KVM или Xen — сравнение гипервизоров. Основы виртуализации и введение в KVM Виртуальная машина kvm

На днях вышел интересный отчет компании Principled Technologies, специализирующейся, в том числе, на всякого рода тестировании аппаратно-программных сред. В документе " " рассказывается о том, что на одном и том же оборудовании с помощью гипервизора ESXi можно запустить больше виртуальных машин, чем на гипервизоре KVM платформы RHEV.

Понятное дело, что исследование ангажированное (хотя бы, если посмотреть на заголовок), но поскольку таких документов не так много, мы решили обратить на него внимание.

Для тестирования использовался стоечный сервер Lenovo x3650 M5, на котором в виртуальных машинах работала СУБД Microsoft SQL Server 2016 с нагрузкой типа OLTP. В качестве основного показателя производительности использовался OPM (orders per minute), отображающий количественную оценку исполненных транзакций.

Если не использовать техники Memory Overcommit, то результат выполнения на 15 виртуальных машинах одного хоста в числе OPM примерно одинаковый на обоих гипервизорах:

А вот когда происходит увеличение числа виртуальных машин, то vSphere показывает себя значительно лучше:

Крестиками отмечены машины, которые на RHV просто не запустились, консоль продукта выдала вот такую ошибку:

Несмотря на включение техник оптимизации памяти в Red Hat Virtualization Manager (RHV-M), таких как memory ballooning и kernel shared memory, шестнадцатая виртуальная машина все равно отказывалась запускаться на KVM:

Ну а на vSphere продолжали наращивать число ВМ, пока не уперлись в недостаток ресурсов:

Получилось, что с техниками overcommit на vSphere получилось запустить 24 виртуальных машины, а на RHV - всего 15 штук. По итогу сделали вывод, что на VMware vSphere в 1,6 раза можно запустить больше виртуальных машин:

Не сказать, что это объективное тестирование, но очевидно, что ESXi в данном случае работает лучше KVM с точки зрения всяких оптимизаций памяти и прочих ресурсов ВМ.

Таги: VMware, Red Hat, Performance, RHV, vSphere, ESXi, KVM
Таги: KVM, oVirt, Open Source, Update

Напомним, что RHEV основана на гипервизоре Kernel-based Virtual Machine (KVM) и поддерживает открытую облачную архитектуру OpenStack. Давайте посмотрим, что нового появилось в обновленном RHEV версии 3.4.

Инфраструктура

• Сервис настройки SNMP для поддержки сторонних систем мониторинга.
• Сохранение настроек облачной инсталляции RHEV для возможности ее восстановления при сбое или для целей тиражирования в других облаках.
• Переписаны и улучшены сервисы аутентификации RHEV.
• Возможность горячего добавления процессора в ВМ (Hot Plug CPU). Тут нужна поддержка со стороны ОС.
• Нерутовые юзеры теперь имеют доступ к логам.
• Новый установщик, основанный на TUI (textual user interface).
• Поддержка IPv6.
• Возможность выбора соединения с консолью ВМ в режиме Native Client или noVNC.
• Возможность изменения некоторых настроек запущенной виртуальной машины.
• Полная поддержка RHEL 7 в качестве гостевой ОС.
• Возможность включения/отключения KSM (Kernel Samepage Merging) на уровне кластера.
• Возможность перезагрузки ВМ из RHEVM или консольной командой.

Сетевое взаимодействие

• Более плотная интеграция с инфраструктурой OpenStack:
• Улучшения безопасности и масштабируемости для сетей, развернутых с помощью Neutron .
• Поддержка технологии Open vSwitch (расширяемый виртуальный коммутатор) и возможностей SDN -сетей.
• Network Labels - метки, которые можно использовать при обращении к устройствам.
• Корректный порядок нумерации виртуальных сетевых адаптеров (vNIC).
• Поддержка iproute2.
• Единая точка конфигурации сетевых настроек множества хостов в указанной сети.

Возможности хранилищ

• Смешанные домены хранилищ (mixed storage domains) - возможность одновременного использования дисковых устройств из хранилищ iSCSI, FCP, NFS, Posix и Gluster для организации хранения виртуальных машин.
• Multiple Storage Domains - возможность распределить диски одной виртуальной машины по нескольким хранилищам в пределах датацентра.
• Возможность указания дисков, которые будут участвовать в создании снапшотов, а также тех, которые не будут.
• Улучшен механизм восстановления ВМ из резервной копии - теперь есть возможность указать снапшот состояния, в которое хочется откатиться.
• Асинхронное управление задачами Gluster-хранилищ.
• Read-Only Disk for Engine - эта функция дает средству управления Red Hat Enterprise Virtualization Manager возможность использовать диски только для чтения.
• Доступ по нескольким путям (multipathing) для хранилищ iSCSI.

Средства виртуализации

• Агенты гостевых ОС (ovirt-guest-agent) для OpenSUSE и Ubuntu.
• SPICE Proxy - возможность использовать прокси-серверы для доступа пользователей к своим ВМ (если они, например, находятся за пределами инфраструктурной сети).
• SSO (Single Sign-On) Method Control - возможность переключаться между различными механизмами сквозной аутентификации. Пока есть только два варианта: guest agent SSO и без SSO.
• Поддержка нескольких версий одного шаблона виртуальной машины.

Улучшения планировщика и средств обеспечения уровня обслуживания

• Улучшения планировщика виртуальных машин.
• Группы Affinity/Anti-Affinity (правила существования виртуальных машин на хостах - размещать машины вместе или раздельно).
• Power-Off Capacity - политика электропитания, позволяющая выключить хост и подготовить его виртуальные машины к миграции в другое место.
• Even Virtual Machine Distribution - возможность распределения виртуальных машин по хостам на базе количества ВМ.
• High-Availability Virtual Machine Reservation - механизм позволяет гарантировать восстановление виртуальных машин в случае отказа одного или нескольких хост-серверов. Он работает на базе расчета доступной емкости вычислительных ресурсов хостов кластера.

Улучшения интерфейса

• Фиксы багов, касающихся того, что интерфейс не всегда реагировал на происходящие в инфраструктуре события.
• Поддержка низких разрешений экрана (когда не было видно некоторых элементов консоли управления на низких разрешениях).

Скачать Red Hat Enterprise Virtualization 3.4 можно по этой ссылке . Документация доступна .

Таги: Red Hat, RHEV, Update, Linux, KVM

Новая версия ОС RHEL имеет множество новых интересных возможностей, среди которых немало касаются технологий виртуализации. Некоторые основные новые возможности RHEL 7:

• Встроенная поддержка упакованных приложений в формате Docker.
• Kernel patching utility Technology Preview - патчинг ядра без перезагрузки ОС.
• Прямая и непрямая интеграция с Microsoft Active Directory, подробнее описано .
• Для разделов boot, root и user data дефолтной файловой системой теперь является XFS.
  • Для XFS максимальный размер файловой системы увеличен со 100 ТБ до 500 ТБ.
  • Для ext4 этот размер увеличен с 16 ТБ до 50 ТБ.
• Улучшенный процесс установки ОС (новый визард).
• Возможность управления серверами Linux с использованием Open Linux Management Infrastructure (OpenLMI).
• Улучшения файловых систем NFS и GFS2.
• Новые возможности технологии виртуализации KVM.
• Возможность выполнять RHEL 7 в качестве гостевой OS.
• Улучшения NetworkManager и новая утилита командной строки для выполнения сетевых задач NM-CLI.
• Поддержка сетевых соединений Ethernet на скорости до 40 Гбит/с.
• Поддержка беспроводной технологии WiGig (IEEE 802.11ad) (на скорости до 7 Гбит/с).
• Новый механизм Team Driver, который виртуально объединяет сетевые устройства и порты в единый интерфейс на уровне L2.
• Новый динамический сервис FirewallD, представляющий собой гибкий сетевой экран, имеющий преимущество перед iptables и поддерживающий несколько трастовых зон (network trust zones).
• GNOME 3 в режиме классического рабочего стола.

