Hvad er KVM?kerne

Virtualisering henviser til oprettelsen af ​​en simuleret databehandlingsressource, der efterligner opførelsen af ​​den tilsvarende reelle eller fysiske ressource. Mange typer ressourcer kan virtualiseres, fra software til individuelle hardwareenheder til komplette hardwareplatforme. Dette indlæg fokuserer på virtuelle maskiner, der omfatter enheder som CPU, hukommelse, netværkskort, disk, grafikadapter og operativsystemet. Software, der opretter og kører virtuelle maskiner kaldes hypervisor. Nedenfor vil vi diskutere funktionerne i en hypervisor ved navn KVM.

Fordele ved virtualisering

Tidligere var modus operandi at være homogen i datacentre, udviklingshuse og derhjemme. Praktisk talt kører alle maskiner den samme udgivelse af et enkelt operativsystem, hvad enten det er Linux, Windows eller FreeBSD. Tiderne har ændret sig.

I dag forventer vi forskellige operativsystemer som Linux og Windows og endda forskellige versioner af et operativsystem (f.eks.g., Windows XP og 10) for at samlokalisere i det samme computermiljø. Uden virtuelle maskiner skal flere fysiske maskiner implementeres og vedligeholdes for at køre applikationer på flere driftsplatforme. Virtualisering styrer driften af ​​flere virtuelle maskiner, hver potentielt med et andet operativsystem, på en enkelt fysisk maskine.

Fordelene ved virtuelle maskiner i forhold til fysiske maskiner inkluderer:

1. Mere effektiv udnyttelse af computerressourcer.
   Prisen på hardware bliver stadig lavere, mens deres processorkraft fortsætter med at stige. Under denne virkelighed har mange store kraftige maskiner i dag en tendens til at være underudnyttet, målt ved inaktiv CPU-cyklus, ubrugt hukommelse osv. Konsolidering af virtuelle maskiner på færre fysiske maskiner resulterer i mindre fysiske ressourcer og dermed bedre effektivitet.

2. Forbedret jeg.T. lydhørhed og produktivitet.
   Tilvejebringelse af ny fysisk hardware medfører en lang erhvervelsesperiode efterfulgt af en lang installations- og implementeringsperiode efter ankomsten. I modsætning hertil kan tilvejebringelse af virtuelle maskiner automatiseres og gøres tilgængelige på få minutter snarere end dage eller endda uger, som traditionel maskinopsamling undertiden tager.

3. Omkostningsbesparelse.
   Store datacentre sparer penge på grund af lavere driftsomkostninger. Besparelsen kommer i form af reducerede energiregninger som følge af lavere køle- og strømbehov.

Introduktion til KVM

Kernebaseret Virtual Machine, eller KVM i korte træk, er en gratis og open source hypervisor-løsning. Det konkurrerer i en moden industri med open source-alternativer som Xen, VirtualBox samt proprietære produkter som VMware vSphere, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V.

Før 2005 var hypervisor-løsninger på det tidspunkt, såsom Xen og VirtualBox, alle softwarebaserede. X86-arkitekturen havde simpelthen ikke mulighed for at understøtte virtualisering.  I 2005 ændrede introduktionen af ​​instruktionsudvidelser Intel VT og AMD-V virtualiseringslandskabet permanent. KVM udgav sin første version i 2006 og var en af ​​de første hypervisorer, der udnyttede den nye hardwareudbud til at optimere virtualiseringsydelsen.

Du kan installere KVM på enhver 32-bit eller 64-bit x86-computer, 'værtsmaskinen' i hypervisory lingo, der understøtter Intel VT- eller AMD-V-udvidelsen. I dag understøtter moderne hypervisorer typisk hybrid virtualisering: hardware-assisteret, når det er muligt, og en failover til software-kun til ældre chipsæt.

KVM er kategoriseret som en type-2 hypervisor, hvilket betyder at den kører i et værtsoperativsystem. Som navnet antyder, er KVM kernebaseret, og for at være mere præcis er det Linux-kernen. Så det er ikke overraskende, at KVM kun understøtter Linux som værts-OS. (KVM blev efterfølgende portet til FreeBSD.) Hvis du vil have en open-source multi-platform type 2 hypervisor, er VirtualBox en god kandidat. VirtualBox kan køre indbygget på Windows, Linux, Mac OS X og Solaris.

Xen er derimod en type 1 hypervisor, også kendt som bare metal hypervisor, der kører direkte som firmware på værtsmaskinen. Fordelen ved type-1 i forhold til type-2 er effektiviteten opnået på grund af hypervisor, der kører direkte på den underliggende hardware. Ulempen er, at en type-1-hypervisor muligvis ikke understøtter en så bred vifte af værtsenheder som værtsoperativsystemet til en type-2-hypervisor.

Mens hypervisorer kan være forskellige i, om de har brug for et værts-OS, og hvilke, er de meget ens med hensyn til hvilke gæst-OS'er, de understøtter, dvs. det operativsystem, som en virtuel maskine kan køre. KVM understøtter virtualisering af følgende gæst-OS'er:

• Linux-distributioner inklusive Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
• BSD såsom OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
• Solaris
• Windows

KVM er i stand til at køre umodificerede gæst OS-billeder. Denne funktion kaldes fuld virtualisering i modsætning til paravirtualisering, hvor gæstens operativsystem er modificeret til speciel håndtering af operationer, der er væsentligt sværere at køre på den virtuelle maskine end på værtsmaskinen.

Sådan fungerer KVM

KVM består af 2 teknologikomponenter: kerne og brugerrum. Kernekomponenten består af 2 kernemoduler, der kan indlæses: kvm.ko, og enten kvm-intel.ko eller kvm-amd.ko. Kvm.ko-modul giver kernearkitekturuafhængig virtualiseringsbehandling. Kvm-intel.ko og kvm-amd.ko-moduler svarer til Intel- og AMD-processorspecifikke moduler. Disse moduler blev flettet ind i Linux-kernen fra og med kerneversion 2.6.20.

Den tætte integration af KVM med Linux-kernen har sine fordele. KVM er i stand til at delegere til Linux for at udføre systemgruntarbejdet, mens det fokuserer på håndtering af de nye virtualiseringsinstruktioner, der er udsat for hardware. KVM har også fordel ved at arve fra enhver fortsat systemforbedring fra opstrøms i det større Linux-samfund.

Vigtigt, at kernemodulerne er, de efterligner ikke hardware til virtuel maskine, som gæstens OS kører på. Det job hører hjemme i brugerrummet. KVM bruger QEMU, der kører i brugerrummet, til at opbygge de virtuelle maskiner, der interagerer med gæstens operativsystemer.  Hver virtuel maskine er simpelthen en almindelig Linux-proces. En stor fordel er, at du kan bruge velkendte Linux-kommandoer som top og kill til at overvåge og administrere virtuelle maskiner.

Resume & konklusion

KVM er en fremragende open source-løsning til fuld virtualisering på Linux-værtsplatformen. Efter 10+ års aktiv udvikling er KVM blevet det de facto standard virtualiseringsværktøj på maskinniveau i mange Linux-distributioner.