al utilizar las capacidades de red avanzadas y extendidas mediante el conmutador virtual distribuido Cisco Nexus 1000v, se aplican las siguientes limitaciones relacionadas con la red:
- 64 ESX/ESXi hosts por VSM (Módulo Supervisor virtual)
- 2048 virtual Interfaz Ethernet por VMware vDS (cambio virtual distribuido)
- y un máximo de 216 interfaces virtuales por ESX/ESXi host
- 2048 VLAN activos (uno para ser utilizado para la comunicación entre VEM y VSM)
- 2048 port-profiles
- 32 NIC físicos por ESX/ESXi (física) host
- 256 canales por puerto por VMware vDS (cambio virtual distribuido)
- y un máximo de 8 canales por puerto por ESX/ESXi host
Limitaciones de tejido de canal de fibra
Independientemente del tipo de adaptador SCSI virtual utilizado, existen estas limitaciones:
- Máximo de 4 Virtual Adaptadores SCSI, uno de los cuales debe estar dedicado al uso del disco virtual
- Máximo 64 LUN SCSI por adaptador
Véase también
- Comparación del software de virtualización de plataformas
- KVM Linux Kernel-based Virtual Machine – una plataforma de hipervisor de código abierto
- Hyperjacking – Técnica para comprometer el software de hipervisor
- Proxmox Virtual Environment – un competidor libre y abierto de VMware ESX de Proxmox Server Solutions GmbH
- Hyper-V – un competidor de VMware ESX de Microsoft
- Virtual appliance
- Imagen del disco virtual
- Máquina virtual
- VMware VMFS
- virtualización x86
- Xen – una plataforma de hipervisor de código abierto
Referencias
- ^ "Números de construcción y versiones de VMware ESXi/ESX".
- ^ "VMware ESXi 8.0 Update 3b Release Notes".
- ^ "VMware ESX 4.0 sólo instala y ejecuta en servidores con 64bit x86 CPUs. Los sistemas de 32 bits ya no son compatibles". VMware, Inc.
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Enlaces externos
- VMware ESXi product page
- ESXi Historia del número de lanzamiento y construcción
- Imagen de VMware ESXI para servidores HPE