Kas yra KVM?branduolys

Virtualizacija reiškia imituoto skaičiavimo šaltinio, imituojančio atitinkamo realaus ar fizinio ištekliaus elgesį, sukūrimą. Virtualizuoti galima daugybę išteklių, pradedant programine įranga, baigiant atskirais techninės įrangos įrenginiais ir baigiant aparatinės įrangos platformomis. Šiame įraše daugiausia dėmesio skiriama virtualioms mašinoms, kurias sudaro tokie įrenginiai kaip procesorius, atmintis, tinklo plokštė, diskas, grafikos adapteris ir operacinė sistema. Programinė įranga, kurianti ir valdanti virtualias mašinas, vadinama hipervizoriumi. Toliau aptarsime hipervizoriaus, pavadinto KVM, ypatybes.

Virtualizacijos nauda

Anksčiau duomenų centruose, kūrimo namuose ir namuose būdavo vienalytis. Praktiškai visos mašinos paleistų tą patį vienos operacinės sistemos leidimą, nesvarbu, ar tai būtų „Linux“, „Windows“ ar „FreeBSD“. Laikai pasikeitė.

Šiandien mes tikėjomės skirtingų OS, tokių kaip „Linux“ ir „Windows“, ir net skirtingų OS versijų (pvz.,.g., „Windows XP“ ir „10“), kad būtų galima rasti tą pačią kompiuterio aplinką. Be virtualių mašinų, norint paleisti programas keliose operacinėse platformose, reikia dislokuoti ir prižiūrėti kelias fizines mašinas. Virtualizacija suteikia galimybę veikti kelioms virtualioms mašinoms, kurių kiekviena gali turėti skirtingą OS, vienoje fizinėje mašinoje.

Virtualių mašinų pranašumai, palyginti su fizinėmis mašinomis, yra šie:

1. Efektyvesnis kompiuterio išteklių naudojimas.
   Aparatūros kaina vis mažėja, o jų apdorojimo galia auga. Pagal šią tikrovę daugelis didelių galingų mašinų šiandien yra nepakankamai išnaudojamos, matuojant tuščiosios eigos procesoriaus ciklus, nenaudojamą atmintį ir kt. Virtualių mašinų sujungimas į mažiau fizinių mašinų lemia mažiau fizinių išteklių ir dėl to didesnį efektyvumą.

2. Pagerinau aš.T. reagavimas ir produktyvumas.
   Naujos fizinės aparatūros tiekimas reikalauja ilgo įsigijimo laukimo laikotarpio, po kurio ilgas diegimo ir diegimo laikotarpis po jo atvykimo. Priešingai, virtualiųjų mašinų aprūpinimas gali būti automatizuotas ir prieinamas per kelias minutes, o ne per dienas ar net savaites, kurių kartais prireikia tradiciniams mašinoms įsigyti.

3. Kaštų taupymas.
   Dideli duomenų centrai sutaupys pinigų dėl mažesnių eksploatacijos išlaidų. Taupoma sumažinant sąskaitas už energiją dėl mažesnių aušinimo ir energijos poreikių.

Pristatome KVM

Branduolio virtuali mašina arba trumpai tariant KVM yra nemokamas ir atviro kodo hipervizoriaus sprendimas. Ji konkuruoja brandžioje pramonėje su atviro kodo alternatyvomis, tokiomis kaip „Xen“, „VirtualBox“, taip pat su nuosavais produktais, tokiais kaip „VMware vSphere“, „Citrix XenServer“, „Microsoft Hyper-V“.

Iki 2005 m. Tuometiniai hipervizoriaus sprendimai, tokie kaip „Xen“ ir „VirtualBox“, buvo pagrįsti programine įranga. „X86“ architektūroje tiesiog nebuvo nuostatų palaikyti virtualizaciją.  2005 m. Įvedus instrukcijų rinkinių plėtinius „Intel VT“ ir „AMD-V“, visam laikui pasikeitė virtualizacijos kraštovaizdis. KVM išleido savo pirmąją versiją 2006 m. Ir buvo vienas iš pirmųjų hipervizorių, pasinaudojusių nauja aparatūros nuostata, kad optimizuotų virtualizacijos našumą.

KVM galite įdiegti bet kuriame 32 ar 64 bitų x86 kompiuteryje, „prieglobos mašinoje“ hipervisoriniu lingo, palaikančiu „Intel VT“ arba „AMD-V“ plėtinį. Šiandien šiuolaikiniai hipervizoriai paprastai palaiko hibridinę virtualizaciją: kai įmanoma, aparatine įranga ir tik senesnių lustų rinkinių perkėlimą į programinę įrangą.

