Máquinas virtuales de Azure

Una Azure Virtual Machine (VM) es una oferta de IaaS que proporciona recursos informáticos escalables bajo demanda en la nube. Emula un ordenador físico, con su propia CPU, RAM, almacenamiento e interfaz de red, y se ejecuta en el hipervisor de Microsoft (Hyper-V) sobre servidores físicos de un centro de datos de Azure. Usted instala y administra el sistema operativo invitado (Windows o Linux), el middleware y las aplicaciones, mientras Azure se encarga del hardware subyacente, el sistema operativo del host y la capa del hipervisor.

Para crear una VM debe especificar varios parámetros clave: Image: el sistema operativo y el software preinstalado (por ejemplo, Windows Server 2022, Ubuntu 22.04 o SQL Server on Windows). Size: el número de vCPU, la RAM y el almacenamiento temporal de la VM (que se explica a continuación). Region: dónde se ejecutará la VM. Authentication: un par de claves SSH para Linux o un nombre de usuario y una contraseña para Windows. El portal le guía por esta configuración mediante asistentes, y Azure CLI le permite crear scripts con la misma configuración para realizar implementaciones repetibles.

Azure organiza los tamaños de VM en familias (series) optimizadas para distintas cargas de trabajo: B-series (de rendimiento ampliable, rentables para un uso medio bajo de CPU), D-series (de uso general, con un equilibrio entre CPU y memoria), E-series (optimizadas para memoria, para bases de datos y análisis), F-series (optimizadas para proceso), N-series (aceleradas mediante GPU, para IA/ML y gráficos) y L-series (optimizadas para almacenamiento). La convención de nombres codifica la serie, el número de vCPU y la variante; por ejemplo, Standard_D4s_v5 es una VM de la serie D con 4 vCPU que utiliza almacenamiento prémium.

Azure ofrece tres modelos de precios para las VM: Pay-as-you-go: se factura por segundo de tiempo de proceso, sin compromiso y con la tarifa por hora más alta. Reserved Instances: usted se compromete durante 1 o 3 años y ahorra hasta un 72 % respecto a Pay-as-you-go; puede pagar por adelantado o mensualmente. Spot Instances: se ejecutan en capacidad de Azure no utilizada, con descuentos de hasta un 90 %, pero pueden desalojarse con solo 30 segundos de aviso cuando Azure necesita recuperar esa capacidad. Las instancias Spot son ideales para el procesamiento por lotes, las simulaciones y las cargas tolerantes a fallos que pueden reanudarse desde puntos de control.

Cada VM de Azure tiene al menos dos discos: el OS disk (donde se instala el sistema operativo, respaldado por un disco administrado) y un temporary disk (SSD local rápido para archivos de paginación y datos temporales, pero los datos almacenados aquí se PIERDEN cuando la VM se detiene o se desasigna). Puede conectar data disks adicionales para los datos de la aplicación; son discos administrados duraderos que persisten tras los reinicios de la VM. Los discos administrados tienen cuatro tipos: Standard HDD, Standard SSD, Premium SSD y Ultra Disk, con un rendimiento y un precio crecientes.

Cada VM de Azure está conectada a una red virtual (VNet) mediante una tarjeta de interfaz de red virtual (vNIC). La VM recibe una dirección IP privada dentro de la subred de la VNet, lo que le permite comunicarse con otros recursos de la misma VNet. Para que se pueda acceder a la VM desde Internet, debe asociarle una dirección IP pública y abrir las reglas adecuadas del grupo de seguridad de red (NSG). De forma predeterminada, Azure bloquea todo el tráfico entrante de Internet a una VM nueva; debe abrir explícitamente los puertos que necesite, como el puerto 22 para SSH o el puerto 3389 para RDP.

Para mejorar la disponibilidad de las VM, Azure ofrece dos opciones: los conjuntos de disponibilidad distribuyen las VM entre dominios de error (bastidores independientes) y dominios de actualización dentro de un único centro de datos, lo que proporciona un SLA del 99,95 %. Las zonas de disponibilidad distribuyen las VM entre centros de datos físicamente independientes dentro de una región, lo que proporciona un SLA del 99,99 %. Para las arquitecturas nuevas, Microsoft recomienda usar zonas de disponibilidad en lugar de conjuntos de disponibilidad siempre que exista compatibilidad con zonas, ya que estas ofrecen un aislamiento más sólido frente a errores de hardware y eventos que afectan a todo el centro de datos.

Las extensiones de VM de Azure son pequeñas aplicaciones que automatizan tareas de configuración y administración posteriores a la implementación en las VM. La extensión Custom Script descarga y ejecuta un script en una VM inmediatamente después de su creación, lo que resulta útil para instalar software o configurar ajustes sin necesidad de usar SSH o RDP manualmente. Otras extensiones son el agente de Azure Monitor (para la recopilación de registros), la configuración de invitado de Azure Policy (para comprobar el cumplimiento) y la extensión Antimalware (para configurar Windows Defender). Las extensiones se ejecutan como la cuenta del sistema y se instalan desde Azure Portal o mediante plantillas de ARM.

Existe una diferencia importante entre detener y desasignar una VM de Azure. Detener una VM desde el sistema operativo invitado (por ejemplo, shutdown -h now) apaga el sistema operativo, pero mantiene la VM asignada en el host; usted continúa pagando por el cómputo. La desasignación desde Azure Portal o la CLI libera los recursos de cómputo subyacentes y detiene el cargo de cómputo, aunque deberá seguir pagando por los discos administrados. Use siempre az vm deallocate o el botón «Stop» del portal para evitar cargos innecesarios cuando no utilice una VM.

Azure realiza periódicamente mantenimiento planeado en el hardware del host para aplicar parches de seguridad y actualizaciones de firmware. En la mayoría de los casos, Azure utiliza la migración en vivo para trasladar su VM a hardware actualizado sin reiniciarla, lo que provoca una pausa de red inferior a 10 ms. Cuando la migración en vivo no es posible, Azure programa un reinicio durante una ventana de mantenimiento y le avisa con antelación mediante Azure Portal y correo electrónico. También puede programar la ventana de mantenimiento por su cuenta para sus propias VM mediante el portal, con el fin de minimizar la interrupción de su carga de trabajo.

Las VM son la opción adecuada cuando necesita un control total a nivel del sistema operativo para instalar versiones específicas del sistema operativo, controladores o software que no puede ejecutarse en plataformas PaaS. Entre los casos de uso habituales se incluyen las migraciones lift-and-shift de aplicaciones locales, el software personalizado que requiere configuraciones específicas del sistema operativo, los entornos de desarrollo y pruebas y las aplicaciones heredadas que no se pueden contenerizar ni refactorizar. Cuando no se necesita un control total del sistema operativo, considere opciones PaaS como App Service o Azure Container Instances, que reducen considerablemente la carga de administración.

En esta lección ha aprendido que: las VM de Azure son recursos de IaaS en los que usted administra el sistema operativo invitado y las capas superiores, mientras que Azure se encarga del hipervisor y el hardware; los tamaños de VM se agrupan en familias optimizadas para cargas de trabajo de propósito general, de cómputo, de memoria, de almacenamiento y de GPU; y las zonas de disponibilidad proporcionan un SLA del 99,99 % al distribuir las VM entre centros de datos físicamente independientes. A continuación, exploraremos los Virtual Machine Scale Sets para el escalado automático de VM idénticas.