Kernel-based Virtual Machine

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Die Kernel-based Virtual Machine (KVM) ist eine Linux-Kernel-Infrastruktur für Virtualisierung und läuft auf x86-Hardware mit den Hardware-Virtualisierungstechniken von Intel (VT) oder AMD (AMD-V) und auf der System-z-Architektur. KVM wurde im Oktober 2006 veröffentlicht und ist ab Version 2.6.20[1] des Linux-Kernels enthalten. Entwickelt wird es von dem israelischen Unternehmen Qumranet und steht dort unter Beaufsichtigung von Avi Kivity. Qumranet wurde im September 2008 von Red Hat gekauft.[2]

Inhaltsverzeichnis

Überblick [Bearbeiten]

Bestandteile der KVM sind die Kernel-Module kvm.ko (das auch unter älteren Linux-Versionen laufen soll) sowie die hardwarespezifischen Module kvm-intel.ko oder kvm-amd.ko. KVM selbst nimmt keine Emulation vor, sondern stellt nur die Infrastruktur dazu bereit; ein modifiziertes QEMU ist derzeit die einzige Möglichkeit, diese zu nutzen. QEMU stellt für virtualisierte Gastsysteme die notwendigen Geräte wie Festplatten, Netzwerk-, Sound- und Grafikkarten zur Verfügung.[3] Nach dem Laden des Moduls arbeitet der Linux-Kernel selbst als Hypervisor für virtuelle Maschinen. Als Gastsysteme unterstützt KVM Linux (32 und 64 Bit), Windows (32 und 64 Bit), Haiku, AROS, ReactOS, FreeDOS, Solaris und diverse BSD-Derivate. KVM läuft auch auf SMP-Hostsystemen, SMP-Gastsysteme sind ebenfalls möglich. Die Unterstützung für Paravirtualisierung ist mittlerweile in KVM vorhanden und wird unter Linux mittels der Paravirtualisierungsschnittstelle Virtio (seit Kernel 2.6.25 im Kernel enthalten) für Festplatten- und Netzwerkgerätetreiber zur Verfügung gestellt. Für Windows existieren ebenfalls paravirtualisierte Gerätetreiber. Vorteile sind ein geringerer Overhead sowie erhöhte Performance, da das Gastsystem "weiß", dass es auf virtualisierter Hardware läuft und mit dem Hypervisor zusammenarbeitet.[4] Seit Kernel 3.1 unterstützt KVM nested Virtualization auf Intel-CPUs.[5] Für AMD-CPUs ist dies bereits seit Version 2.6.30 verfügbar. Nested Virtualization ermöglicht es, Hostsystemen die Virtualisierungsunterstützung der CPU für die Gastsysteme verfügbar zu machen, welche so weitere Gäste virtualisieren können.[6]

Bestandteile [Bearbeiten]

Die Bestandteile von KVM sind Open-Source-Software und stehen unter verschiedenen Varianten der GPL-Lizenz zur Verfügung:

  • KVM-Kernel-Modul: GPL v2
  • KVM-Benutzer-Modul: LGPL v2
  • QEMU CPU-Bibliothek (libqemu.a) und QEMU-PC-Emulator: LGPL
  • Linux-Usermode von QEMU: GPL
  • BIOS-Dateien (bios.bin, vgabios.bin und vgabios-cirrus.bin): LGPL v2 oder neuer

Bedeutung [Bearbeiten]

KVM führt bislang eher ein Nischendasein. Im Vergleich zu den Produkten von VMware (VMware ESXi), Microsoft (Hyper-V) oder Citrix (XenServer) besitzt KVM keinen nennenswerten Marktanteil. Der freie Hypervisor wurde jedoch mit Kernelversion 2.6.20 in den Linuxkernel fest integriert und wird so mit jeder aktuellen Version mitgeliefert. [7] Im Mai 2011 gründeten BMC Software, Eucalyptus Systems, HP, IBM, Intel, Red Hat und SUSE die Open Virtualization Alliance (OVA) um KVM für Virtualisierung und cloudbasierte Lösungen auf den Markt zu etablieren. Mittlerweile gehören über 200 Mitglieder aus der ganzen Welt zur Open Virtualization Alliance. [8] Die großen Distributoren Ubuntu[9] , Red Hat und SUSE Linux [10] haben bei der präferierten Virtualisierungslösung schon seit einiger Zeit von Xen auf den Neuling KVM gewechselt.