Более подробно о новых возможностях RHEL 7 рассказано Red Hat.

В плане виртуализации в Red Hat Enterprise Linux 7 появились следующие основные нововведения:

• Технологическое превью возможности virtio-blk-data-plane, которая позволяет выполнять команды ввода-вывода QEMU в отдельном оптимизированном потоке.
• Появилось технологическое превью технологии PCI Bridge, позволяющей поддерживать более чем 32 PCI-устройства в QEMU.
• QEMU Sandboxing - улучшенная изоляция между гостевыми ОС хоста RHEL 7.
• Поддержка "горячего" добавления виртуальных процессоров машинам (vCPU Hot Add).
• Multiple Queue NICs - каждый vCPU имеет собственные очереди на передачу и получение, что позволяет не задействовать другие vCPU (только для гостевых ОС Linux).
• Технология сжатия страниц памяти при горячей миграции (Page Delta Compression) позволяет гипервизору KVM проводить миграцию быстрее.
• В KVM появились функции поддержки паравиртуализованных функций ОС Microsoft, например, Memory Management Unit (MMU) и Virtual Interrupt Controller. Это позволяет гостевым ОС Windows работать быстрее (по умолчанию эти функции отключены).
• Поддержка технологии EOI Acceleration, основанной на интерфейсе Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC) от Intel и AMD.
• Технологическое превью поддержки USB 3.0 в гостевых ОС на KVM.
• Поддержка гостевых ОС Windows 8, Windows 8.1, Windows Server 2012 и Windows Server 2012 R2 на гипервизоре KVM.
• Функции I/O Throttling для гостевых ОС на QEMU.
• Поддержка технологий Ballooning и transparent huge pages.
• Новое устройство virtio-rng доступно как генератор случайных чисел для гостевых ОС.
• Поддержка горячей миграции гостевых ОС с хоста Red Hat Enterprise Linux 6.5 на хост Red Hat Enterprise Linux 7.
• Поддержка назначения устройств NVIDIA GRID и Quadro как второго устройства в дополнение к эмулируемому VGA.
• Технология Para-Virtualized Ticketlocks, улучшающая производительность, когда виртуальных vCPU больше чем физических на хосте.
• Улучшенная обработка ошибок устройств PCIe.
• Новый драйвер Virtual Function I/O (VFIO) улучшающий безопасность.
• Поддержка технологии Intel VT-d Large Pages, когда используется драйвер VFIO.
• Улучшения отдачи точного времени виртуальным машинам на KVM.
• Поддержка образов формата QCOW2 version 3.
• Улучшенные статистики Live Migration - total time, expected downtime и bandwidth.
• Выделенный поток для Live Migration, что позволяет горячей миграции не влиять на производительность гостевых ОС.
• Эмуляция процессоров AMD Opteron G5.
• Поддержка новых инструкций процессоров Intel для гостевых ОС на KVM.
• Поддержка форматов виртуальных дисков VPC и VHDX в режиме "только для чтения".
• Новые возможности утилиты libguestfs для работы с виртуальными дисками машин.
• Новые драйверы Windows Hardware Quality Labs (WHQL) для гостевых ОС Windows.
• Интеграция с VMware vSphere: Open VM Tools, драйверы 3D-графики для OpenGL и X11, а также улучшенный механизм коммуникации между гостевой ОС и гипервизором ESXi.

Release Notes новой версии ОС доступны по этой ссылке . О функциях виртуализации в новом релизе RHEL 7 можно почитать (а - на русском). Исходные коды rpm-пакетов Red Hat Enterprise Linux 7 теперь доступны только через Git-репозиторий .

Таги: Linux, QEMU, KVM, Update, RHEL, Red Hat

Компания Ravello нашла интересный способ использовать вложенную виртуализацию в своем продукте Cloud Application Hypervisor , который позволяет универсализовать развертывание ВМ разных платформ виртуализации в публичных облаках различных сервис провайдеров.

Основным компонентом этой системы является технология HVX - собственный гипервизор (на базе Xen), являющийся частью ОС Linux и запускающий вложенные виртуальные машины без их изменения средствами техник бинарной трансляции. Далее эти машины можно разместить в облаках Amazon EC2, HP Cloud, Rackspace и даже частных облаках, управляемых VMware vCloud Director (поддержка последнего ожидается в скором времени).

Продукт Ravello - это SaaS-сервис, а такие матрешки можно просто загружать на любой из поддерживаемых хостингов, вне зависимости от используемого им гипервизора. Виртуальная сеть между машинами создается через L2-оверлей над существующей L3-инфраструктурой хостера с использованием GRE-подобного протокола (только на базе UDP):

Сама механика предлагаемого сервиса Cloud Application Hypervisor такова:

• Пользователь загружает виртуальные машины в облако (поддерживаются машины, созданные на платформах ESXi/KVM/Xen).
• С помощью специального GUI или средствами API описывает многомашинные приложения.
• Публикует свои ВМ в одном или нескольких поддерживаемых облаках.
• Получившаяся конфигурация сохраняется в виде снапшота в облаке Ravello (потом в случае чего ее можно восстановить или выгрузить) - это хранилище может быть создано как на базе облачных хранилищ Amazon S3, CloudFiles, так и на базе собственных блочных хранилищ или NFS-томов.
• После этого каждый пользователь может получить многомашинную конфигурацию своего приложения по требованию.

Очевидный вопрос, который возникает первым: что с производительностью? Ну, во-первых, решение Cloud Application Hypervisor рассчитано на команды разработки и тестирования, для которых производительность не является критичным фактором.

А во-вторых, результаты тестов производительности таких вложенных матрешек показывают не такие уж и плохие результаты:

Для тех, кто заинтересовался технологией HVX, есть хорошее обзорное видео на рунглише:

Таги: Rovello, Nested Virtualization, Cloud, HVX, VMware, ESXi, KVM, Xen, VMachines, Amazon, Rackspace

Новая версия открытой платформы виртуализации RHEV 3.0 основана на дистрибутиве Red Ha Enterprise Linux версии 6 и, традиционно, гипервизоре KVM.

