Virtualizācija attiecas uz simulēta skaitļošanas resursa izveidi, kas atdarina atbilstošā reālā vai fiziskā resursa uzvedību. Var virtualizēt daudzu veidu resursus, sākot no programmatūras līdz atsevišķām aparatūras ierīcēm un beidzot ar aparatūras platformām. Šis ziņojums koncentrējas uz virtuālajām mašīnām, kurās ietilpst tādas ierīces kā CPU, atmiņa, tīkla karte, disks, grafikas adapteris un operētājsistēma. Programmatūru, kas rada un vada virtuālās mašīnas, sauc par hipervizoru. Zemāk mēs apspriedīsim hipervizora nosaukumus KVM .
Virtualizācijas priekšrocības
Agrāk datu centros, attīstības namos un mājās bija viendabīga darbība. Praktiski visas mašīnas darbinātu vienu un to pašu vienas operētājsistēmas versiju, neatkarīgi no tā, vai tā būtu Linux, Windows vai FreeBSD. Laiki ir mainījušies.
Šodien mēs sagaidām, ka dažādas OS, piemēram, Linux un Windows, un pat dažādas OS versijas (piemēram, Windows XP un 10) tiks atrastas vienā un tajā pašā datora vidē. Bez virtuālajām mašīnām ir jāizvieto un jāuztur vairākas fiziskas mašīnas, lai palaistu lietojumprogrammas vairākās darbības platformās. Virtualizācija nodrošina vairāku virtuālo mašīnu, iespējams, ar atšķirīgu OS, darbību vienā fiziskā mašīnā.
Virtuālo mašīnu priekšrocības salīdzinājumā ar fiziskajām mašīnām ietver:
- Efektīvāka datora resursu izmantošana.
Aparatūras cenas turpina samazināties, kamēr to apstrādes jauda turpina pieaugt. Saskaņā ar šo realitāti daudzas lielas jaudīgas mašīnas mūsdienās mēdz būt nepietiekami izmantotas, ko mēra pēc dīkstāves CPU cikliem, neizmantotas atmiņas utt. Virtuālo mašīnu apvienošana mazākās fiziskajās mašīnās rada mazāk fizisko resursu un līdz ar to arī lielāku efektivitāti.
- Uzlabota I.T. atsaucību un produktivitāti.
Jaunas fiziskas aparatūras nodrošināšana ietver ilgu iegādes gaidīšanas periodu, kam seko ilgs instalēšanas un izvietošanas periods pēc tā ierašanās. Turpretī virtuālo mašīnu nodrošināšanu var automatizēt un padarīt pieejamu minūtēs, nevis dienās vai pat nedēļās, kas dažkārt prasa tradicionālo mašīnu iegādi.
- Izmaksu ietaupījums.
Lielie datu centri ietaupīs naudu, jo būs zemākas ekspluatācijas izmaksas. Ietaupījumi rodas, samazinot rēķinus par enerģiju zemāku dzesēšanas un jaudas prasību dēļ.
Iepazīstinām ar KVM
Virtuālā mašīna, kuras pamatā ir kodols, vai KVM Īsāk sakot, tas ir bezmaksas un atvērtā koda hipervizora risinājums. Tas konkurē nobriedušā nozarē ar atvērtā pirmkoda alternatīvām, piemēram Xen , VirtualBox , kā arī patentētiem produktiem, piemēram VMware vSphere , Citrix XenServer , Microsoft Hyper-V .
Pirms 2005. gada tolaik hipervizoru risinājumi, piemēram, Xen un VirtualBox, bija balstīti uz programmatūru. X86 arhitektūrā vienkārši nebija paredzēts atbalsts virtualizācijai. 2005. gadā, ieviešot instrukciju kopu paplašinājumus Intel VT un AMD-V, neatgriezeniski mainījās virtualizācijas ainava. KVM savu pirmo versiju izlaida 2006. gadā un bija viens no pirmajiem hipervizoriem, kas izmantoja jauno aparatūras nodrošinājumu, lai optimizētu virtualizācijas veiktspēju.
Jūs varat instalēt KVM uz jebkura 32 bitu vai 64 bitu x86 datora, “saimniekdatora” hipervizoru valodā, kas atbalsta Intel VT vai AMD-V paplašinājumu. Mūsdienās mūsdienu hipervizori parasti atbalsta hibrīdu virtualizāciju: ja iespējams, ar aparatūru un vecāku mikroshēmojumu gadījumā-tikai programmatūras kļūmes.
KVM ir klasificēts kā 2. tipa hipervizors, kas nozīmē, ka tas darbojas saimniekdatora operētājsistēmā. Kā norāda nosaukums, KVM pamatā ir kodols, un precīzāk, tas ir Linux kodols. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka KVM atbalsta tikai Linux kā saimniekdatoru OS. (KVM vēlāk tika pārnests uz FreeBSD.) Ja vēlaties atvērtā pirmkoda daudzplatformu 2. tipa hipervizoru, VirtualBox ir labs kandidāts. VirtualBox var darboties sākotnēji operētājsistēmās Windows, Linux, Mac OS X un Solaris.
Savukārt 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 hipervizoram, kas darbojas tieši pamatā esošajā aparatūrā. Trūkums ir tāds, ka 1. tipa hipervizors var neatbalstīt tik plašu saimniekdatoru klāstu kā 2. tipa hipervizora saimniekdatora operētājsistēma.
Lai gan hipervizori var atšķirties pēc tā, vai tiem ir nepieciešama saimniekdatora OS un kura no tām, tie ir ļoti līdzīgi attiecībā uz viesu operētājsistēmām, kuras viņi atbalsta, ti, OS, kuru var palaist 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 ir pazīstama kā pilnīga virtualizācija, atšķirībā no para-virtualizācijas, kur viesu operētājsistēma tiek modificēta, lai īpaši apstrādātu darbības, kuras virtuālajā mašīnā ir ievērojami grūtāk izpildīt nekā saimniekdatorā.
Kā darbojas KVM
KVM sastāv no 2 tehnoloģiju komponentiem: kodola un lietotāja telpas. Kodola komponents sastāv no 2 ielādējamiem kodola moduļiem: 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 procesoru moduļiem. Šie moduļi tika apvienoti Linux kodolā no kodola versijas 2.6.20.
Ciešai KVM integrācijai ar Linux kodolu ir savas priekšrocības. KVM spēj deleģēt operētājsistēmai Linux, lai veiktu sistēmas gruntēšanas darbu, savukārt tā koncentrējas uz jauno virtualizācijas instrukciju apstrādi, ko atklāj aparatūra. KVM arī gūst labumu, pārmantojot no nepārtrauktiem sistēmas uzlabojumiem no augšējās Linux kopienas augšup.
Svarīgi, ka kodola moduļi ir, tie neatdarina virtuālās mašīnas aparatūru, kurā darbojas viesu 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 parasts Linux process. Viens liels ieguvums ir tas, ka virtuālo mašīnu uzraudzībai un pārvaldībai varat izmantot pazīstamas Linux komandas, piemēram, top un kill.
Kopsavilkums un secinājums
KVM ir lielisks atvērtā koda risinājums pilnīgai virtualizācijai Linux resursdatora platformā. Pēc vairāk nekā 10 gadu aktīvas attīstības KVM ir kļuvis par de facto standarta mašīnas līmeņa virtualizācijas rīku daudzos Linux izplatījumos.