KVM yra priskiriamas 2 tipo hipervizoriams, tai reiškia, kad jis veikia pagrindinėje operacinėje sistemoje. Kaip rodo jo pavadinimas, KVM yra pagrįstas branduoliu, tiksliau sakant, tai yra „Linux“ branduolys. Taigi nenuostabu, kad KVM palaiko tik „Linux“ kaip pagrindinę OS. (KVM vėliau buvo perkeltas į FreeBSD.) Jei norite 2 tipo atviro kodo daugiaplatformio hipervizoriaus, „VirtualBox“ yra geras kandidatas. „VirtualBox“ gali veikti natūraliai „Windows“, „Linux“, „Mac OS X“ ir „Solaris“.

Priešingai, „Xen“ yra 1 tipo hipervizorius, taip pat žinomas kaip pliko metalo hipervizorius, kuris pagrindinėje mašinoje veikia tiesiogiai kaip programinė įranga. 1 tipo pranašumas prieš 2 tipą yra efektyvumas, pasiekiamas dėl hipervizoriaus, veikiančio tiesiai ant pagrindinės aparatūros. Trūkumas yra tas, kad 1 tipo hipervizorius gali nepalaikyti tokio plataus pagrindinių įrenginių asortimento, kaip 2 tipo hipervizorių pagrindinė operacinė sistema.

Nors hipervizoriai gali skirtis, ar jiems reikalinga pagrindinė OS, ir kurie, jie yra labai panašūs, atsižvelgiant į tai, kurias svečias OS palaiko, ty OS, kurią gali paleisti virtuali mašina. KVM palaiko šių svečių OS virtualizavimą:

• „Linux“ paskirstymai, įskaitant „Debian“, „Ubuntu“, „Centos“, „Fedora“, „RedHat Enterprise Linux“
• BSD, pvz., „OpenBSD“, „FreeBSD“, „NetBSD“
• „Solaris“
• „Windows“

KVM gali paleisti nemodifikuotus svečių OS vaizdus. Ši funkcija yra žinoma kaip visiškas virtualizavimas, priešingai nei para-virtualizacijai, kai svečio OS yra modifikuota, kad būtų galima specialiai valdyti operacijas, kurias žymiai sunkiau paleisti virtualioje mašinoje nei pagrindinėje mašinoje.

Kaip veikia KVM

KVM susideda iš 2 technologijos komponentų: branduolio ir vartotojo erdvės. Branduolio komponentą sudaro 2 įkeliami branduolio moduliai: kvm.ko, ir arba kvm-intel.ko arba kvm-amd.ko. Kvm.ko modulis teikia nuo architektūros nepriklausomą virtualizacijos apdorojimą. „Kvm-intel“.ko ir kvm-amd.ko moduliai atitinka specifinius „Intel“ ir „AMD“ procesorius. Šie moduliai buvo sujungti į „Linux“ branduolį nuo 2 branduolio versijos.6.20.

Griežta KVM ir „Linux“ branduolio integracija turi savo privalumų. KVM gali pavesti „Linux“ atlikti grubų sistemos darbą, tuo tarpu jis sutelkia dėmesį į naujų virtualizavimo instrukcijų, kurias veikia aparatūra, valdymą. KVM taip pat gauna naudos iš bet kokio tęstinio sistemos tobulinimo iš aukštesnės grandies „Linux“ bendruomenės.

Svarbu, kad yra branduolio moduliai, jie neimituoja virtualios mašinos aparatūros, kuria veikia svečio OS. Tas darbas priklauso vartotojo erdvei. KVM naudoja QEMU, kuris veikia vartotojo erdvėje, kurdamas virtualias mašinas, kurios sąveikauja su svečių OS.  Kiekviena virtuali mašina yra tiesiog įprastas „Linux“ procesas. Vienas didelis privalumas yra tai, kad galite naudoti žinomas „Linux“ komandas, pvz., „Top and kill“, norėdami stebėti ir valdyti virtualias mašinas.

Santrauka ir išvada

KVM yra puikus atvirojo kodo sprendimas visiškam virtualizavimui „Linux“ pagrindinėje platformoje. Po daugiau nei 10 metų aktyvios plėtros KVM tapo de facto standartiniu mašininio lygio virtualizavimo įrankiu daugelyje „Linux“ paskirstymų.