Новые возможности Red Hat Enterprise Virtualization 3.0:

• Средство управления Red Hat Enterprise Virtualization Manager теперь построен на базе Java, запущенной на платформе JBoss (ранее использовался.NET, и, соответственно, была привязка к Windows, теперь же можно использовать Linux для управляющего сервера).
• Портал самообслуживания пользователей, позволяющий им самостоятельно развертывать виртуальные машины, создавать шаблоны и администрировать собственные окружения.
• Новый RESTful API, позволяющиий получить доступ ко всем компонентам решения из сторонних приложений.
• Расширенный механизм администрирования, предоставляющий возможность гранулированного назначения пермиссий, делегирования полномочий на базе ролей пользователей и иерархическое управление привилегиями.
• Поддержка локальных дисков серверов в качестве хранилищ виртуальных машин (но для них не поддерживается Live Migration).
• Интегрированный механизм отчетности, позволяющий анализировать исторические данные о производительности и строить прогнозы по развитию виртуальной инфраструктуры.
• Оптимизация для WAN-соединений, включая технологии dynamic compression (сжатие картинки) и автоматической настройки эффектов рабочего стола и глубины цветности. Кроме того, новая версия SPICE имеет расширенную поддержку десктопов с гостевыми ОС Linux.
• Обновленный гипервизор KVM на основе последнего Red Hat Enterprise Linux 6.1, вышедшего в мае 2011 года.
• Поддержка до 160 логических CPU и 2 ТБ памяти для хост-серверов, 64 vCPU и 512 ГБ памяти - для виртуальных машин.
• Новые возможности по администрированию больших инсталляций RHEV 3.0.
• Поддержка больших страниц памяти (Transparant Huge Pages, 2 МБ вместо 4 КБ) в гостевых ОС, что увеличивает производительность за счет меньшего количества чтений.
• Оптимизация компонента vhost-net. Теперь сетевой стек KVM перемещён из пользовательского режима в режим ядра, что существенно увеличивает производительность и уменьшает задержки в сети.
• Использование функций библиотеки sVirt, обеспечивающей безопасность гипервизора.
• Появился паравиртуализованный контроллер x2paic, который уменьшает overhead на содержание ВМ (особенно эффективен для интенсивных нагрузок).
• Технология Async-IO для оптимизации ввода-вывода и повышения производительности.

Скачать финальный релиз Red Hat Enterprise Virtualization 3.0 можно по этой ссылке .

Ну и, напоследок, небольшой видео-обзор Red Hat Enterprise Virtualization Manager 3.0 (RHEV-M):

Таги: Red Hat, Enterprise, Update, KVM, Linux

Молодцы NetApp! Роман, ждем перевода на русский язык)

Таги: Red Hat, KVM, NetApp, Storage, NFS

Продукт ConVirt 2.0 Open Source позволяет управлять гипервизорами Xen и KVM, входящими в бесплатные и коммерческие издания дистрибутивов Linux, развертывать виртуальные серверы из шаблонов, осуществлять мониторинг производительности, автоматизировать задачи администратора и настраивать все аспекты виртуальной инфраструктуры. ConVirt 2.0 поддерживает функции горячей миграции виртуальных машин, "тонкие" виртуальные диски (растущие по мере наполнения данными), контроль ресурсов виртуальных машин (в т.ч. запущенных), обширные функции мониторинга и средства интеллектуального размещения виртуальных машин на хост-серверах (ручная балансировка нагрузки).

ConVirt 2.0 пока существует только в издании Open Source, однако разработчики обещают в скором времени выпустить издание ConVirt 2.0 Enteprise, которое будет отличаться от бесплатного следующими возможностями:

Feature	ConVirt 2.0 Open Source	ConVirt 2.0 Enterprise
Architecture
Multi-platform Support
Agent-less Architecture
Universal Web Access
Datacenter-wide Console
Administration
Start, Stop, Pause, Resume
Maintanence Mode
Snapshot
Change Resource Allocation on a Running VM
Monitoring
Real-time Data
Historical Information
Server Pools
Storage Pools
Alerts and Notifications
Provisioning
Templates-based Provisioning
Template Library
Integrated Virtual Appliance Catalogues
Thin Provisioning
Scheduled Provisioning
Automation
Intelligent Virtual Machine Placement
Live Migration
Host Private Networking
SAN, NAS Storage Support
Advanced Automation
High Availability
Backup and Recovery
VLAN Setup
Storage Automation
Dynamic Resource Allocation
Power Saving Mode
Security
SSH Access
Multi-user Administration
Auditing
Fine Grained Access Control
Integration
Open Repository
Command Line Interface
Programmatic API

Таги: Xen, KVM, Convirt, Citrix, Red Hat, Бесплатно, Open Source,

Компания Convirture, занимавшаяся в 2007 году проектом XenMan, представлявшим собой GUI для управления гипервизором XEN, выпустила недавно релиз бесплатного продукта Convirture ConVirt 1.0, на который изменил свое название XenMan.

С помощью ConVirt можно управлять гипервизорами Xen и KVM, используя следующие возможности:

• Управление несколькими хост-серверами.
• Снапшоты (snapshots).
• Горячая миграция виртуальных машин между хостами (Live Migration).
• Резервное копирование ВМ.
• Простейший мониторинг хостов и виртуальных машин.
• Поддержка виртуальных модулей (Virtual Appliances).

Скачать Convirture ConVirt 1.0 можно по этой ссылке:

Convirture ConVirt 1.0
Таги: Xen, KVM

В жизни сисадмина однажды настает момент, когда приходится с нуля разворачивать инфраструктуру предприятия либо переделывать уже имеющуюся, перешедшую по наследству. В этой статье я расскажу о том, как правильно развернуть гипервизор на основе Linux KVM и libvirt c поддержкой LVM (логических групп).

Мы пройдемся по всем тонкостям управления гипервизором, включая консольные и GUI-утилиты, расширение ресурсов и миграцию виртуальных машин на другой гипервизор.

Для начала разберемся с тем, что такое виртуализация. Официальное определение звучит так: «Виртуализация - это предоставление набора вычислительных ресурсов или их логического объединения, абстрагированное от аппаратной реализации и обеспечивающее при этом логическую изоляцию друг от друга вычислительных процессов, выполняемых на одном физическом ресурсе». То есть, если выражаться человеческим языком, имея один мощный сервер, мы можем превратить его в несколько средних серверов, и каждый из них будет выполнять свою задачу, отведенную ему в инфраструктуре, не мешая при этом другим.

Системные администраторы, работающие вплотную с виртуализацией на предприятии, мастера и виртуозы своего дела, поделились на два лагеря. Одни - приверженцы высокотехнологичной, но безумно дорогой VMware для Windows. Другие - любители open source и бесплатных решений на основе Linux VM. Можно долго перечислять преимущества VMware, но здесь мы остановимся на виртуализации, основанной на Linux VM.

Технологии виртуализации и требования к железу

Сейчас есть две популярные технологии виртуализации: Intel VT и AMD-V. В Intel VT (от Intel Virtualization Technology) реализована виртуализация режима реальной адресации; соответствующая аппаратная виртуализация ввода-вывода называется VT-d. Часто эта технология обозначается аббревиатурой VMX (Virtual Machine eXtension). В AMD создали свои расширения виртуализации и первоначально называли их AMD Secure Virtual Machine (SVM). Когда технология добралась до рынка, она стала называться AMD Virtualization (сокращенно AMD-V).

Перед тем как вводить аппаратное обеспечение в эксплуатацию, убедись, что оборудование поддерживает одну из этих двух технологий (посмотреть можно в характеристиках на сайте производителя). Если поддержка виртуализации имеется, ее необходимо включить в BIOS перед развертыванием гипервизора.

Среди других требований гипервизоров - поддержка аппаратного RAID (1, 5, 10), которая повышает отказоустойчивость гипервизора при выходе жестких дисков из строя. Если поддержки аппаратного RAID нет, то можно использовать программный на крайний случай. Но RAID - это мастхэв!

Решение, описанное в этой статье, несет на себе три виртуальные машины и успешно работает на минимальных требованиях: Core 2 Quad Q6600 / 8 Гбайт DDR2 PC6400 / 2 × 250 Гбайт HDD SATA (хардверный RAID 1).

Установка и настройка гипервизора

Я покажу, как настраивать гипервизор, на примере Debian Linux 9.6.0 - Х64-86. Ты можешь использовать любой дистрибутив Linux, который тебе по душе.