Management Tools [Bearbeiten]

Für KVM sind mehrere Programme zur Steuerung möglich. So ist es möglich, Virtuelle Maschinen mit Hilfe von Kommandozeilenprogrammen wie qemu/kvm oder virsh zu erstellen. Angenehmer und übersichtlicher gelingt dies jedoch mit grafischen Frontends wie dem Virtual Machine Manager (VMM; virt-manager) oder AQemu. Es existieren auch Lösungen, die das Management über Weboberflächen ermöglichen und somit für das Ausrollen einer Virtuellen Infrastruktur in Firmen ermöglichen. Hier ist das oVirt-Projekt und das darauf aufbauende kommerzielle Redhat Enterprise Virtualization zu nennen [11] oder die FOSS-Cloud, welche als reine Open Source Lösung zur Verfügung steht [12].

Es bestehen auch andere kommerzielle Lösung für das Aufbauen von virtuellen Desktop- und Serverinfrastrukten wie beispielsweise VERDE von Virtual Bridges. Diese Lösungen sind jedoch bisher nicht sonderlich weit verbreitet.[13]

Eine sehr detaillierte Auflistung der vorhandenen Management Tools für KVM ist unter http://www.linux-kvm.org/page/Management_Tools zu finden.

Besonderheiten [Bearbeiten]

KVM ist formal ein Typ2-Hypervisor. Dies bedeutet, dass er im nicht privilegierten Ring 3 läuft. Hierzu besteht eine historische Debatte, ob KVM wirklich ein reiner Typ2-Hypervisor ist, da auch Teile in Ring 0 laufen, was für einen Typ1-Hypervisor spricht.[14]

Siehe auch [Bearbeiten]

Literatur [Bearbeiten]

  •  Christoph Arnold, Michel Rode, Jan Sperlin, Andreas Steil: KVM Best Practices. Virtualisierungslösungen für den Enterprise-Bereich. dpunkt-Verlag, Heidelberg 2012, ISBN 978-3-89864-737-3.
  •  Robert Warnke, Thomas Ritzau: qemu-kvm & libvirt. 2010. Books on Demand, Norderstedt 2010, ISBN 978-3-8370-0876-0.

Weblinks [Bearbeiten]

Einzelnachweise [Bearbeiten]

  1. ↑ Die Woche: Xen hat KVM vorbeiziehen lassen Artikel bei Heise open, vom 16. Juni 2011
  2. ↑ Red Hat investiert in Virtualisierung Artikel bei Heise open, vom 4. September 2008
  3. ↑ Artikel bei ordix.de Abgerufen am 22. April 2012
  4. ↑ wiki.libvirt.org Aufgerufen am 22. April 2012
  5. ↑ Artikel bei golem.de Aufgerufen am 22. April 2012
  6. ↑ Artikel bei heise.de Abgerufen am 22. April 2012
  7. ↑ Artikel von ordix.de Abgerufen am 22. April 2012
  8. ↑ offizielle Seite der OVA
  9. ↑ Artikel auf Golem Abgerufen am 23. April 2012
  10. ↑ Artikel auf derstandard.de Abgerufen am 23. April 2012
  11. ↑ offizielle Seite von KVM
  12. ↑ Seite der FOSS-Cloud
  13. ↑ Seite von Virtual Bridges
  14. ↑ Artikel auf datacenter-insider.de Aufgerufen am 22. April 2012
  15. ↑ "Cockpit - Univention Corporate Server für virtuelle Infrastrukturen". In: ADMIN Magazin. Linux New Media, Mai 2011, abgerufen am 27. Mai 2011.
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