Virtualizarea se referă la crearea unei resurse de calcul simulate care imită comportamentul resursei reale sau fizice corespunzătoare. Multe tipuri de resurse pot fi virtualizate, de la software la dispozitive hardware individuale până la platforme hardware complete. Această postare se concentrează pe mașini virtuale care cuprind dispozitive precum CPU, memorie, placă de rețea, disc, adaptor grafic și sistemul de operare. Software-ul care creează și rulează mașini virtuale se numește hipervizor. Mai jos, vom discuta despre caracteristicile unui hipervizor numit KVM .
Avantajele virtualizării
În trecut, a fi omogen a fost modus operandi în centre de date, case de dezvoltare și acasă. Practic, toate mașinile ar rula aceeași versiune a unui singur sistem de operare, fie că este vorba de Linux, Windows sau FreeBSD. Vremurile s-au schimbat.
Astăzi, ne-am aștepta ca sisteme de operare diferite, cum ar fi Linux și Windows, și chiar și versiuni diferite ale unui sistem de operare (de exemplu, Windows XP și 10) să se co-localizeze în același mediu de computer. Fără mașini virtuale, trebuie să fie implementate și întreținute mai multe mașini fizice, pentru a rula aplicații pe mai multe platforme de operare. Virtualizarea alimentează rularea mai multor mașini virtuale, fiecare potențial cu un sistem de operare diferit, pe o singură mașină fizică.
Avantajele mașinilor virtuale față de mașinile fizice includ:
- Utilizarea mai eficientă a resurselor informatice.
Prețul hardware-ului continuă să scadă în timp ce puterea de procesare continuă să crească. În această realitate, multe mașini puternice de azi tind să fie subutilizate, măsurate prin cicluri de procesare inactivă, memorie neutilizată etc. Consolidarea mașinilor virtuale pe mai puține mașini fizice are ca rezultat mai puține resurse fizice și, prin urmare, o eficiență mai bună.
- I.T. îmbunătățit receptivitate și productivitate.
Furnizarea de hardware fizic nou implică o perioadă lungă de așteptare a achiziției, urmată de o perioadă lungă de instalare și implementare după sosirea acestuia. În schimb, aprovizionarea mașinilor virtuale poate fi automatizată și pusă la dispoziție în câteva minute, mai degrabă decât în zile sau chiar săptămâni pe care uneori le ia achiziția tradițională de mașini.
- Reducerea costurilor.
Centrele de date mari vor economisi bani din cauza costurilor de operare mai mici. Economisirea vine sub forma unor facturi reduse de energie ca urmare a cerințelor mai mici de răcire și energie.
Vă prezentăm KVM
Mașină virtuală bazată pe kernel sau KVM pe scurt, este o soluție gratuită și open-source de hipervizor. Concurează într-o industrie matură cu alternative open-source precum Xen , VirtualBox , precum și produse brevetate precum VMware vSphere , Citrix XenServer , Microsoft Hyper-V .
Înainte de 2005, soluțiile de hipervizor de atunci, precum Xen și VirtualBox, erau toate bazate pe software. Arhitectura x86 pur și simplu nu avea prevederi pentru sprijinirea virtualizării. În 2005, introducerea extensiilor de seturi de instrucțiuni Intel VT și AMD-V a schimbat permanent peisajul virtualizării. KVM a lansat prima sa versiune în 2006 și a fost unul dintre primii hipervizori care au profitat de noua furnizare hardware pentru a optimiza performanța virtualizării.
Puteți instala KVM pe orice computer x86 pe 32 de biți sau pe 64 de biți, „mașina gazdă” în limbaj hipervizor, care acceptă extensia Intel VT sau AMD-V. Astăzi, hipervizorii moderni acceptă de obicei virtualizarea hibridă: asistată de hardware atunci când este posibil și o trecere la software numai pentru chipset-urile mai vechi.
KVM este clasificat ca un hipervizor de tip 2, ceea ce înseamnă că rulează într-un sistem de operare gazdă. După cum sugerează și numele său, KVM este bazat pe nucleu și, mai precis, este nucleul Linux. Deci, nu este surprinzător faptul că KVM acceptă numai Linux ca sistem de operare gazdă. (KVM a fost ulterior portat pe FreeBSD.) Dacă doriți un hipervizor open-source multi-platformă de tip 2, VirtualBox este un candidat bun. VirtualBox poate rula nativ pe Windows, Linux, Mac OS X și Solaris.
În schimb, Xen este un hipervizor de tip 1, cunoscut și sub denumirea de hipervizor din metal gol, care rulează direct ca firmware pe mașina gazdă. Avantajul tipului 1 față de tipul 2 este eficiența dobândită datorită hipervizorului care rulează direct pe hardware-ul de bază. Dezavantajul este că un hipervizor de tip 1 poate să nu accepte o gamă la fel de largă de dispozitive gazdă precum sistemul de operare gazdă al unui hipervizor de tip 2.
În timp ce hipervizorii pot diferi în ceea ce privește dacă necesită un sistem de operare gazdă și care dintre acestea, acestea sunt foarte asemănătoare cu privire la sistemele de operare invitate pe care le acceptă, adică sistemul de operare pe care îl poate rula o mașină virtuală. KVM acceptă virtualizarea următoarelor sisteme de operare pentru oaspeți:
- Distribuții Linux, inclusiv Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
- BSD precum OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
- Solaris
- Windows
KVM poate rula imagini de sistem de operare pentru oaspeți nemodificate. Această caracteristică este cunoscută sub numele de virtualizare completă, spre deosebire de para-virtualizare, în care sistemul de operare invitat este modificat pentru gestionarea specială a operațiilor care sunt mult mai dificil de rulat pe mașina virtuală decât pe mașina gazdă.
Cum funcționează KVM
KVM este format din 2 componente tehnologice: nucleul și spațiul utilizatorului. Componenta kernel este formată din 2 module kernel încărcabile: kvm.ko și kvm-intel.ko sau kvm-amd.ko. Modulul kvm.ko oferă procesare de virtualizare de bază independentă de arhitectură. Modulele kvm-intel.ko și kvm-amd.ko corespund modulelor specifice procesorului Intel și AMD. Aceste module au fost îmbinate în nucleul Linux începând cu versiunea 2.6.20 a nucleului.
Integrarea strânsă a KVM cu nucleul Linux are avantajele sale. KVM este capabil să delege la Linux pentru a face munca grunt a sistemului, în timp ce se concentrează pe gestionarea noilor instrucțiuni de virtualizare expuse de hardware. KVM beneficiază, de asemenea, de moștenirea de la orice îmbunătățire continuă a sistemului din amonte în comunitatea Linux mai mare.
Important este faptul că modulele kernelului sunt, nu emulează hardware-ul mașinii virtuale pe care rulează sistemul de operare invitat. Acest job aparține spațiului utilizatorului. Utilizările KVM QEMU , care rulează în spațiul utilizatorului, pentru a construi mașinile virtuale care interacționează cu sistemele de operare invitate. Fiecare mașină virtuală este pur și simplu un proces Linux obișnuit. Un mare avantaj este că puteți utiliza comenzi Linux familiare, cum ar fi top și kill, pentru a monitoriza și gestiona mașinile virtuale.
Rezumat și concluzie
KVM este o soluție excelentă open-source pentru virtualizare completă pe platforma gazdă Linux. După peste 10 ani de dezvoltare activă, KVM a devenit instrumentul de facto de virtualizare standard la nivel de mașină în multe distribuții Linux.