Когда ты определишься с выбором железа и его наконец-то привезут, придет время ставить гипервизор. При установке ОС все делаем, как обычно, за исключением разметки дисков. Неопытные администраторы часто выбирают опцию «Автоматически разбить все дисковое пространство без использования LVM». Тогда все данные будут записаны на один том, что нехорошо по нескольким причинам. Во-первых, если жесткий диск выйдет из строя, ты потеряешь все данные. Во-вторых, изменение файловой системы доставит массу хлопот.

В общем, чтобы избежать лишних телодвижений и потери времени, рекомендую использовать разметку диска с LVM.

Logical Volume Manager

Менеджер логических томов (LVM) - это подсистема, доступная в Linux и OS/2, построенная поверх Device Mapper. Ее задача - представление разных областей с одного жесткого диска или областей с нескольких жестких дисков в виде одного логического тома. LVM создает из физических томов (PV - Phisical Volumes) логическую группу томов (VG - Volumes Group). Она, в свою очередь, состоит из логических томов (LV - Logical Volume).

Сейчас во всех дистрибутивах Linux с ядром 2.6 и выше есть поддержка LVM2. Для использования LVM2 на ОС с ядром 2.4 надо устанавливать патч.

После того как система обнаружила жесткие накопители, запустится менеджер разбивки жестких дисков. Выбираем пункт Guided - use entire disk and set up LVM.

Теперь выбираем диск, на который будет установлена наша группа томов.

Система предложит варианты разметки носителя. Выбираем «Записать все файлы на один раздел» и идем дальше.

После сохранения изменений мы получим одну логическую группу и два тома в ней. Первый - это корневой раздел, а второй - это файл подкачки. Тут многие зададут вопрос: а почему не выбрать разметку вручную и не создать LVM самому?

Я отвечу просто: при создании логической группы VG загрузочный раздел boot не пишется в VG, а создается отдельным разделом с файловой системой ext2. Если этого не учесть, то загрузочный том окажется в логической группе. Это обречет тебя на мучения и страдания при восстановлении загрузочного тома. Именно поэтому загрузочный раздел отправляется на том без LVM.

Переходим к конфигурации логической группы для гипервизора. Выбираем пункт «Конфигурация менеджера логических томов».

Система оповестит о том, что все изменения будут записаны на диск. Соглашаемся.

Создадим новую группу - к примеру, назовем ее vg_sata .

INFO

В серверах используются носители SATA, SSD, SAS, SCSI, NVMe. Хорошим тоном при создании логической группы будет указывать не имя хоста, а тип носителей, которые используются в группе. Советую логическую группу назвать так: vg_sata , vg_ssd , vg_nvme и так далее. Это поможет понять, из каких носителей построена логическая группа.

Создаем наш первый логический том. Это будет том для корневого раздела операционной системы. Выбираем пункт «Создать логический том».

Выбираем группу для нового логического тома. У нас она всего одна.

Присваиваем имя логическому тому. Правильнее всего при назначении имени будет использовать префикс в виде названия логической группы - например, vg_sata_root , vg_ssd_root и так далее.

Указываем объем для нового логического тома. Советую выделить под корень 10 Гбайт, но можно и меньше, благо логический том всегда можно расширить.

По аналогии с примером выше создаем следующие логические тома:

• vg_sata_home - 20 Гбайт под каталоги пользователей;
• vg_sata_opt - 10 Гбайт для установки прикладного ПО;
• vg_sata_var - 10 Гбайт для часто меняющихся данных, к примеру логов системы и других программ;
• vg_sata_tmp - 5 Гбайт для временных данных, если объем временных данных велик, можно сделать и больше. В нашем примере этот раздел не создавался за ненадобностью;
• vg_sata_swap - равен объему оперативной памяти. Это раздел для свопа, и создаем мы его для подстраховки - на случай, если закончится оперативная память на гипервизоре.

После создания всех томов завершаем работу менеджера.

Теперь имеем несколько томов для создания разделов операционной системы. Нетрудно догадаться, что для каждого раздела есть свой логический том.

Создаем одноименный раздел под каждый логический том.

Сохраняем и записываем проделанные изменения.

После сохранения изменений разметки диска начнут ставиться базовые компоненты системы, а затем будет предложено выбрать и установить дополнительные компоненты системы. Из всех компонентов нам понадобится ssh-server и стандартные системные утилиты.

После установки будет сформирован и записан на диск загрузчик GRUB. Устанавливаем его на тот физический диск, где сохранен загрузочный раздел, то есть /dev/sda .

Теперь ждем, пока закончится запись загрузчика на диск, и после оповещения перезагружаем гипервизор.

После перезагрузки системы заходим на гипервизор по SSH. Первым делом под рутом устанавливаем нужные для работы утилиты.

$ sudo apt-get install -y sudo htop screen net-tools dnsutils bind9utils sysstat telnet traceroute tcpdump wget curl gcc rsync

Настраиваем SSH по вкусу. Советую сразу сделать авторизацию по ключам. Перезапускаем и проверяем работоспособность службы.

$ sudo nano /etc/ssh/sshd_config $ sudo systemctl restart sshd; sudo systemctl status sshd

Перед установкой софта для виртуализации необходимо проверить физические тома и состояние логический группы.

$ sudo pvscan $ sudo lvs

Устанавливаем компоненты виртуализации и утилиты для создания сетевого моста на интерфейсе гипервизора.

$ sudo apt-get update; apt-get upgrade -y $ sudo apt install qemu-kvm libvirt-bin libvirt-dev libvirt-daemon-system libvirt-clients virtinst bridge-utils

После установки настраиваем сетевой мост на гипервизоре. Комментируем настройки сетевого интерфейса и задаем новые:

$ sudo nano /etc/network/interfaces

Содержимое будет примерно таким:

Auto br0 iface br0 inet static address 192.168.1.61 netmask 255.255.255.192 gateway 192.168.1.1 broadcast 192.168.0.61 dns-nameserver 127.0.0.1 dns-search сайт bridge_ports enp2s0 bridge_stp off bridge_waitport 0 bridge_fd 0

Добавляем нашего пользователя, под которым будем работать с гипервизором, в группы libvirt и kvm (для RHEL группа называется qemu).

$ sudo gpasswd -a iryzhevtsev kvm $ sudo gpasswd -a iryzhevtsev libvirt

Теперь необходимо инициализировать нашу логическую группу для работы с гипервизором, запустить ее и добавить в автозагрузку при запуске системы.

$ sudo virsh pool-list $ sudo virsh pool-define-as vg_sata logical --target /dev/vg_sata $ sudo virsh pool-start vg_sata; sudo virsh pool-autostart vg_sata $ sudo virsh pool-list

INFO

Для нормальной работы группы LVM с QEMU-KVM требуется сначала активировать логическую группу через консоль virsh .

Теперь скачиваем дистрибутив для установки на гостевые системы и кладем его в нужную папку.

$ sudo wget https://mirror.yandex.ru/debian-cd/9.5.0/amd64/iso-cd/debian-9.5.0-amd64-netinst.iso $ sudo mv debian-9.5.0-amd64-netinst.iso /var/lib/libvirt/images/; ls -al /var/lib/libvirt/images/

Чтобы подключаться к виртуальным машинам по VNC, отредактируем файл /etc/libvirt/libvirtd.conf:

$ sudo grep "listen_addr = " /etc/libvirt/libvirtd.conf

Раскомментируем и изменим строчку listen_addr = "0.0.0.0" . Сохраняем файл, перезагружаем гипервизор и проверяем, все ли службы запустились и работают.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «сайт», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», увеличит личную накопительную скидку и позволит накапливать профессиональный рейтинг Xakep Score!

