Kas ir KVM?kodols

Virtualizācija attiecas uz simulēta skaitļošanas resursa izveidošanu, kas atdarina attiecīgā reālā vai fiziskā resursa uzvedību. Var virtualizēt daudzu veidu resursus, sākot no programmatūras līdz atsevišķām aparatūras ierīcēm un beidzot ar pilnīgām aparatūras platformām. Šis ieraksts koncentrējas uz virtuālajām mašīnām, kas ietver tādas ierīces kā procesors, atmiņa, tīkla karte, disks, grafikas adapteris un operētājsistēma. Programmatūru, kas rada un vada virtuālās mašīnas, sauc par hipervizoru. Zemāk mēs apspriedīsim hipervizora ar nosaukumu KVM iezīmes.

Virtualizācijas priekšrocības

Agrāk viendabīgums bija modu operandi datu centros, attīstības namos un mājās. Praktiski visām mašīnām būtu vienāda operētājsistēmas izlaišana, neatkarīgi no tā, vai tā būtu Linux, Windows vai FreeBSD. Laiki ir mainījušies.

Šodien mēs gaidījām dažādas OS, piemēram, Linux un Windows, un pat dažādas OS versijas (piemēram,.g., Windows XP un 10), lai kopīgi atrastos tajā pašā datora vidē. Bez virtuālajām mašīnām ir jāizvieto un jāuztur vairākas fiziskas mašīnas, lai lietojumprogrammas varētu darbināt uz vairākām darbības platformām. Virtualizācija nodrošina vairāku virtuālo mašīnu, kurām katrai potenciāli ir atšķirīga OS, darbību vienā fiziskajā mašīnā.

Virtuālo mašīnu priekšrocības salīdzinājumā ar fiziskām mašīnām ietver:

1. Efektīvāka datoru resursu izmantošana.
   Aparatūras cena turpina samazināties, kamēr to apstrādes jauda turpina pieaugt. Šajā realitātē daudzas lielas jaudīgas mašīnas mūsdienās mēdz būt nepietiekami izmantotas, ko mēra pēc dīkstāves CPU cikliem, neizmantotās atmiņas utt. Virtuālo mašīnu apvienošana mazākās fiziskajās mašīnās rada mazāk fizisko resursu un līdz ar to arī lielāku efektivitāti.

2. Uzlabots es.T. atsaucība un produktivitāte.
   Jaunas fiziskās aparatūras nodrošināšana ir saistīta ar ilgu iegādes gaidīšanas periodu, kam seko ilgs instalēšanas un izvietošanas periods pēc tā ierašanās. Turpretī virtuālo mašīnu nodrošināšanu var automatizēt un padarīt pieejamu dažu minūšu, nevis dienu vai pat nedēļu laikā, kas dažkārt prasa tradicionālo mašīnu iegādi.

3. Izmaksu ietaupīšana.
   Lielie datu centri ietaupīs naudu zemāku ekspluatācijas izmaksu dēļ. Ietaupījums izpaužas kā samazināts rēķins par enerģiju zemāku dzesēšanas un jaudas prasību rezultātā.

Iepazīstinām ar KVM

Kodola virtuālā mašīna vai īsumā KVM ir bezmaksas un atvērtā koda hipervizora risinājums. Tas konkurē nobriedušā nozarē ar atvērtā koda alternatīvām, piemēram, Xen, VirtualBox, kā arī ar patentētiem produktiem, piemēram, VMware vSphere, Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V.

Pirms 2005. gada toreizējie hipervizoru risinājumi, piemēram, Xen un VirtualBox, bija balstīti uz programmatūru. X86 arhitektūrā vienkārši nebija nodrošināta virtualizācijas atbalstīšana.  2005. gadā instrukciju kopu paplašinājumu Intel VT un AMD-V ieviešana neatgriezeniski mainīja virtualizācijas ainavu. KVM izlaida savu pirmo versiju 2006. gadā un bija viens no pirmajiem hipervizoriem, kas izmantoja jauno aparatūras nodrošinājumu, lai optimizētu virtualizācijas veiktspēju.

