Virtualisasi merujuk kepada penciptaan sumber pengkomputeran simulasi yang meniru tingkah laku sumber sebenar atau fizikal yang sesuai. Banyak jenis sumber boleh di virtualisasi, dari perisian ke peranti perkakasan individu hingga platform perkakasan yang lengkap. Catatan ini memfokuskan pada mesin maya yang terdiri daripada peranti seperti CPU, memori, kad rangkaian, cakera, penyesuai grafik, dan sistem operasi. Perisian yang membuat dan menjalankan mesin maya dipanggil hypervisor. Di bawah ini, kita akan membincangkan ciri-ciri hypervisor bernama KVM .
Faedah virtualisasi
Pada masa lalu, menjadi homogen adalah modus operandi di pusat data, rumah pembangunan, dan di rumah. Secara praktikal, semua mesin akan menjalankan pelepasan sistem operasi tunggal yang sama, sama ada Linux, Windows, atau FreeBSD. Masa telah berubah.
Hari ini, kami mengharapkan OS yang berlainan seperti Linux dan Windows, dan bahkan versi OS yang berbeza (mis., Windows XP dan 10) dapat dijumpai dalam persekitaran komputer yang sama. Tanpa mesin maya, beberapa mesin fizikal mesti digunakan dan dikendalikan, untuk menjalankan aplikasi di pelbagai platform operasi. Virtualisasi memberi kuasa untuk menjalankan beberapa mesin maya, masing-masing berpotensi dengan OS yang berbeza, pada satu mesin fizikal.
Kelebihan mesin maya berbanding mesin fizikal termasuk:
- Penggunaan sumber komputer yang lebih cekap.
Harga perkakasan terus menurun sementara daya pemprosesan mereka terus meningkat. Di bawah kenyataan ini, banyak mesin berkuasa besar saat ini cenderung kurang digunakan, seperti yang diukur oleh kitaran CPU terbiar, memori yang tidak digunakan, dan lain-lain. Penyatuan mesin maya ke mesin fizikal yang lebih sedikit menghasilkan sumber fizikal yang kurang dan kecekapan yang lebih baik.
- Peningkatan I.T. daya tindak dan produktiviti.
Penyediaan perkakasan fizikal baru memerlukan tempoh menunggu pemerolehan yang panjang diikuti dengan tempoh pemasangan dan penggunaan yang panjang setelah kedatangannya. Sebaliknya, penyediaan mesin maya dapat automatik dan tersedia dalam beberapa minit dan bukannya beberapa hari atau beberapa minggu yang kadang-kadang diperlukan oleh pemerolehan mesin tradisional.
- Jimat kos.
Pusat data yang besar akan menjimatkan wang kerana kos operasi yang lebih rendah. Penjimatan datang dalam bentuk pengurangan bil tenaga disebabkan oleh keperluan penyejukan dan kuasa yang lebih rendah.
Memperkenalkan KVM
Mesin Maya berasaskan Kernel, atau KVM ringkasnya, adalah penyelesaian hypervisor sumber bebas dan terbuka. Ia bersaing dalam industri yang matang dengan alternatif sumber terbuka seperti Xen , Kotak Maya , serta produk proprietari seperti VMware vSphere , Citrix XenServer , Microsoft Hyper-V .
Sebelum tahun 2005, penyelesaian hypervisor pada masa itu, seperti Xen dan VirtualBox, semuanya berasaskan perisian. Senibina x86 sama sekali tidak mempunyai peruntukan untuk menyokong virtualisasi. Pada tahun 2005, pengenalan peluasan set arahan Intel VT dan AMD-V mengubah landskap virtualisasi secara kekal. KVM melancarkan versi pertama pada tahun 2006, dan merupakan salah satu penyelia pertama yang memanfaatkan penyediaan perkakasan baru untuk mengoptimumkan prestasi virtualisasi.
