Was ist KVM?

Wie funktioniert KVM?

Die in moderne CPUs integrierten Erweiterungen (wie Intel VT-x oder AMD-V) machen es möglich. Diese Erweiterungen ermöglichen dem Prozessor die Unterstützung mehrerer Betriebssysteme, die gleichzeitig isoliert ausgeführt werden.

Wenn er auf einem Linux-Host installiert wird, wandelt er den Kernel dieses Hosts in einen Hypervisor um. Auf diese Weise können dann virtuelle Rechner erstellt und verwaltet werden. Der Prozess sieht ungefähr so aus:

• CPU-Virtualisierungserweiterungen: Die Virtualisierungserweiterungen der CPU ermöglichen es der Maschine, zwischen dem Host-Betriebssystem und dem Gastbetriebssystem, das in virtuellen Rechnern ausgeführt wird, zu unterscheiden.
   
• Linux-Kernel als Hypervisor: KVM verwendet diese Erweiterungen, um eine virtualisierte Umgebung direkt im Linux-Kernel zu erstellen. Der Kernel selbst fungiert als Hypervisor, der die VMs verwaltet und Ressourcen wie CPU, Arbeitsspeicher und Speicher zuweist.
   
• Gastbetriebssysteme: Jeder virtuelle Rechner führt ein eigenes Gastbetriebssystem aus, das vom Host und einander isoliert ist und so eine sichere und stabile Umgebung bietet.
   
• Virtuelle Geräte: Es konfiguriert virtuelle Geräte für das Gastbetriebssystem, wie virtuelle Netzwerkkarten, Festplatten und USB-Controller. Virtuelle Geräte wiederum ermöglichen es diesen Betriebssystemen, mit der zugrunde liegenden Hardware zu interagieren.
   
• QEMU for emulation : Obwohl es die Kerninfrastruktur aktiviert, arbeitet es häufig in Verbindung mit QEMU (Quick Emulator). QEMU emuliert die Hardware für die virtuellen Maschinen und ermöglicht KVM so die Unterstützung einer breiten Palette von Optionen. QEMU bietet auch eine User-Space-Schnittstelle für die Verwaltung.

Der Nettoeffekt der Software besteht darin, dass sie die Vorteile der Hardware-Servervirtualisierungsfunktionen einer CPU und der Flexibilität des Linux-Kernels nutzt, um eine hocheffiziente und integrierte Plattform zu erstellen.

KVM bietet eine Reihe überzeugender Funktionen, angefangen bei der nativen Integration in den Linux-Kernel. Die native Integration bietet Zugriff auf die Stabilität, Leistung und robuste Sicherheit des Linux Betriebssystems.

Darüber hinaus nutzt sie hardwarebeschleunigte Virtualisierung, die Prozessorerweiterungen (Intel VT-x oder AMD-V) nutzt, um nahezu native Leistung zu erzielen, den Overhead zu minimieren und die Effizienz zu maximieren.

Es ermöglicht die Koexistenz einer Vielzahl von Betriebssystemen, darunter verschiedene Linux-Distributionen, Windows und mehr. Live-Migration ist eine wichtige Funktion, mit der diese zwischen physischen Hosts ohne Ausfallzeiten verschoben werden können. Dies ist entscheidend für Wartung, Ressourcenausgleich und Hochverfügbarkeit.

Darüber hinaus sind die Massenspeicheroptionen flexibel und unterstützen alle Komponenten, von lokalen Festplatten bis hin zu Netzwerkspeichern wie NFS und iSCSI sowie gemeinsam genutzten Massenspeichern. Dazu gehört auch die Unterstützung von Network-Attached Storage (NAS). Erweiterte Speicherfunktionen, wie dynamische Speicherzuweisung und Speicherballooning, tragen weiter zu einer effizienten Ressourcennutzung bei.

Skalierbarkeit und Flexibilität für IT-Umgebungen

Er bietet hervorragende Skalierbarkeit und Flexibilität für IT-Umgebungen. Egal, ob Sie ein kleines Unternehmen führen oder ein großes Rechenzentrum verwalten - KVM passt sich Ihren Anforderungen an. So können Sie Ihre virtualisierte Infrastruktur ganz einfach an veränderte Anforderungen anpassen.

Neue VMs können schnell bereitgestellt werden, und vorhandene können mit minimaler Unterbrechung skaliert oder migriert werden. Diese Flexibilität erstreckt sich auch auf die Auswahl von Hardware und Software, da diese mit einer Vielzahl von Systemen kompatibel ist und verschiedene Betriebssysteme unterstützt. Aufgrund dieser Anpassungsfähigkeit ist KVM die ideale Lösung für dynamische IT-Szenarien, in denen der Ressourcenbedarf schwankt.

