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Comprender, utilizar y parchear QEMU
28 de febrero de 2023 - Equipo de RRPP de TuxCare
Independientemente de la pila tecnológica de la que dependas, puedes estar seguro de que está compuesta por un montón de bloques de construcción: un montón de piezas móviles apiladas unas sobre otras, todas haciendo su parte. Hoy en día, las pilas tecnológicas pueden ser tan complejas que a veces ni siquiera sabes que dependes de una herramienta clave para que todo funcione.
El Quick EMUlator, más conocido como QEMU, es una de esas herramientas que trabajan afanosamente en segundo plano. Pero, ¿qué es QEMU, por qué se utiliza en el mundo Linux y qué hay que tener en cuenta a la hora de parchearlo? Echémosle un vistazo.
Primero, una introducción a la virtualización
La virtualización emula el hardware físico de un sistema informático, actuando como una capa entre el hardware y el SO. Normalmente, habría un SO por máquina, pero la virtualización permite ejecutar varios sistemas operativos en una sola máquina física. Crea una forma flexible y eficiente de asignar y gestionar recursos, como potencia de procesamiento, memoria y almacenamiento.
Las tecnologías de virtualización se pueden dividir en dos categorías principales: virtualización completa y paravirtualización. La virtualización completa permite crear un entorno virtual totalmente aislado del sistema físico subyacente y que puede ejecutar un sistema operativo sin modificaciones y sin degradación del rendimiento.
La paravirtualización, por su parte, requiere que el entorno virtual conozca el sistema físico subyacente y exige modificar el sistema operativo invitado.
¿Qué es QEMU?
Quick EMUlator es un software de código abierto desarrollado por Fabrice Bellard para crear máquinas virtuales y entornos de emulación. Actúa como emulador y permite ejecutar sistemas operativos y aplicaciones diseñados para distintas plataformas de hardware, como ejecutar software ARM en un PC basado en x86.
QEMU también es un hipervisor, como VirtualBox, por ejemplo, y puede emular hardware de máquinas como placas ARM. También se utiliza habitualmente junto a Linux KVM, debido a sus extensiones de procesador, para conseguir un gran rendimiento con las instancias invitadas. Por eso QEMU es un candidato excelente para un hipervisor en un centro de datos.
¿Quién utiliza QEMU?
Quick EMUlator se utiliza ampliamente para diversos fines. Entre sus usuarios se encuentran desarrolladores, administradores de sistemas, investigadores y estudiantes, pero también grandes organizaciones que lo utilizan para aplicaciones específicas o para mejorar la eficiencia de sus servidores. Es una herramienta muy flexible, y algunos de los casos de uso más comunes son:
- Organizaciones empresariales y gobiernos: Muchas grandes organizaciones utilizan QEMU como parte de su infraestructura de virtualización para ejecutar varios sistemas operativos en una sola máquina física, impulsando así la eficiencia operativa.
- Proveedores de servicios en la nube: Los proveedores de servicios en la nube utilizan QEMU para crear máquinas virtuales que pueden alquilar a sus clientes. En lugar de utilizar una única y costosa pieza de hardware por cliente, los proveedores de servicios en la nube utilizan QEMU para ofrecer eficientemente una máquina virtual a varios clientes mediante varios clientes utilizando una sola máquina física.
- Desarrolladores de sistemas empotrados: QEMU puede utilizarse para desarrollar y probar sistemas embebidos. Estos pequeños sistemas informáticos especializados se incorporan a todo tipo de dispositivos, pero requieren una plataforma de pruebas para su desarrollo.
- Proveedores de hardware: Los proveedores de hardware utilizan QEMU para probar y validar sus productos de hardware, así como para desarrollar controladores de dispositivos.
- Organizaciones académicas y de investigación: QEMU se utiliza ampliamente en organizaciones académicas y de investigación para la enseñanza y la investigación. QEMU también es una excelente forma de enseñar arquitectura informática, sistemas operativos y virtualización, así como de realizar investigaciones en estas áreas.
Como puedes ver, QEMU es una herramienta de emulación y virtualización que funciona en un amplio abanico de circunstancias, por lo que no es de extrañar que su uso esté tan extendido.
Comparación de QEMU con otras alternativas
QEMU es una de las tecnologías de virtualización más utilizadas, por lo que suele compararse con otras herramientas como VirtualBox, VMware y KVM.