Anda boleh memasang KVM di mana-mana komputer x86 32-bit atau 64-bit, ‘mesin hos’ dalam jangka masa panjang, yang menyokong pelanjutan Intel VT atau AMD-V. Hari ini, hypervisors moden biasanya menyokong virtualisasi hibrid: dibantu perkakasan apabila mungkin dan failover ke perisian hanya untuk chipset yang lebih tua.
KVM dikategorikan sebagai hypervisor jenis-2, yang bermaksud ia berjalan dalam sistem operasi host. Seperti namanya, KVM berdasarkan kernel, dan lebih tepatnya, itu adalah kernel Linux. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa KVM hanya menyokong Linux sebagai OS hosnya. (KVM kemudiannya dibawa ke FreeBSD.) Sekiranya anda mahukan hypervisor jenis-platform multi-platform sumber terbuka 2, VirtualBox adalah calon yang baik. VirtualBox boleh dijalankan secara asli di Windows, Linux, Mac OS X, dan Solaris.
Xen, sebaliknya, adalah hypervisor tipe-1, juga dikenali sebagai hypervisor bare-metal, yang beroperasi secara langsung sebagai firmware pada mesin host. Kelebihan jenis-1 berbanding jenis-2 adalah kecekapan yang diperoleh kerana hypervisor berjalan secara langsung pada perkakasan yang mendasari. Kelemahannya adalah bahawa hypervisor tipe-1 mungkin tidak menyokong sebilangan besar peranti host seperti sistem operasi host dari hypervisor tipe-2.
Walaupun hypervisor mungkin berbeza sama ada mereka memerlukan OS host dan yang mana, mereka sangat serupa dengan OS tetamu yang mereka sokong, iaitu OS yang boleh dijalankan oleh mesin maya. KVM menyokong virtualisasi OS tetamu berikut:
- Pengedaran Linux termasuk Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux
- BSD seperti OpenBSD, FreeBSD, NetBSD
- Solaris
- Tingkap
KVM dapat menjalankan gambar OS tetamu yang tidak diubah suai. Ciri ini dikenali sebagai virtualisasi penuh, berbanding para-virtualisasi di mana OS tetamu diubahsuai untuk pengendalian khas operasi yang jauh lebih sukar dijalankan pada mesin maya daripada pada mesin host.
Bagaimana KVM berfungsi
KVM terdiri daripada 2 komponen teknologi: kernel dan ruang pengguna. Komponen kernel terdiri daripada 2 modul kernel yang dapat dimuat: kvm.ko, dan kvm-intel.ko atau kvm-amd.ko. Modul kvm.ko menyediakan pemprosesan virtualisasi bebas seni bina teras. Modul kvm-intel.ko dan kvm-amd.ko sesuai dengan modul khusus pemproses Intel dan AMD. Modul-modul ini digabungkan ke kernel Linux pada kernel versi 2.6.20.
Penyatuan KVM yang ketat dengan kernel Linux mempunyai kelebihannya. KVM dapat mendelegasikan ke Linux untuk melakukan kerja menggerutu sistem, sementara fokus pada pengendalian arahan virtualisasi baru yang didedahkan oleh perkakasan. KVM juga mendapat keuntungan dengan mewarisi peningkatan sistem yang berterusan dari hulu di komuniti Linux yang lebih besar.
Penting bahawa modul kernel, mereka tidak meniru perkakasan mesin maya yang dijalankan oleh OS tetamu. Pekerjaan itu ada di ruang pengguna. KVM menggunakan QEMU , yang berjalan di ruang pengguna, untuk membina mesin maya yang berinteraksi dengan OS tetamu. Setiap mesin maya hanyalah proses Linux biasa. Satu faedah besar ialah anda dapat menggunakan perintah Linux yang sudah biasa seperti top and kill untuk memantau dan menguruskan mesin maya.
Ringkasan & kesimpulan
KVM adalah penyelesaian sumber terbuka yang sangat baik untuk virtualisasi penuh pada platform hos Linux. Setelah 10+ tahun perkembangan aktif, KVM telah menjadi alat virtualisasi peringkat mesin de facto standard dalam banyak pengedaran Linux.