Kostengünstige Virtualisierungslösung

KVM stellt eine äußerst kosteneffiziente Virtualisierungslösung dar. Da es direkt in den Kernel integriert ist, fallen keine separaten Lizenzgebühren für den Hypervisor selbst an. Im Vergleich zu proprietären Lösungsplattformen sinken dadurch die Gesamtbetriebskosten erheblich.

Außerdem erhöht es die Sicherheit der Public Cloud und der Private Cloud . Bei Public Cloud-Bereitstellungen tragen die KVM-Isolationsfunktionen dazu bei, die Arbeitslasten der Mandanten voneinander zu schützen - eine entscheidende Komponente für die Aufrechterhaltung der öffentlichen Sicherheit. Innerhalb der Private Cloud bietet KVM ähnliche Vorteile. Unternehmen können so sichere, isolierte Umgebungen für sensible Daten und Anwendungen erstellen.

Darüber hinaus verhindert der Open-Source-Charakter dieser Software Vendor-Lock-in und gibt Ihnen mehr Kontrolle über Ihre Virtualisierungsumgebung. Sie können die Support- und Wartungsoptionen wählen, die Ihren Anforderungen und Ihrem Budget am besten entsprechen. Aus diesem Grund ist KVM besonders für Unternehmen interessant, die ihre IT-Ausgaben optimieren möchten.

Open Source-Vorteile für Unternehmen

Der Open-Source-Charakter von KVM begünstigt Unternehmen, da es eine dynamische Entwickler- und Benutzergemeinschaft fördert, die zu kontinuierlichen Verbesserungen, schnellen Fehlerbehebungen und einer Fülle verfügbarer Ressourcen führt.

Diese von der Community angetriebene Entwicklung gewährleistet, dass die Software auf dem neuesten Stand der Technologien und Best Practices für die Sicherheit bleibt. Unternehmen profitieren außerdem von der Transparenz und Flexibilität von Open-Source-Software. Unternehmen können den Code einsehen, ihn an ihre spezifischen Anforderungen anpassen und so einen Beitrag zur Community leisten. Durch diese Kontrolle und Zusammenarbeit ist KVM eine leistungsstarke und anpassungsfähige Lösung für Unternehmen.

Rolle des Hypervisors bei KVM

In KVM fungiert der Linux-Kernel selbst als Hypervisor. Dies ist ein entscheidender Unterschied zu einigen anderen Optionen, die ein separates, dediziertes Betriebssystem verwenden. Der Hypervisor ist die Softwareschicht, die virtuelle Maschinen erstellt und verwaltet. In KVM nutzt der Kernel CPU-Erweiterungen (Intel VT-x oder AMD-V), um eine virtualisierte Umgebung zu schaffen.

Der Kernel weist den Gastbetriebssystemen, die auf den virtuellen Maschinen ausgeführt werden, Ressourcen wie CPU, Arbeitsspeicher und Speicher zu. Da KVM direkt in den Kernel integriert ist, profitiert es von der Geschwindigkeit, Stabilität und den Sicherheitsfunktionen des Betriebssystems. Diese enge Integration minimiert auch den Overhead, was zu einer nahezu nativen Leistung der Rechner führt.

KVM im Vergleich zu anderen Virtualisierungslösungen

Die Architektur von KVM unterscheidet sich erheblich von anderen Lösungen. Einige Plattformen, wie z. B. VMware ESXi, verwenden einen Typ-1-Hypervisor (auch als Bare-Metal-Hypervisor bezeichnet). Ein Typ 1 wird ohne zugrunde liegendes Betriebssystem direkt auf dem Computer ausgeführt.

Im Gegensatz dazu ist KVM ein Typ 2 (oder gehostetes Betriebssystem), da es auf einem vorhandenen Betriebssystem ausgeführt wird. Hypervisoren vom Typ 1 können in einigen Fällen etwas bessere Ergebnisse liefern, ihre enge Integration in Linux bietet jedoch ihre eigenen Geschwindigkeitsvorteile und größere Flexibilität.

Im Vergleich zu anderen Typ-2-Systemen wie VirtualBox oder VMware Workstation bietet die Integration von KVM in den Kernel und die Verwendung von CPU-Erweiterungen deutlich bessere Geschwindigkeiten und Skalierbarkeit.