KVM (Kernel-based Virtual Machine) es una plataforma de virtualización integrada en el núcleo de Linux. Proporciona un alto nivel de rendimiento y una baja sobrecarga, y está estrechamente integrada con el sistema operativo Linux.
KVM se utiliza a menudo para proyectos de virtualización a gran escala, y es particularmente popular en el mercado de los centros de datos. Sin embargo, KVM requiere un host Linux, y puede no ser la mejor opción para los usuarios que requieren virtualización en otros sistemas operativos.
VirtualBox es similar a QEMU en algunos aspectos, pero se centra en la virtualización de escritorios, mientras que QEMU se centra en la virtualización de servidores. Para los usuarios de ordenadores de sobremesa, es una gran herramienta gracias a su interfaz fácil de usar y su sencillo proceso de configuración.
Dicho esto, VirtualBox no está pensado para su uso en el entorno empresarial, no vas a utilizar VirtualBox para soportar miles de instancias virtuales, por ejemplo. QEMU también puede ser más adecuado para trabajos como la investigación científica.
VMware es una plataforma de virtualización comercial con un conjunto de funciones avanzadas que la hacen especialmente adecuada para gestionar un gran número de clientes virtuales. VMware es popular en el mercado empresarial pero, a diferencia de QEMU, que es de código abierto, VMware es tecnología propietaria y es más cara que QEMU.
Los parches complican las cosas
Como cualquier otro software crítico, QEMU necesita parches. QEMU es susceptible a vulnerabilidades de seguridad que pueden ser explotadas por actores maliciosos. Los parches abordan estas vulnerabilidades y proporcionan correcciones de errores y mejoras de rendimiento.
Además, a medida que se lanzan nuevos sistemas operativos y hardware, los parches para QEMU pueden garantizar la compatibilidad con las últimas tecnologías, permitiendo la virtualización sin problemas de nuevos sistemas, al tiempo que se añaden nuevas características y capacidades. Está claro que la aplicación de parches es esencial, pero la aplicación de parches de forma manual también presenta algunos inconvenientes:
- Tiempo de inactividad y perturbaciones: Actualizar una máquina virtual QEMU normalmente requiere apagar la máquina virtual y parchear el host subyacente. Esto significa tiempo de inactividad para la máquina virtual, lo que es perjudicial para las aplicaciones que requieren alta disponibilidad.
- Interrupciones en la red: Parchear una máquina virtual QEMU también puede provocar interrupciones en las conexiones de red y en los servicios que se ejecutan dentro de la máquina virtual. Esto puede interrumpir aplicaciones y servicios dependientes de la red, lo que puede requerir tiempo adicional para restaurar la conectividad.
- Complejidad: Parchear una máquina virtual QEMU suele ser complejo y lento, especialmente en entornos grandes con un gran número de instancias. Esto aumenta la sobrecarga de TI y crea plazos más largos para las correcciones de seguridad y errores.
- Desafíos: Si un parche o actualización de QEMU introduce problemas o errores, la reversión a una versión anterior puede no ser sencilla. Esto puede provocar tiempos de inactividad prolongados e interrupciones, así como un mayor riesgo para los datos y los sistemas si el problema no se resuelve a tiempo.
El resultado neto de estos retos de parcheado es que las organizaciones a menudo no parchean sus cargas de trabajo Quick EMUlator de forma consistente. A su vez, esto significa que las empresas ejecutan versiones de QEMU que están expuestas a una de las muchas vulnerabilidades de QEMU.
El Live Patching como solución
TuxCare ofrece una solución que hace que parchear QEMU sea mucho más sencillo - se llama QEMUCare, una solución automatizada de live patching para Quick EMUlator. Con live patching, puedes aplicar parches a tu software QEMU mientras se está ejecutando, sin afectar al rendimiento o la estabilidad de QEMU - y sin necesidad de reiniciar el Quick EMUlator.
Gracias a las capacidades de parcheo en vivo de QEMUCare, puede parchear sin esfuerzo sus sistemas de virtualización basados en QEMU mientras están operativos, sin necesidad de apagar las máquinas virtuales que está ejecutando en el Quick EMUlator.
Esto significa que puede mantener su infraestructura actualizada sin tiempos de inactividad ni interrupciones para los usuarios finales. Además, puede estar seguro de que la versión de QEMU que alimenta sus máquinas virtuales está siempre protegida frente a las amenazas de seguridad más recientes.
QEMUCare encaja con las soluciones más amplias de TuxCare para la aplicación de parches en vivo y el final de la vida útil - puede obtener más información sobre QEMUCare aquí.