Оригинал: Welcome to KVM virtualization - Thorough introduction
Автор: Igor Ljubuncic
Дата публикации: 4 мая 2011 года
Перевод: А. Кривошей
Дата перевода: июль 2011 г.

Если вы читали мои статьи о виртуализации, то знаете, что раньше я пользовался в основном VMware и VirtualBox, но теперь настало время попробовать что-нибудь новенькое. Сегодня я хотел бы представить новый цикл заметок о KVM. Дальше, возможно, я переключюсь на Xen или какую-то другую систему, но сейчас герой нашего топика - KVM .
В данном руководстве мы поговорим о технологии KVM (Kernel-based Virtual Machine), которую создала RedHat, и которая имеет открытый исходный код, являяясь бесплатной альтернативой своих коммерческих аналогов. Мы узнаем, как скачать, установить и настроить KVM, какие инструменты она имеет для управления виртуальными машинами, как работать с KVM в командной строке, писать скрипты и многое другое. Кроме того, мы коснемся создания продвинутых (в том числе сетевых) конфигураций, а также других интересных вещей. Теперь начнем.

Глоссарий KVM

Сначала немного поговорим о том, как работает KVM. Ничего заумного, просто небольшое введение, чтобы вы знали базовую терминологию.
KVM использует технологию аппаратной виртуализации, поддерживаемую современными процессорами от Intel и AMD и известную под названиями Intel-VT и AMD-V. Используя загруженный в память модуль ядра, KVM, с помощью драйвера пользовательского режима (который представляет собой модифицированный драйвер от QEMU), эмулирует слой аппаратного обеспечения, поверх которого могут создаваться и запускаться виртуальные машины. KVM может функционировать и без аппаратной виртуализации (если она не поддерживается процессором), но в этом случае она работает в режиме чистой эмуляции с использованием QUEMU и производительность виртуальных машин очень сильно снижается.
Для управления KVM можно использовать графическую утилиту, похожую на продукты от VMware и VirtualBox, а также командную строку.
Самым популярным графическим интерфейсом является Virtual Machine Manager (VMM), созданный в RedHat. Он также известен по имени своего пакета как virt-manager и содержит несколько утилит, включая virt-install, virt-clone, virt-image и virt-viewer, служащие для создания, клонирования, установки и просмотра виртуалльных машин. VMM поддерживает также виртуальные машины Xen.
Базовый интерфейс командной строки KVM обеспечивается утилитой virsh . В определенных случаях вы можете использовать утилиты поддержки, такие как virt-install, для создания своих виртуальных машин. В Ubuntu имеется специальная утилита ubuntu-vm-builder , разработанная в Canonical, с помощью которой можно создавать билды Ubuntu.
Если вы хотите узнать больше о KVM, дополнительная информацию можно найти по следующим адресам:

Преимущества и недостатки KVM

Нужен ли вам KVM? Это зависит от того, для чего он вам нужен.
Если вы еще не пользовались виртуальными машинами или запускали их несколько раз просто для интереса, то освоение KVM может оказаться трудным. Эта программа управляется преимущественно из командной строки и не так дружелюбна к пользователю, как VMware или VirtualBox. Можно сказать, что в плане графического интерфейса KVM отстает от своих конкурентов на несколько лет, хотя на самом деле по своим возможностям им по крайней мере не уступает. Возможности KVM наиболее востребованы при ее применении в коммерческих целях в бизнес-окружении.
Далее, если ваш процессор не поддерживает аппаратную виртуализацию, то KVM будет работать в очень медленном и неэффективном режиме программной эмуляции. Кроме того, известно, что KVM конфликтует с VirtualBox, однако этому случаю будет посвящена отдельная заметка.
На основании вышесказанного можно сделать вывод, что KVM больше подходит людям, которые занимаются виртуализацией в профессиональных целях. Вряд ли она станет вашей любимой домашней игрушкой, однако если вы решите затратить определенные усилия для ее изучения, то полученные при этом знания позволят быть с технологиями виртуализации на "ты". В отличие от VMware и VirtualBox, изначально предполагающих, что пользователь будет работать с программой, используя графический интерфейс, KVM ориентирована на использование командной строки и написание скриптов.
Подводя итого, можно сказать, что преимущества KVM заключаются в использовании новейших технологий виртуализации, отсутствии каких-либо лицерзионных ограничений в использовании, мощном интерфейсе командной строки. Если ваш процессор не поддерживает аппаратной виртуализации, вы не хотите писать скрипты и предпочитаете более простые в администрировании системы, такие как VMware Server, ESXi или VirtualBox, то KVM не для вас.

Тестовая платформа

KVM можно использовать на любом дистрибутиве Linux. Однако основным разработчиком и спонсором KVM является RedHat. Например, RHEL поставляется сразу с KVM, поэтому вы можете найти ее в любом дистрибутиве на базе RedHat, например CentOS, Scientific Linux, или Fedora.
Так как дома я пользуюсь преимущественно Ubuntu, то и тестировать KVM буду на этой системе, установленный на мой сравнительно новый ноутбук HP, оснащенный процессором i5 с поддержкой аппаратной виртуализации.
В данной статье я расскажу, как установить KVM на 64-битную Ubuntu Lucid (LTS).

Подготовка к установке

Сначала необходимо проверить, поддерживает ли ваш процессор аппаратную виртуализацию. Это делается с помощью следующей команды:

$ egrep -c "(vmx|svm)" /proc/cpuinfo

Если вывод представляет собой ненулевое число, все в порядке. Кроме того, необходимо проверить, что технология виртуализации активирована в BIOS.
Естественно, после ее активирования необходимо перезагрузить машину, чтобы изменения вступили в силу. Для проверки выполните команду kvm-ok:

Скачивание и установка KVM

Для работы KVM необходимо установить следующие пакеты (для дистрибутивов с apt):

$ apt-get install qemu-kvm libvirt-bin

$ apt-get install bridge-utils virt-manager python-virtinst

P.S. В различных дистрибутивах пакеты могут называться по разному. Например, virt-install может называться python-virt-install или python-virtinst. Зависимости для virt-clone, virt-image и virt-viewer должны установиться автоматически. В отличие от того, что пишется в большинстве руководств, утилиты bridge устанавливать необязательно. Они нужны только в том случае, если вы собираетесь создавать сетевой мост между виртуальными и физическими сетевыми картами. В большинстве руководств также указывается, что большинство беспроводных сетевых интерфейсов не работают с мостами. Может быть это верно для какого-либо частного случая, однако у меня мост прекрасно работает с беспроводными адаптерами, поэтому будем надеяться, что и вас все заработает.
Я настоятельно рекомендую VMM (virt-manager). Более того, лучше установить и все утилиты поддержки, включая virt-viewer, virt-install, virt-image и virt-clone.
И последнее. Вы можете предпочесть ubuntu-vm-builder:

$ apt-get install ubuntu-vm-builder

Кроме этого, скорее всего будет установлено большое количество зависимостей, поэтому загрузка может занять значительное время.
P.S. На RedHat используйте yum install, на SUSE - zypper install.

Конфликт с VirtualBox

Я снова выскажу мнение, отличное от изложенного в большинстве рукводств: KVM и VirtualBox можно устанавливать вместе на одну систему. Но запустить их одновременно не получится. Другими словами, модуль ядра одной из виртуальных машин должен быть выгружен из оперативной памяти. Но это не причина отказываться от установки. Просто попробуйте, будут ли они работать у вас. Если нет, эту неполадку можно будет исправить. Позже я выложу отдельное руководство, посвященное устранению этой проблемы. У меня сейчас установлены и работают обе виртуальные машины.

