Какво е KVM?ядро

Виртуализацията се отнася до създаването на симулиран изчислителен ресурс, който имитира поведението на съответния реален или физически ресурс. Много видове ресурси могат да бъдат виртуализирани, от софтуер до отделни хардуерни устройства до завършени хардуерни платформи. Тази публикация се фокусира върху виртуални машини, които включват устройства като процесор, памет, мрежова карта, диск, графичен адаптер и операционната система. Софтуерът, който създава и управлява виртуални машини, се нарича хипервизор. По-долу ще обсъдим характеристиките на хипервизор с име KVM.

Предимства на виртуализацията

В миналото да бъдеш хомогенен беше начинът на действие в центровете за данни, къщите за разработки и у дома. На практика всички машини ще изпълняват една и съща версия на една операционна система, независимо дали е Linux, Windows или FreeBSD. Времената са се променили.

Днес бихме очаквали различни операционни системи като Linux и Windows и дори различни версии на операционна система (напр.ж., Windows XP и 10) за съвместно локализиране в същата компютърна среда. Без виртуални машини трябва да се разполагат и поддържат множество физически машини, за да се изпълняват приложения на множество операционни платформи. Виртуализацията дава възможност за управление на множество виртуални машини, всяка потенциално с различна операционна система, на една физическа машина.

Предимствата на виртуалните машини пред физическите машини включват:

1. По-ефективно използване на компютърните ресурси.
   Цената на хардуера продължава да намалява, докато мощността им на обработка продължава да расте. В тази реалност много големи мощни машини днес са склонни да се използват недостатъчно, измерено чрез празен цикъл на процесора, неизползвана памет и т.н. Консолидирането на виртуални машини върху по-малко физически машини води до по-малко физически ресурси и следователно по-добра ефективност.

2. Подобрен I.T. отзивчивост и производителност.
   Предоставянето на нов физически хардуер включва дълъг период на изчакване на придобиване, последван от дълъг период на инсталиране и внедряване след пристигането му. За разлика от това, осигуряването на виртуални машини може да бъде автоматизирано и предоставено за минути, а не за дни или дори седмици, които понякога отнема традиционното придобиване на машини.

3. Спестяване на разходи.
   Големите центрове за данни ще спестят пари поради по-ниските оперативни разходи. Икономията идва под формата на намалени сметки за енергия в резултат на по-ниски изисквания за охлаждане и мощност.

Представяме ви KVM

Базираната на ядро ​​виртуална машина или накратко KVM е безплатно решение с хипервизор с отворен код. Той се конкурира в зряла индустрия с алтернативи с отворен код като Xen, VirtualBox, както и собствени продукти като VMware vSphere, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V.

Преди 2005 г. хипервизорните решения по това време, като Xen и VirtualBox, бяха базирани на софтуер. Архитектурата x86 просто не разполага с възможност за поддържане на виртуализация.  През 2005 г. въвеждането на разширенията за набор от инструкции Intel VT и AMD-V трайно промени виртуализационния пейзаж. KVM пусна първата си версия през 2006 г. и беше един от първите хипервизори, които се възползваха от новата хардуерна разпоредба за оптимизиране на производителността на виртуализацията.

Можете да инсталирате KVM на всеки 32-битов или 64-битов x86 компютър, „хост машината“ в хипервизионен жаргон, който поддържа разширението Intel VT или AMD-V. Днес съвременните хипервизори обикновено поддържат хибридна виртуализация: хардуерно подпомогната, когато е възможно, и прехвърляне към софтуер само за по-стари чипсети.

KVM е категоризиран като хипервизор тип 2, което означава, че работи в хост операционна система. Както подсказва името му, KVM е базирана на ядрото и за да бъдем по-точни, това е ядрото на Linux. Така че не е изненадващо, че KVM поддържа само Linux като своя хост OS. (Впоследствие KVM беше прехвърлен на FreeBSD.) Ако искате мултиплатформен хипервизор тип 2 с отворен код, VirtualBox е добър кандидат. VirtualBox може да работи родно на Windows, Linux, Mac OS X и Solaris.

Xen, за разлика от това, е хипервизор от тип 1, известен също като хипервизор с гол метал, който работи директно като фърмуер на хост машината. Предимството на тип-1 пред тип-2 е спечелената ефективност поради хипервизора, работещ директно върху основния хардуер. Недостатъкът е, че хипервизор тип 1 може да не поддържа толкова широк набор от хост устройства, колкото хост операционната система на хипервизор тип 2.

Докато хипервизорите могат да се различават по отношение на това дали се нуждаят от хост ОС и кои, те са много сходни по отношение на кои гост ОС, които поддържат, т.е. ОС, която може да работи виртуална машина. KVM поддържа виртуализацията на следните гост ОС:

• Linux дистрибуции, включително Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
• BSD като OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
• Соларис
• Windows

KVM може да изпълнява немодифицирани образи на гост OS. Тази функция е известна като пълна виртуализация, за разлика от паравиртуализацията, при която ОС за гости е модифицирана за специално обработване на операции, които са значително по-трудни за изпълнение на виртуална машина, отколкото на хост машина.

Как работи KVM

KVM се състои от 2 технологични компонента: ядро ​​и потребителско пространство. Компонентът на ядрото се състои от 2 зареждаеми модула на ядрото: kvm.ko и kvm-intel.ko или kvm-amd.ко. Kvm.модул ko осигурява независима от архитектурата обработка на виртуализация. Kvm-intel.ko и kvm-amd.ko модули съответстват на специфични за процесори Intel и AMD модули. Тези модули бяха обединени в ядрото на Linux от версия 2 на ядрото.6.20.

Тясната интеграция на KVM с ядрото на Linux има своите предимства. KVM е в състояние да делегира на Linux, за да извърши работата на системата, докато се фокусира върху обработката на новите инструкции за виртуализация, изложени от хардуера. KVM също се възползва, като наследява от всяко непрекъснато подобрение на системата от нагоре в по-голямата общност на Linux.

Важно е, че модулите на ядрото са, те не имитират хардуер на виртуална машина, на който работи гост ОС. Тази работа принадлежи на потребителското пространство. KVM използва QEMU, който работи в потребителското пространство, за изграждане на виртуални машини, които взаимодействат с гост ОС.  Всяка виртуална машина е просто обикновен процес на Linux. Една голяма полза е, че можете да използвате познати команди на Linux като top и kill за наблюдение и управление на виртуални машини.

Обобщение и заключение

KVM е отлично решение с отворен код за пълна виртуализация на хост платформата на Linux. След 10+ години активно развитие, KVM се превърна в де факто стандартния инструмент за виртуализация на ниво машина в много дистрибуции на Linux.