kvm модуль что это

Что такое виртуализация KVM

Сегодня сложно представить мир без компьютеризированных устройств. Лет этак 20 назад почти все бытовые приборы были электро-механические, об использовании компьютерных схем повсеместно не было даже и речи. Самые первые компьютеры занимали значительные объемы пространства, и могли относительно не много. Компьютерно-вычислительные комплексы за последнее время прошли достаточно большой путь развития. Хотя, принципиально компьютеры ничем не изменились, но вычислительные мощности стремительно возросли. Наличие компьютера в простой семье теперь не является чем-то особенным.

В данный момент, зачастую большое количество компьютерной техники в помещениях может доставлять значительно неудобств. По этой причине стали появляться централизованные системы. Но централизованные системы зачастую не могут решить тех проблем, которые решает сеть из компьютеров. По этой причине и была предложена концепция виртуализации, когда один центральный компьютер выполняет роль сети компьютеров.

Общие сведения о виртуализации

По своей сути, все ОС это в общем-то и так некоторая виртуальная среда, которая предоставляется разработчику ПО, как средство реализации конечных задач. Уже давно прошло то время, когда программы писались конкретно под аппаратную часть компьютера по средствам аппаратных кодов и запросов. Сегодня же, любое приложение – это в первую очередь приложение, написанное на некотором API, который находится под управлением ОС. Задачи же ОС – предоставить данным API непосредственно доступ к аппаратным ресурсам.

Собственно видов виртуализации существует несколько:

Виртуализация в свою очередь бывает полной и частичной.

Программная виртуализация – вид виртуализации, который задействует различные библиотеки ОС, транслируя вызовы виртуальной машины в вызовы ОС. (DOSBox, Virtualbox, VirtualPC)

Аппаратная виртуализация – такой вид, который предусматривает специализированную инструкцию аппаратной части, а конкретно инструкций процессора. Позволяет исполнять запросы в обход гостевой ОС, и исполнять прямо на аппаратном обеспечении. (виртуализация KVM,виртуализация XEN, Parallels, VMware, Virtualbox)

Виртуализация уровня операционной системы – виртуализация только части платформы, без полной виртуализации аппаратной части. Подразумевает работы нескольких экземпляров среды ОС. (Docker, LXC)

Данная статья будет рассматривать Аппаратную виртуализацию, а конкретно виртуализацию KVM.

Схема 1. – Взаимодействие компонентов виртуальной машины с аппаратной частью

Особенности виртуализации для ядра Linux

Для исполнения прямых аппаратных запросов в ОС должна иметься библиотека, которая направляла бы эти запросы аппаратной части напрямую. На платформах базы Linux долгое время никакой встроенной системы виртуализации (встроенного гипервизора), просто не существовало. Каждый производитель ПО для виртуализации, который поддерживало технологию аппаратной виртуализации, вынуждены были создавать собственные модули для ядра Linux (vboxdrv в Virtualbox, vmware-service в VMWare и пр.) Естественно, это не могло продолжаться вечно, и компания Qumranet, Inc, выкупленая затем Radhat создала ассоциацию Open Virtualization Alliance, которая была признана решить проблему отсутствия базового гипервизора для ядра Linux. Так и был создан гипервизор KVM или Kernel-based Virtual Machine.

Реализация

Гипервизор KVM представляет из себя загружаемый модуль ядра Linux, который предназначен для обеспечения виртуализации на платформе Linux x86. Сам модуль содержит компонент собственно виртуализации(kvm.ko), и процессорно-специфический загружаемый модуль kvm-amd.ko либо kvm-intel.ko.

Сам по себе KVM не выполняет эмуляции. Вместо этого программа, работающая в пространстве пользователя, использует интерфейс /dev/kvm для настройки адресного пространства гостя виртуальной машины, через него же эмулирует устройства ввода-вывода и видеоадаптер.