Использование KVM

Ну а теперь самое интересное. Мы начнем знакомство с KVM с ее графического интерфейса, который мало отличается от аналогов. таких как консоль VMware и особенно VirtualBox.

Virtual Machine Manager (VMM)

При первом запуске программы вы увидите две категории, обе не подключенные. Это ссылки на стандартные модули KVM, пока не работающие. Для их использования щелкните правой кнопкой мыши и выберите "connect".

Для их использования щелкните правой кнопкой мыши и выберите "connect". Чтобы добавить новое соединение, выберите в меню File > Add Connection. При этом откроется окно, в котором можно будет задать тип гипервизора и тип соединения. VMM может использовать как локальные, так и удаленные соединения, включая QUEMU/KVM и Xen. Кроме того, поддерживаются все методы аутентификации.

Можно также поставить галочку autoconnect. При следующем запуске программы эти соединения будут готовы к использованию. Это похоже на стартовый интерфейс VMware Server. Просто для примера:

Kernel vs Usermode

Вы можете спросить, в чем различие между режимами normal/default и Usermode? При использовании Usermode виртуальную машину можно запускать без административных привилегий, но ее сетевая функциональность при этом будет ограничена.

Продолжаем изучение VMM

Кратко рассмотрим остальные функции программы.
Сетевую функциональность можно просмотреть или изменить, открыв пункт Host Details. Подробно этот вопрос я планирую рассмотреть в отдельном руководстве. Там же мы установим утилиты для работы сетевого моста.

Аналогично можно изменить параметры дисковой подсистемы:

Изменение предварительных установок

VMM имеет небольшой набор опций, изменяя которые вы сможете лучше настроить программу под свои нужды. Например, можно активировать показ иконки VMM в системном трее, задать интервал сбора статистики, активировать сбор данных по дисковым и сетевым метрикам, настроить захват клавиатуры, масштабирование консоли, опции аудиосистемы и т.д.

После этого вы сможете просматривать более подробную информацию о виртуальной машине. Например, ниже показан вывод информации об использовании процессора, дисковой и сетевой подсистем для гостевой системы Ubuntu.

Иконка в системном трее выглядит так:

Теперь мы готовы создать новую виртуальную машину.

Создание виртуальной машины

Создать виртуальную машину можно и из командной строки, но для начала воспользуемся VMM. Первый шаг должен быть интуитивно понятен. Введите название и задайте расположение инсталляционного диска. Это может быть как локальное устройство в виде диска CD/DVD или образа ISO, так и HTTP или FTP сервер, NFS или PXE.

Мы используем локальный носитель. Теперь необходимо задать, будет ли это физическое устройство или образ. В нашем случае используется ISO. Далее нужно выбрать тип и версию ISO. Здесь не требуется такая уж высокая точность, но правильный выбор позволит повысить производительность виртуальной машины.

Четвертый этап - виртуальный диск. Вы можете создать новый образ или использовать существующий. Необходимо выбрать размер диска и задать, будет ли создан образ диска сразу заданного размера, либо его размер будет увеличиваться динамически по мере необходимости. Необходимо отметить, что выделение сразу всего пространства под образ диска повышает производительность и уменьшает фрагментирование файловой системы.

Далее мы еще уделим внимание дисковой подсистеме. Однако обратите внимание, что при работе в режиме Usermode у вас не будет прав записи в /var, где по умолчанию хранятся образы виртуальных дисков. Поэтому необходимо будет задать другое расположение для образов. Более подробно этот вопрос будет освещен в отдельной статье.
Этап 5 - это вывод сводных данных с возможностью настройки некоторых продвинутых опций. Здесь вы можете изменить тип сети, задать фиксированные MAC-адреса, выбрать тип виртуализации и целевую архитектуру. Если вы работаете в режиме Usermode, возможности настройки сети будут ограничены, например невозможно будет создать мосты между сетевыми интерфейсами. И последнее: если ваш процессор не поддерживает аппаратной виртуализации, поле Virt Type будет иметь значение QUEMU и сменить его на KVM будет невозможно. Ниже мы рассмотрим недостатки работы в режиме эмуляции. А теперь можете посмотреть, как выглядят типовые настройки для виртуальной машины Ubuntu:

Наша машина готова к использованию.

Настройка виртуальной машины

Консоль VM также имеет несколько интересных опций. Вы можете посылать сигналы гостевой системе, переключаться между виртуальными консолями, перезагружать или выключать гостевую систему, клонировать, перемещать, сохранять состояние виртуальной машины, делать скриншоты и так далее. Снова все, как у конкурентов.

Ниже представлена пара скриншотов, показывающая опции клонирования и перемещения виртуальной машины. В дальнейшем мы подробно рассмотрим данный вопрос.

Запуск виртуальной машины

А теперь самое интересное. Ниже несколько красивых скриншотов...
Начинаем с загрузочного меню 32-битной версии Ubuntu 10.10 Maverick:

Рабочий стол Puppy Linux как всегда великолепен:

Теперь Ubuntu, запущенная под NAT. Обратите внимание на низкую загрузку процессора. Позже мы поговорим об этом, когда будем обсуждать режим эмуляции.

Размер окна консоли можно подгонять под разрешение рабочего стола гостевой системы. На следущем скриншоте Puppy и Ubuntu бок о бок:

Обратите внимание на небольшую загрузку системы. С этим режимом эмуляции можно запускать одновременно несколько виртуальных машин.

При необходимости можно удалить виртуальную машину вместе со всеми ее файлами:

Командная строка

Ну а теперь познакомимся поближе с нелюбимой командной строкой. Например, выведем список всех доступных виртуальных машин с помощью virsh.

$ virsh "list --all"

Ниже приведена последовательность команд для создания и запуска виртуальной машины с помощью virt-install.

Полностью команда выглядит так:

$ virt-install --connect qemu://system -n puppy -r 512 -f puppy.img -c lupu-520.iso --vnc --noautoconsole --os-type linux --accelerate --network=network:default

--connect qemu:///system задает тип гипервизора. Опция system используется при запуске машины на голом ядре от имени суперпользователя. При запуске от имени обычного пользователя используется опция session.
-n puppy - это уникальное имя виртуальной машины. Его можно изменить с помощью virsh.
-r 512 задает размер RAM.
-f задает файл образа диска. В моем случае это puppy.img, который я создал с помощью команды dd.
-c задает the CD-ROM, который может быть как физическим устройством, так и ISO-образом.
--vnc создает гостевую консоль и экспортирует ее как сервер VNC. Опция --noautoconnect запрещает автоматическое открытие консоли при запуске виртуальной машины.
--os-type задает тип гостевой операционной системы.
--accelerate разрешает KVM использовать функции оптимизации, повышающие производительность гостевой системы.
--network определяет тип сети. В нашем случае используется соединение, заданное по умолчанию.

Имеется множество других функций, задающих такие параметры, как количество ядер процессора, фиксированные MAC-адреса и т.д. Все они подробно описаны в man-странице. Несмотря на кажущуюся сложность, управление с помощью командной строки осваивается достаточно быстро.

Режим чистой эмуляции

Я уже говорил, что он ужасно неэффективен. Теперь подтвердим это на практике. Например, на представленном ниже скриншоте можно видеть, что система при работе потребляет все доступные ей ресурсы процессора, которые в данном случае при наличии одного ядра составляют 25% ресурсов физического процессора. Это значит, что четыре виртуальные машины будут полностью загружать четырехъядерный хост.

Кроме того, производительность гостевой системы ниже всякой критики. Если при включенной аппаратной виртуализации загрузка гостевой Ubuntu занимала у меня около 1 минуты, то после ее отключения она составила 20 минут. Необходимо отметить, что без использования аппаратной виртуализации производительность QUEMU/KVM намного ниже, чем у конкурентов.