KVM var instalēt jebkurā 32 bitu vai 64 bitu x86 datorā, kas ir “saimniekdators” hipervisorā lingo, kas atbalsta Intel VT vai AMD-V paplašinājumu. Mūsdienās mūsdienu hipervizori parasti atbalsta hibrīdo virtualizāciju: ja iespējams, ar aparatūru un tikai vecāku mikroshēmojumu pāreju uz programmatūru.

KVM ir klasificēts kā 2. tipa hipervizors, tas nozīmē, ka tas darbojas resursdatora operētājsistēmā. Kā norāda nosaukums, KVM pamatā ir kodols, un, precīzāk sakot, tas ir Linux kodols. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka KVM kā resursdatora OS atbalsta tikai Linux. (KVM pēc tam tika pārnests uz FreeBSD.) Ja vēlaties atvērtā koda daudzplatformu 2. tipa hipervizoru, VirtualBox ir labs kandidāts. VirtualBox var dabiski darboties operētājsistēmās Windows, Linux, Mac OS X un Solaris.

Turpretī Xen ir 1. tipa hipervizors, pazīstams arī kā tukša metāla hipervizors, kas saimniekdatorā darbojas tieši kā programmaparatūra. 1. tipa priekšrocība salīdzinājumā ar 2. tipu ir efektivitāte, kas iegūta, pateicoties tam, ka hipervizors darbojas tieši uz pamata aparatūras. Trūkums ir tāds, ka 1. tipa hipervizors var neatbalstīt tik plašu resursdatora ierīču klāstu kā 2. tipa hipervizora resursdatora operētājsistēma.

Lai gan hipervizori var atšķirties pēc tā, vai tiem ir nepieciešama resursdatora OS un kuras, tie ir ļoti līdzīgi attiecībā uz viesa OS, ko viņi atbalsta, ti, OS, kuru var darbināt virtuālā mašīna. KVM atbalsta šādu viesu OS virtualizāciju:

• Linux izplatīšana, ieskaitot Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
• BSD, piemēram, OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
• Solaris
• Windows

KVM spēj palaist nemodificētus viesu OS attēlus. Šī funkcija tiek dēvēta par pilnīgu virtualizāciju, atšķirībā no paravirtualizācijas, kur viesa OS ir modificēts, lai speciāli apstrādātu operācijas, kuras ir daudz grūtāk izpildīt virtuālajā mašīnā nekā resursdatorā.

Kā darbojas KVM

KVM sastāv no 2 tehnoloģiju sastāvdaļām: kodola un lietotāja telpas. Kodola komponentu veido 2 ielādējami kodola moduļi: kvm.ko, un vai nu kvm-intel.ko vai kvm-amd.ko. Kvm.ko modulis nodrošina no arhitektūras neatkarīgu virtualizācijas apstrādi. Kvm-intel.ko un kvm-amd.ko moduļi atbilst Intel un AMD procesoriem raksturīgajiem moduļiem. Sākot ar kodola 2. versiju, šie moduļi tika apvienoti Linux kodolā.6.20.

Ciešai KVM integrācijai ar Linux kodolu ir savas priekšrocības. KVM var deleģēt Linux veikt sistēmas gruntēšanas darbu, bet tas koncentrējas uz jauno virtualizācijas instrukciju apstrādi, kuras pakļauta aparatūra. KVM arī gūst labumu, mantojot no jebkādiem nepārtrauktiem sistēmas uzlabojumiem no augšējā posma lielākajā Linux kopienā.

Svarīgi, ka kodola moduļi ir, tie neatdarina virtuālās mašīnas aparatūru, kurā darbojas viesa OS. Šis darbs pieder lietotāja telpai. KVM izmanto QEMU, kas darbojas lietotāja telpā, lai izveidotu virtuālās mašīnas, kas mijiedarbojas ar viesu OS.  Katra virtuālā mašīna ir vienkārši regulārs Linux process. Viens liels ieguvums ir tas, ka varat izmantot pazīstamas Linux komandas, piemēram, top and kill, lai uzraudzītu un pārvaldītu virtuālās mašīnas.

Kopsavilkums un secinājums

KVM ir lielisks atvērtā koda risinājums pilnīgai virtualizācijai Linux resursdatora platformā. Pēc vairāk nekā 10 gadus ilgas aktīvas izstrādes KVM ir kļuvis par de facto standarta mašīnas līmeņa virtualizācijas rīku daudzos Linux izplatījumos.