Virtualizacija se odnosi na stvaranje simuliranog računalnog resursa koji oponaša ponašanje odgovarajućih stvarnih ili fizičkih resursa. Mogu se virtualizirati mnoge vrste resursa, od softvera do pojedinačnih hardverskih uređaja do potpunih hardverskih platformi. Ovaj se post fokusira na virtualne strojeve koji se sastoje od uređaja poput CPU -a, memorije, mrežne kartice, diska, grafičkog adaptera i operacijskog sustava. Softver koji stvara i pokreće virtualne strojeve naziva se hipervizor. U nastavku ćemo raspravljati o značajkama hipervizora po imenu KVM .
Prednosti virtualizacije
U prošlosti je homogenost bila način rada u podatkovnim centrima, razvojnim kućama i kod kuće. Praktično, svi strojevi bi pokrenuli isto izdanje jednog operativnog sustava, bilo da se radi o Linuxu, Windowsu ili FreeBSD -u. Vremena su se promijenila.
Danas bismo očekivali da će se različiti operacijski sustavi, poput Linuxa i Windowsa, pa čak i različite verzije OS-a (npr. Windows XP i 10) kolocirati u istom računalnom okruženju. Bez virtualnih strojeva, više fizičkih strojeva mora biti postavljeno i održavano kako bi se izvodile aplikacije na više operativnih platformi. Virtualizacija omogućuje pokretanje više virtualnih strojeva, svaki potencijalno s različitim OS -om, na jednom fizičkom stroju.
Prednosti virtualnih strojeva u odnosu na fizičke strojeve uključuju:
- Učinkovitije korištenje računalnih resursa.
Cijena hardvera neprestano pada, a procesorska snaga raste. U ovoj stvarnosti mnogi veliki moćni strojevi danas su nedovoljno iskorišteni, mjereno ciklusima CPU-a u mirovanju, neiskorištenom memorijom itd. Konsolidacija virtualnih strojeva na manje fizičkih strojeva rezultira s manje fizičkih resursa, a time i boljom učinkovitošću.
- Poboljšani I.T. odaziv i produktivnost.
Opskrba novim fizičkim hardverom podrazumijeva dugo razdoblje čekanja za stjecanje nakon čega slijedi dugo razdoblje instalacije i implementacije nakon njegova dolaska. Nasuprot tome, omogućavanje virtualnih strojeva može se automatizirati i učiniti dostupnim u nekoliko minuta, a ne u danima ili čak tjednima za koje je potrebno tradicionalno stjecanje strojeva.
- Ušteda.
Veliki podatkovni centri uštedjet će novac zbog nižih operativnih troškova. Ušteda dolazi u obliku smanjenih računa za energiju kao rezultat nižih potreba za hlađenjem i snagom.
Predstavljamo KVM
Virtualni stroj sa jezgrom, ili KVM ukratko, besplatno je i otvoreno rješenje hipervizora. Natječe se u zreloj industriji s alternativama otvorenog koda kao što su Xen , VirtualBox , kao i vlasnički proizvodi poput VMware vSphere , Citrix XenServer , Microsoft Hyper-V .
Prije 2005. godine, tadašnja rješenja hipervizora, poput Xena i VirtualBox-a, bila su bazirana na softveru. Arhitektura x86 jednostavno nije imala odredbe za podršku virtualizacije. Godine 2005. uvođenjem proširenja skupa uputa Intel VT i AMD-V trajno su promijenile pejzaž virtualizacije. KVM je svoju prvu verziju objavio 2006. godine i bio je jedan od prvih hipervizora koji su iskoristili prednosti novog hardvera za optimizaciju performansi virtualizacije.
KVM možete instalirati na bilo koje 32-bitno ili 64-bitno x86 računalo, 'host stroj' u hipervizorskom jeziku, koje podržava proširenje Intel VT ili AMD-V. Danas moderni hipervizori obično podržavaju hibridnu virtualizaciju: hardverski potpomognutu kad je to moguće i prebacivanje na softver samo za starije skupove čipova.
KVM je kategoriziran kao hipervizor tipa 2, što znači da se izvodi unutar glavnog operacijskog sustava. Kao što mu ime govori, KVM se temelji na jezgri, a da budemo precizniji, radi se o jezgri Linuxa. Stoga ne čudi činjenica da KVM podržava samo Linux kao svoj OS. (KVM je naknadno prenesen na FreeBSD.) Ako želite open-source multi-platforma hipervizora tipa 2, VirtualBox je dobar kandidat. VirtualBox može raditi izvorno na Windowsima, Linuxu, Mac OS X i Solarisu.
Xen je, za razliku od toga, hipervizor tipa 1, također poznat i kao bazometalni hipervizor, koji radi izravno kao firmver na računalu domaćinu. Prednost tipa-1 u odnosu na tip-2 je učinkovitost postignuta zbog toga što hipervizor radi izravno na temeljnom hardveru. Nedostatak je što hipervizor tipa 1 možda ne podržava toliko širok raspon uređaja kao host operativni sustav hipervizora tipa 2.
Premda se hipervizori mogu razlikovati u tome zahtijevaju li host OS i koje, oni su vrlo slični s obzirom na to koje gostujuće OS podržavaju, tj. OS koji virtualni stroj može pokrenuti. KVM podržava virtualizaciju sljedećih gostujućih OS -a:
- Linux distribucije uključujući Debian, Ubuntu, Centos, Fedoru, RedHat Enterprise Linux
- BSD kao što su OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
- Solaris
- Windows
KVM može pokrenuti nemodificirane slike OS -a gosta. Ova je značajka poznata kao potpuna virtualizacija, za razliku od para-virtualizacije gdje je gostujući OS modificiran za posebno rukovanje operacijama koje su znatno teže pokrenuti na virtualnom stroju nego na stroju domaćinu.
Kako KVM radi
KVM se sastoji od 2 tehnološke komponente: jezgre i korisničkog prostora. Komponenta jezgre sastoji se od 2 učitavajuća jezgrena modula: kvm.ko i kvm-intel.ko ili kvm-amd.ko. Modul kvm.ko pruža jezgru nezavisnu obradu virtualizacije. Moduli kvm-intel.ko i kvm-amd.ko odgovaraju modulima specifičnim za Intel i AMD procesor. Ovi su moduli spojeni u jezgru Linuxa od verzije jezgre 2.6.20.
Čvrsta integracija KVM -a s jezgrom Linuxa ima svoje prednosti. KVM se može delegirati na Linux kako bi obavio gruntovni rad sustava, dok se usredotočuje na rukovanje novim uputama za virtualizaciju koje otkriva hardver. KVM također ima koristi nasljeđujući od stalnog poboljšanja sustava od uzvodnog u većoj Linux zajednici.
Važno je da moduli jezgre jesu, da ne oponašaju hardver virtualnih strojeva na kojem radi gostujući OS. Taj posao pripada korisničkom prostoru. KVM koristi QEMU , koji se izvodi u korisničkom prostoru, za izgradnju virtualnih strojeva koji stupaju u interakciju s gostujućim OS-ima. Svaki virtualni stroj jednostavno je običan Linux proces. Jedna velika prednost je što možete koristiti poznate naredbe Linuxa, kao što je top i kill za nadzor i upravljanje virtualnim strojevima.
Sažetak i zaključak
KVM izvrsno je rješenje otvorenog koda za potpunu virtualizaciju na Linux host platformi. Nakon više od 10 godina aktivnog razvoja, KVM je de facto postao standardni alat za virtualizaciju na razini stroja u mnogim distribucijama Linuxa.