В этой вступительной статье я расскажу вкратце обо всех программных средствах, использованных в процессе разработки услуги. Более подробно о них будет рассказано в следующих статьях.

Почему ? Эта операционная система мне близка и понятна, так что при выборе дистрибутива мучений, терзаний и метаний испытано не было. Особых преимуществ перед Red Hat Enterprise Linux у него нет, но было принято решение работать со знакомой системой.

Если вы планируете самостоятельно развернуть инфраструктуру, используя аналогичные технологии, я бы посоветовал взять именно RHEL: благодаря хорошей документации и хорошо написаным прикладным программам это будет если не на порядок, то уж точно раза в два проще, а благодаря развитой системе сертификации без особого труда можно будет найти некоторое количество специалистов, на должном уровне знакомых в данной ОС.

Мы же, повторюсь, решили использовать Debian Squeeze с набором пакетов из Sid/Experimental и некоторыми пакетами, бэкпортированными и собранными с нашими патчами.
В планах имеется публикация репозитория с пакетами.

При выборе технологии виртуализации рассматривались два варианта - Xen и KVM.

Также во внимание принимался факт наличия огромного количества разработчиков, хостеров, комерческих решений именно на базе Xen - тем интереснее было провести в жизнь решение именно на базе KVM.

Основной же причиной, по которой мы решили использовать именно KVM, является необходимость запуска виртуальных машин с FreeBSD и, в перспективе, MS Windows.

Для управления виртуальными машинами оказалось чрезвычайно удобно использовать и продукты, использующие ее API: virsh , virt-manager , virt-install , пр.

Это система, которая хранит настройки виртуальных машин, управляет ими, ведёт по ним статистику, следит за тем, чтобы при старте у виртуальной машины поднимался интерфейс, подключает устройства к машине - в общем, выполняет кучу полезной работы и еще немножко сверх того.

Разумеется, решение не идеально. Из минусов следует назвать:

• Абсолютно невменяемые сообщения об ошибках.
• Невозможность изменять часть конфигурации виртуальной машины на лету, хотя QMP (QEMU Monitor Protocol) это вполне позволяет.
• Иногда к libvirtd по непонятной причине невозможно подключиться - он перестаёт реагировать на внешние события.

Основной проблемой в реализации услуги в самом начале представлялось лимитирование ресурсов для виртуальных машин. В Xen эта проблема была решена при помощи внутреннего шедулера, распределяющего ресурсы между виртуальными машинами - и что самое прекрасное, была реализована возможность лимитировать и дисковые операции в том числе.

В KVM ничего такого не было до появления механизма распределения ресурсов ядра . Как обычно в Linux, доступ к этим функциям был реализован посредством специальной файловой системы cgroup , в которой при помощи обычных системных вызовов write() можно было добавить процесс в группу, назначить ему его вес в попугаях, указать ядро, на котором он будет работать, указать пропускную способность диска, которую этот процесс может использовать, или, опять же, назначить ему вес.

Профит в том, что всё это реализуется внутри ядра, и использовать это можно не только для сервера, но и для десктопа (что и использовали в известном «The ~200 Line Linux Kernel Patch That Does Wonders »). И на мой взгляд, это одно из самых значительных изменений в ветке 2.6, не считая любимого #12309 , а не запиливание очередной файловой системы. Ну, разве что, кроме POHMELFS (но чисто из-за названия).

Отношение к этой библиотеке-утилите у меня весьма неоднозначное.

С одной стороны это выглядит примерно так:

И ещё эту штуку чертовски сложно собрать из исходников и тем более в пакет: иногда мне кажется, что Linux From Scratch собрать с нуля несколько проще.

С другой стороны - очень мощная штука, которая позволяет создавать образы для виртуальных машин, модифицировать их, ужимать, ставить grub, модифицировать таблицу разделов, управлять конфигурационными файлами, переносить «железные» машины в виртуальную среду, переносить виртуальные машины с одного образа на другой, переносить виртуальные машины из образа на железо и, честно говоря, тут меня фантазия немного подводит. Ах, да: ещё можно запустить демон внутри виртуальной машины Linux и получить доступ к данным виртуальной машины вживую, и всё это делать на shell, python, perl, java, ocaml. Это краткий и далеко не полный список того, что можно сделать с .

Интересно, что большая часть кода в генерируется в момент сборки, равно как и документация к проекту. Очень широко используется ocaml, perl. Сам код пишется на C, который потом оборачивается в OCaml, и повторяющиеся куски кода генерируются сами. Работа с образами осуществляется путём запуска специального сервисного образа (supermin appliance), в который через канал внутрь него отправляются команды. Внутри этого образа содержится некоторый rescue набор утилит, таких как parted, mkfs и прочих полезных в хозяйстве системного администратора.

Я с недавнего времени его даже дома стал использовать, когда выковыривал из образа nandroid нужные мне данные. Но для этого требуется ядро с поддержкой yaffs.

Прочее

Ниже приведено ещё несколько интересных ссылок на описание использованных пограммных средств - почитать и поизучать самостоятельно, если интересно. Например,

Мне лично проще всего думать о KVM (Kernel-based Virtual Machine), как о таком уровне абстракции над технологиями хардверной виртуализации Intel VT-x и AMD-V. Берем машину с процессором, поддерживающим одну из этих технологий, ставим на эту машину Linux, в Linux’е устанавливаем KVM, в результате получаем возможность создавать виртуалки. Так примерно и работают облачные хостинги, например, Amazon Web Services . Наряду с KVM иногда также используется и Xen, но обсуждение этой технологии уже выходит за рамки данного поста. В отличие от технологий контейнерной виртуализации, например, того же Docker , KVM позволяет запускать в качестве гостевой системы любую ОС, но при этом имеет и бо льшие накладные расходы на виртуализацию.

Примечание: Описанные ниже действия были проверены мной на Ubuntu Linux 14.04, но по идее будут во многом справедливы как для других версий Ubuntu, так и других дистрибутивов Linux. Все должно работать как на десктопе, так и на сервере, доступ к которому осуществляется по SSH.

Установка KVM

Проверяем, поддерживается ли Intel VT-x или AMD-V нашим процессором:

grep -E "(vmx|svm)" / proc/ cpuinfo

Если что-то нагреполось, значит поддерживается, и можно действовать дальше.

Устанавливаем KVM:

sudo apt-get update
sudo apt-get install qemu-kvm libvirt-bin virtinst bridge-utils

Что где принято хранить:

• /var/lib/libvirt/boot/ — ISO-образы для установки гостевых систем;
• /var/lib/libvirt/images/ — образы жестких дисков гостевых систем;
• /var/log/libvirt/ — тут следует искать все логи;
• /etc/libvirt/ — каталог с файлами конфигурации;

Теперь, когда KVM установлен, создадим нашу первую виртуалку.

Создание первой виртуалки

В качестве гостевой системы я выбрал FreeBSD. Качаем ISO-образ системы:

cd / var/ lib/ libvirt/ boot/
sudo wget http:// ftp.freebsd.org/ path/ to/ some-freebsd-disk.iso

Управление виртуальными машинами в большинстве случаев производится при помощи утилиты virsh:

sudo virsh --help

Перед запуском виртуалки нам понадобится собрать кое-какие дополнительные сведения.

