A virtualizáció egy szimulált számítási erőforrás létrehozását jelenti, amely utánozza a megfelelő valós vagy fizikai erőforrás viselkedését. Sokféle erőforrás virtualizálható, a szoftvertől az egyes hardvereszközökön át a teljes hardverplatformig. Ez a bejegyzés olyan virtuális gépekre összpontosít, amelyek olyan eszközöket tartalmaznak, mint a CPU, memória, hálózati kártya, lemez, grafikus adapter és az operációs rendszer. A virtuális gépeket létrehozó és futtató szoftvereket hipervizornak nevezik. Az alábbiakban egy elnevezett hipervizor jellemzőit fogjuk tárgyalni KVM .
A virtualizáció előnyei
Régebben az adatközpontokban, fejlesztőházakban és otthon is működési mód volt a homogén működés. Gyakorlatilag minden gép ugyanazt az operációs rendszert futtatja, legyen az Linux, Windows vagy FreeBSD. Az idő megváltozott.
Ma azt várnánk, hogy a különböző operációs rendszerek, például a Linux és a Windows, sőt az operációs rendszer különböző verziói (például a Windows XP és a 10) is megtalálhatók legyenek ugyanabban a számítógépes környezetben. Virtuális gépek nélkül több fizikai gépet kell telepíteni és karbantartani ahhoz, hogy az alkalmazásokat több operációs platformon futtassa. A virtualizáció lehetővé teszi több virtuális gép futtatását, amelyek mindegyike potenciálisan eltérő operációs rendszerrel rendelkezik, egyetlen fizikai gépen.
A virtuális gépek előnyei a fizikai gépekkel szemben:
- A számítógépes erőforrások hatékonyabb felhasználása.
A hardver ára folyamatosan csökken, miközben a feldolgozási teljesítményük folyamatosan emelkedik. Ebben a valóságban manapság sok nagy teljesítményű gépet kihasználatlanul szoktak kihasználni, például üresjárati CPU-ciklusok, kihasználatlan memória stb. Alapján. A virtuális gépek kevesebb fizikai gépre történő összevonása kevesebb fizikai erőforrást és ezáltal jobb hatékonyságot eredményez.
- Továbbfejlesztett I.T. reagálóképesség és termelékenység.
Az új fizikai hardver rendelkezésre bocsátása hosszú beszerzési várakozási idővel jár, amelyet az érkezést követően hosszú telepítési és telepítési időszak követ. Ezzel szemben a virtuális gépek kiépítése automatizálható és percek alatt elérhető, nem pedig napokban vagy hetekben, amelyekhez a hagyományos gépszerzés időnként eltart.
- Megtakarítás.
A nagy adatközpontok pénzt takarítanak meg az alacsonyabb üzemeltetési költségek miatt. A megtakarítás az alacsonyabb hűtési és energiaigény miatt csökkenő energiaszámlák formájában jelentkezik.
Bemutatjuk a KVM -et
Kernel-alapú virtuális gép, ill KVM röviden: egy ingyenes és nyílt forráskódú hipervizor megoldás. Érett iparágban versenyez nyílt forráskódú alternatívákkal, mint pl Xen , VirtualBox , valamint a szabadalmaztatott termékek, mint pl VMware vSphere , Citrix XenServer , Microsoft Hyper-V .
2005 előtt az akkori hipervizor megoldások, mint például a Xen és a VirtualBox, mind szoftveralapúak voltak. Az x86 architektúra egyszerűen nem rendelkezett a virtualizáció támogatásával. 2005-ben az Intel VT és az AMD-V utasításkészletek bevezetése véglegesen megváltoztatta a virtualizációs tájat. A KVM 2006 -ban adta ki első verzióját, és egyike volt az első olyan hipervizoroknak, amelyek kihasználták az új hardver -szolgáltatást a virtualizációs teljesítmény optimalizálása érdekében.