KVM позволяет виртуальным машинам использовать немодифицированные образы дисков QEMU, VMware и других, содержащие операционные системы. Каждая виртуальная машина имеет своё собственное виртуальное аппаратное обеспечение: сетевые карты, диск, видеокарту и другие устройства.

Использование

Для использования данного гипервизора существует множество реализаций. Некоторые представляют из себя целые специализированные библиотеки, другие имеют вид простых графических приложений.

Для наглядности рассматривается виртуализация KVM на базе библиотеку virt-manager.

Данная библиотека позволяет упростить вызов различных гипервизоров, предоставляя удобный интерфейс для автоматизации процесса виртуализации. Кроме того, библиотека имеет возможность работы с сетевой инфраструктурой, что иногда важно, при построении клиент-серверных рабочих мест.

Схема 2. – Взаимодействие компонентов libvirt

QEMU позволяет создать фрейм для вызова гипервизора на клиентской системе. Данная программа настраивается аргументами вызова командной строки, является достаточно легкой и простой.

Существуют кроме того несколько графических оболочек, таких как Gnome-Boxes.

Выводы

Виртуализация – неотъемлемая часть современных корпоративных систем, она позволяет сэкономить колоссальные денежные и энергетические ресурсы. Развитие технологий виртуализации является приоритетным направлением многих организаций. Развиваются такие технологии как как VGAPassthrough (технология «проброса» видеокарты хост-устройства в виртуальную машину) и PCIPassthrough («проброс» PCI устройства).

Источник

Вопросы о KVM Переключателях, Которые Вам Нужно Знать

Worton

Вопросы о KVM переключателях, которые Вам нужно знать

KVM переключатели являются популярными устройствами в современном дата-центре и серверной комнате. Что такое KVM переключатель? Для чего он? Если в комнате 20 серверов, как управлять ими одновременно, одним щелчком мыши? Вот чего могут достичь KVM переключатели в реальных приложениях. Вы уже знакомы с KVM или у вас все еще есть вопросы о KVM коммутаторе в ваших соединениях? Здесь будут обсуждаться некоторые из наиболее распространенных вопросов, касающихся KVM переключателей.

1.Что такое KVM переключатель?

KVM переключатели представляют собой устройства, позволяющие управлять большим количеством компьютеров с одного рабочего места, оснащенного монитором, клавиатурой и мышью. Его также можно назвать «CATx KVM переключатели», поскольку он соединяет другие устройства с помощью медных кабелей, таких как Cat5, Cat5e или Cat6. Нажав кнопку на KVM переключателе, администратор может легко переключать управление с одного сервера на другой.

2. Каковы общие типы KVM переключателей?

Поскольку необходимая техника развернуты в дата-центре или дома, KVM коммутатор также имеет различные размеры и конфигурации. KVM переключатели для монтажа в стойку, для приложений, которым требуется пространство. 4-портовый, 8-портовый, 16-портовый и 32-портовый KVM переключатели для различного количества устройств, которые необходимо контролировать. Кроме того, современные устройства также добавили возможность обмена другими периферийными устройствами, такими как USB-устройства и аудио.

3. Как работают KVM переключатели?

KVM переключатель обеспечивает подключение интерфейсов монитора, клавиатуры и мыши от рабочей консоли к выбранному компьютеру. Для того чтобы начать работу с другим компьютером, достаточно просто «переключить» данные интерфейсы на него. Переключение может осуществляться несколькими способами:

4. Какие преимущества обеспечивает KVM переключатель?

Использование KVM переключателей, позволяет эффективно организовать работу оборудования и персонала в сферах применения, требующих высокого уровня концентрации, надежности и производительности.

Основными преимуществами являются:

5. Как настроить KVM переключатель?

Вот общие шаги для установки KVM переключателя:

6. Где нужен KVM переключатель?

7. В чем заключаются основные различия между моделями KVM переключателей?

