Kaj je KVM?jedro

Virtualizacija se nanaša na ustvarjanje simuliranega računalniškega vira, ki posnema vedenje ustreznega resničnega ali fizičnega vira. Mnogo vrst virov je mogoče virtualizirati, od programske opreme do posameznih strojnih naprav do popolnih strojnih platform. Ta objava se osredotoča na navidezne računalnike, ki vključujejo naprave, kot so CPU, pomnilnik, omrežna kartica, disk, grafični vmesnik in operacijski sistem. Programska oprema, ki ustvarja in poganja navidezne stroje, se imenuje hipervizor. Spodaj bomo razpravljali o značilnostih hipervizorja z imenom KVM.

Prednosti virtualizacije

V preteklosti je bil homogen način delovanja v podatkovnih centrih, razvojnih hišah in doma. Praktično bi vsi stroji izvajali isto izdajo enega samega operacijskega sistema, pa naj gre za Linux, Windows ali FreeBSD. Časi so se spremenili.

Danes bi pričakovali različne operacijske sisteme, kot sta Linux in Windows, in celo različne različice operacijskega sistema (npr.g., Windows XP in 10) za lociranje v istem računalniškem okolju. Brez navideznih strojev je treba za izvajanje programov na več operacijskih platformah uporabiti in vzdrževati več fizičnih strojev. Virtualizacija omogoča delovanje več navideznih strojev, od katerih ima vsak potencialno različen OS, na enem fizičnem računalniku.

Prednosti navideznih strojev pred fizičnimi stroji vključujejo:

1. Učinkovitejša uporaba računalniških virov.
   Cena strojne opreme nenehno upada, njihova procesorska moč pa narašča. V tej resničnosti je veliko velikih zmogljivih strojev danes premalo izkoriščenih, kar se meri z nedejavnimi cikli procesorja, neuporabljenim pomnilnikom itd. Združevanje navideznih strojev na manj fizičnih strojev povzroči manj fizičnih virov in s tem boljšo učinkovitost.

2. Izboljšano I.T. odzivnost in produktivnost.
   Zagotavljanje nove fizične strojne opreme vključuje dolgo čakalno obdobje pridobivanja, ki mu sledi dolgo obdobje namestitve in uvajanja po prihodu. Nasprotno pa je zagotovitev virtualnih strojev avtomatizirana in na voljo v nekaj minutah in ne v dneh ali celo tednih, ki včasih trajajo pri tradicionalnem pridobivanju strojev.

3. Zmanjšati stroške.
   Veliki podatkovni centri bodo prihranili denar zaradi nižjih obratovalnih stroškov. Prihranek je v obliki manjših računov za energijo, kar je posledica nižjih potreb po hlajenju in moči.

Predstavljamo vam KVM

Virtual Machine na osnovi jedra ali na kratko KVM je brezplačna in odprtokodna hipervizorska rešitev. Tekmuje v zreli industriji z odprtokodnimi alternativami, kot so Xen, VirtualBox, pa tudi z lastniškimi izdelki, kot so VMware vSphere, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V.

Pred letom 2005 so takratne rešitve hipervizorja, kot sta Xen in VirtualBox, temeljile na programski opremi. Arhitektura x86 preprosto ni imela možnosti za podporo virtualizacije.  Leta 2005 je uvedba razširitev ukazov Intel VT in AMD-V trajno spremenila krajino virtualizacije. KVM je izdal svojo prvo različico leta 2006 in je bil eden prvih hipervizorjev, ki je izkoristil novo ponudbo strojne opreme za optimizacijo učinkovitosti virtualizacije.

KVM lahko namestite v kateri koli 32-bitni ali 64-bitni računalnik x86, "gostiteljski stroj" v hipervizijskem jeziku, ki podpira razširitev Intel VT ali AMD-V. Danes sodobni hipervizorji običajno podpirajo hibridno virtualizacijo: s pomočjo strojne opreme, kadar je to mogoče, in prehod na samo programsko opremo za starejše nabore čipov.

KVM je kategoriziran kot hipervizor tipa 2, kar pomeni, da deluje v gostiteljskem operacijskem sistemu. Kot že ime pove, KVM temelji na jedru, natančneje pa na jedru Linuxa. Zato ni presenetljivo, da KVM kot gostiteljski OS podpira samo Linux. (KVM je bil nato prenesen na FreeBSD.) Če želite odprtokodni hipervizor tipa 2 z več platformami, je VirtualBox dober kandidat. VirtualBox se lahko samodejno izvaja v sistemih Windows, Linux, Mac OS X in Solaris.

Xen je v nasprotju s tem hipervizor tipa 1, znan tudi kot hipervizor golih kovin, ki deluje neposredno kot vdelana programska oprema na gostiteljskem računalniku. Prednost tipa-1 pred tipom-2 je učinkovitost, pridobljena s hipervizorjem, ki deluje neposredno na osnovni strojni opremi. Pomanjkljivost je, da hipervizor tipa 1 morda ne podpira tako širokega nabora gostiteljskih naprav kot gostiteljski operacijski sistem hipervizorja tipa 2.

Medtem ko se lahko hipervizorji razlikujejo glede tega, ali potrebujejo gostiteljski OS in katere, so si zelo podobni glede gostujočih OS-jev, ki jih podpirajo, tj. OS, ki ga lahko zažene navidezni stroj. KVM podpira virtualizacijo naslednjih gostujočih operacijskih sistemov:

• Distribucije Linuxa, vključno z Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
• BSD, kot so OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
• Solaris
• Windows

KVM lahko izvaja nespremenjene slike gostujočega OS. Ta funkcija je znana kot popolna virtualizacija, v nasprotju s para-virtualizacijo, kjer je gostujoči OS prilagojen za posebno obdelavo operacij, ki jih je bistveno težje izvajati na navideznem računalniku kot na gostiteljskem računalniku.

Kako deluje KVM

KVM je sestavljen iz dveh tehnoloških komponent: jedra in uporabniškega prostora. Komponenta jedra je sestavljena iz 2 naložljivih modulov jedra: kvm.ko in bodisi kvm-intel.ko ali kvm-amd.ko. Kvm.modul ko omogoča obdelavo virtualizacije, ki je neodvisna od arhitekture. Kvm-intel.ko in kvm-amd.moduli ko ustrezajo modulom Intel in AMD, značilnim za procesor. Ti moduli so bili združeni v jedro Linuxa od različice 2 jedra.6.20.

Tesna integracija KVM z jedrom Linuxa ima svoje prednosti. KVM lahko prenese Linux na sistemsko delo, medtem ko se osredotoča na ravnanje z novimi navodili za virtualizacijo, ki jih izpostavlja strojna oprema. KVM koristi tudi tako, da podeduje kakršno koli nenehno izboljševanje sistema od upstream v večji skupnosti Linux.

Pomembno je, da moduli jedra ne posnemajo strojne opreme navideznega stroja, na kateri deluje gostujoči OS. To delo spada v uporabniški prostor. KVM uporablja QEMU, ki deluje v uporabniškem prostoru, za izdelavo navideznih strojev, ki komunicirajo z gostujočimi OS.  Vsak navidezni stroj je preprosto običajen Linux proces. Velika prednost je, da lahko za nadzor in upravljanje navideznih strojev uporabljate znane ukaze Linuxa, kot sta top in kill.

Povzetek in zaključek

KVM je odlična odprtokodna rešitev za popolno virtualizacijo na gostiteljski platformi Linux. Po 10+ letih aktivnega razvoja je KVM dejansko postal standardno orodje za virtualizacijo na strojni ravni v številnih distribucijah Linuxa.