Telepítheti a KVM-et bármely 32 bites vagy 64 bites x86 számítógépre, a hipervizoros nyelvű „gazdagépre”, amely támogatja az Intel VT vagy AMD-V kiterjesztést. Manapság a modern hipervizorok jellemzően támogatják a hibrid virtualizációt: ha lehetséges, hardveres támogatással, és csak szoftveres feladatátvétellel a régebbi lapkakészletekhez.
A KVM a 2-es típusú hipervizor kategóriába tartozik, ami azt jelenti, hogy gazdagép operációs rendszeren belül fut. Ahogy a neve is sugallja, a KVM kernel alapú, pontosabban a Linux kernel. Tehát nem meglepő, hogy a KVM csak Linuxot támogatja fogadó operációs rendszerként. (A KVM-et később a FreeBSD-re portálták.) Ha nyílt forráskódú, többplatformos, 2-es típusú hipervizort szeretne, a VirtualBox jó jelölt. A VirtualBox natívan futhat Windows, Linux, Mac OS X és Solaris rendszereken.
Ezzel szemben a Xen egy 1-es típusú hipervizor, más néven csupasz fém hipervizor, amely közvetlenül firmware-ként fut a gazdagépen. Az 1-es típus előnye a 2-es típussal szemben az a hatékonyság, amelyet a közvetlenül a mögöttes hardveren futó hipervizor okoz. Hátránya, hogy az 1-es típusú hipervizor nem támogatja a gazdaeszközök olyan széles skáláját, mint a 2-es típusú hipervizor host operációs rendszere.
Míg a hipervizorok abban különbözhetnek, hogy szükségük van -e gazdagép operációs rendszerre, és melyek azok, nagyon hasonlítanak ahhoz, hogy mely vendég operációs rendszereket támogatják, azaz azt az operációs rendszert, amelyet egy virtuális gép képes futtatni. A KVM támogatja a következő vendég operációs rendszerek virtualizációját:
- Linux disztribúciók, köztük Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
- BSD, például OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
- Solaris
- ablakok
A KVM képes módosítatlan vendég operációs rendszerképek futtatására. Ez a szolgáltatás teljes virtualizáció néven ismert, szemben a para-virtualizációval, ahol a vendég operációs rendszert módosítják olyan műveletek speciális kezelésére, amelyeket lényegesen nehezebb futtatni a virtuális gépen, mint a gazdagépen.
Hogyan működik a KVM
A KVM két technológiai összetevőből áll: kernelből és felhasználói térből. A rendszermag komponens 2 betölthető kernelmodulból áll: kvm.ko, vagy kvm-intel.ko vagy kvm-amd.ko. A kvm.ko modul alapvető architektúrától független virtualizációs feldolgozást biztosít. A kvm-intel.ko és kvm-amd.ko modulok megfelelnek az Intel és az AMD processzor-specifikus moduloknak. Ezeket a modulokat a 2.6.20 -as kernel verziójával egyesítették a Linux kernelbe.
A KVM és a Linux kernel közötti szoros integrációnak megvannak az előnyei. A KVM képes delegálni a Linuxra a rendszer morgási munkáinak elvégzésére, miközben a hardver által közzétett új virtualizációs utasítások kezelésére összpontosít. A KVM abból is profitál, hogy a rendszer továbbfejlesztésétől örököl a nagyobb Linux közösségben.
Fontos, hogy a kernelmodulok nem emulálják a virtuális gép hardverét, amelyen a vendég operációs rendszer fut. Ez a munka a felhasználói térhez tartozik. KVM használ QEMU , amely a felhasználói térben fut, hogy létrehozza azokat a virtuális gépeket, amelyek kölcsönhatásba lépnek a vendég operációs rendszerekkel. Minden virtuális gép egyszerűen egy hagyományos Linux folyamat. Az egyik nagy előny az, hogy ismerős Linux parancsokat használhat, mint például a top és kill a virtuális gépek felügyeletéhez és kezeléséhez.
Összegzés és következtetés
A KVM kiváló nyílt forráskódú megoldás a teljes virtualizációhoz a Linux host platformon. Több mint 10 éves aktív fejlesztés után a KVM számos Linux disztribúcióban a de facto szabványos gépi szintű virtualizációs eszközzé vált.