Смотрим список доступных сетей:

sudo virsh net-list

Просмотр информации о конкретной сети (с именем default):

sudo virsh net-info default

Смотрим список доступных оптимизаций для гостевых ОС:

sudo virt-install --os-variant list

Итак, теперь создаем виртуальную машину с 1 CPU, 1 Гб RAM и 32 Гб места на диске, подключенную к сети default:

sudo virt-install \
--virt-type =kvm \
--name freebsd10 \
--ram 1024 \
--vcpus =1 \
--os-variant =freebsd8 \
--hvm \
--cdrom =/ var/ lib/ libvirt/ boot/ FreeBSD-10.2 -RELEASE-amd64-disc1.iso \
--network network =default,model =virtio \
--graphics vnc \
--disk path =/ var/ lib/ libvirt/ images/ freebsd10.img,size =32 ,bus =virtio

Вы можете увидеть:

WARNING Unable to connect to graphical console: virt-viewer not
installed. Please install the "virt-viewer" package.

Domain installation still in progress. You can reconnect to the console
to complete the installation process.

Это нормально, так и должно быть.

Затем смотрим свойства виртуалки в формате XML:

sudo virsh dumpxml freebsd10

Тут приводится наиболее полная информация. В том числе есть, к примеру, и MAC-адрес, который понадобятся нам далее. Пока что находим информацию о VNC. В моем случае:

С помощью любимого клиента (я лично пользуюсь Rammina) заходим по VNC , при необходимости используя SSH port forwarding. Попадаем прямо в инстялятор FreeBSD. Дальше все как обычно — Next, Next, Next, получаем установленную систему.

Основные команды

Давайте теперь рассмотрим основные команды для работы с KVM.

Получение списка всех виртуалок:

sudo virsh list --all

Получение информации о конкретной виртуалке:

sudo virsh dominfo freebsd10

Запустить виртуалку:

sudo virsh start freebsd10

Остановить виртуалку:

sudo virsh shutdown freebsd10

Жестко прибить виртуалку (несмотря на название, это не удаление):

sudo virsh destroy freebsd10

Ребутнуть виртуалку:

sudo virsh reboot freebsd10

Склонировать виртуалку:

sudo virt-clone -o freebsd10 -n freebsd10-clone \
--file / var/ lib/ libvirt/ images/ freebsd10-clone.img

Включить/выключить автозапуск:

sudo virsh autostart freebsd10
sudo virsh autostart --disable freebsd10

Запуск virsh в диалоговом режиме (все команды в диалоговом режиме — как описано выше):

sudo virsh

Редактирование свойств виртуалки в XML, в том числе здесь можно изменить ограничение на количество памяти и тд:

sudo virsh edit freebsd10

Важно! Комментарии из отредактированного XML, к сожалению, удаляются.

Когда виртуалка остановлена, диск тоже можно ресайзить:

sudo qemu-img resize / var/ lib/ libvirt/ images/ freebsd10.img -2G
sudo qemu-img info / var/ lib/ libvirt/ images/ freebsd10.img

Важно! Вашей гостевой ОС, скорее всего, не понравится, что диск внезапно стал больше или меньше. В лучшем случае, она загрузится в аварийном режиме с предложением переразбить диск. Скорее всего, вы не должны хотеть так делать. Куда проще может оказаться завести новую виртуалку и смигрировать на нее все данные.

Резервное копирование и восстановление производятся довольно просто. Достаточно сохранить куда-то вывод dumpxml, а также образ диска, а потом восстановить их. На YouTube удалось найти видео с демонстрацией этого процесса, все и вправду несложно.

Настройки сети

Интересный вопрос — как определить, какой IP-адрес получила виртуалка после загрузки? В KVM это делается хитро. Я в итоге написал такой скрипт на Python :

#!/usr/bin/env python3

# virt-ip.py script
# (c) 2016 Aleksander Alekseev
# http://сайт/

import sys
import re
import os
import subprocess
from xml .etree import ElementTree

def eprint(str ) :
print (str , file = sys .stderr )

if len (sys .argv ) < 2 :
eprint("USAGE: " + sys .argv [ 0 ] + " " )
eprint("Example: " + sys .argv [ 0 ] + " freebsd10" )
sys .exit (1 )

if os .geteuid () != 0 :
eprint("ERROR: you shold be root" )
eprint("Hint: run `sudo " + sys .argv [ 0 ] + " ...`" ) ;
sys .exit (1 )

if subprocess .call ("which arping 2>&1 >/dev/null" , shell = True ) != 0 :
eprint("ERROR: arping not found" )
eprint("Hint: run `sudo apt-get install arping`" )
sys .exit (1 )

Domain = sys .argv [ 1 ]

if not re .match ("^*$" , domain) :
eprint("ERROR: invalid characters in domain name" )
sys .exit (1 )

Domout = subprocess .check_output ("virsh dumpxml " +domain+" || true" ,
shell = True )
domout = domout.decode ("utf-8" ) .strip ()

if domout == "" :
# error message already printed by dumpxml
sys .exit (1 )

Doc = ElementTree.fromstring (domout)

# 1. list all network interfaces
# 2. run `arping` on every interface in parallel
# 3. grep replies
cmd = "(ifconfig | cut -d " " -f 1 | grep -E "." | " + \
"xargs -P0 -I IFACE arping -i IFACE -c 1 {} 2>&1 | " + \
"grep "bytes from") || true"

for child in doc.iter () :
if child.tag == "mac" :
macaddr = child.attrib [ "address" ]
macout = subprocess .check_output (cmd .format (macaddr) ,
shell = True )
print (macout.decode ("utf-8" ) )

Скрипт работает как с default сетью, так и с bridged сетью, настройку которой мы рассмотрим далее. Однако на практике куда удобнее настроить KVM так, чтобы он всегда назначал гостевым системам одни и те же IP-адреса. Для этого правим настройки сети:

sudo virsh net-edit default

… примерно таким образом:

>



>

После внесения этих правок


>

… и заменяем на что-то вроде:

>

Перезагружаем гостевую систему и проверяем, что она получила IP по DHCP от роутера. Если же вы хотите, чтобы гостевая система имела статический IP-адрес, это настраивается как обычно внутри самой гостевой системы.

Программа virt-manager

Вас также может заинтересовать программа virt-manager:

sudo apt-get install virt-manager
sudo usermod -a -G libvirtd USERNAME

Так выглядит ее главное окно:

Как видите, virt-manager представляет собой не только GUI для виртуалок, запущенных локально. С его помощью можно управлять виртуальными машинами, работающими и на других хостах, а также смотреть на красивые графички в реальном времени. Я лично нахожу особенно удобным в virt-manager то, что не нужно искать по конфигам, на каком порту крутится VNC конкретной гостевой системы. Просто находишь виртуалку в списке, делаешь двойной клик, и получаешь доступ к монитору.

Еще при помощи virt-manager очень удобно делать вещи, которые иначе потребовали бы трудоемкого редактирования XML-файлов и в некоторых случаях выполнения дополнительных команд. Например, переименование виртуальных машин, настройку CPU affinity и подобные вещи. Кстати, использование CPU affinity существенно снижает эффект шумных соседей и влияние виртуальных машин на хост-систему. По возможности используйте его всегда.

Если вы решите использовать KVM в качестве замены VirtualBox, примите во внимание, что хардверную виртуализацию они между собой поделить не смогут. Чтобы KVM заработал у вас на десктопе, вам не только придется остановить все виртуалки в VirtualBox и Vagrant , но и перезагрузить систему. Я лично нахожу KVM намного удобнее VirtualBox, как минимум, потому что он не требует выполнять команду sudo / sbin/ rcvboxdrv setup после каждого обновления ядра, адекватно работает c Unity , и вообще позволяет спрятать все окошки.