На сегодняшний день существует множество моделей KVM переключателей, различающихся по параметрам и функционалу. Среди основных различий можно выделить следующие особенности:

8. Какой коммутатор KVM лучший для моей конфигурации?

Ответ основан на практической необходимости. Каждая конфигурация уникальна, и у каждого пользователя есть определенные потребности. Прежде чем получить его, постарайтесь понять, что вам нужно. Например, количество пользователей, пропускная способность, требования к расстоянию, мощность, безопасность и т. д.

9. Почему некоторые KVM переключатели намного дешевле, чем другие?

На рынке представлены различные варианты KVM переключателей. Некоторые предлагают общий доступ к USB, OSD, поддержку аудио, эмуляцию порта и мультиплатформенность. А для аксессуаров есть кабели питания, кабели KVM и интерфейсный модуль RJ45-VGA, что приводит к разным ценам на KVM коммутатор. FS предлагает стойку и KVM переключатели с различными портами для локальных или удаленных приложений. Вот прайс-лист на KVM переключатели для деталей в FS.

10. В чем разница между KVM коммутатором и консольным сервером?

Источник

Как выбрать KVM-переключатель

Что такое KVM-переключатель и зачем он нужен.

Принцип действия КVM-переключателя

На отключенных компьютерах KVM-переключатель эмулирует наличие клавиатуры, мыши и монитора, чтобы предотвратить возникновение ошибки, связанной с их отсутствием.

KVM-переключатель используется в:

— серверных. Исторически первой и до сих пор основной задачей KVM-переключателей является обслуживание серверных стоек и комнат. Поскольку работа сервера не требует постоянного контроля оператором, клавиатура, мышь и монитор серверу не нужны. Но при возникновении нештатных ситуаций, при апгрейде системы или программного обеспечения, при настройке и «чистке» системы – без монитора и клавиатуры (а иногда и мыши) обойтись невозможно. Если серверов в комнате несколько, то использование KVM-переключателя позволит сэкономить немалые деньги.

— сервисных центрах для настройки и ремонта компьютеров. Как правило, клиенты приносят для ремонта только системный блок и наличие KVM-переключателя на рабочем месте ремонтника позволит не держать «под рукой» запасной комплект из мыши, клавиатуры и монитора;

— дома или в офисе при использовании неттопов и отдельных системных блоков в качестве медиатеки (медиасервера) и/или головного устройства медиасистемы. Обычно для управления неттопом бывает достаточно мыши или пульта ДУ, но при настройке может потребоваться необходимость подключения клавиатуры и отдельного монитора. Если поблизости есть компьютер, можно установить на него KVM-переключатель, и, при необходимости, настраивать неттоп с привычного рабочего места.

Во всех этих случаях использование KVM-переключателя позволяет сэкономить время, деньги, электроэнергию и место в комнате.

Возможности KVM-переключателей зависят от класса устройства. Простые (и недорогие) устройства могут обеспечить подключение двух системных блоков к одному комплекту мыши, клавиатуры, монитора и, иногда, аудиоколонок с возможностью переключения с помощью кнопок на самом устройстве. Модели классом повыше способны подключать к двум-четырем компьютерам общее USB-устройство (например, принтер) и обеспечивать переключение с помощью экранного меню, горячих клавиш или установленного ПО. Наиболее «продвинутые», применяющиеся для управления серверами, KVM-переключатели могут коммутировать сигнал с 8-16 и более компьютеров и предоставляют функцию полного управления компьютером (вплоть до входа в BIOS) по локальной сети – эта функция может оказаться незаменимой для удаленного администрирования сервера.

Характеристики KVM-переключателей.

Количество подключаемых ПК – основной параметр KVM-переключателя, определяющий его цену. Чем больше компьютеров можно подключить к KVM-переключателю, тем он дороже. Поэтому следует четко определиться с количеством компьютеров, которые будут использоваться с одним комплектом мыши, клавиатуры и монитора.

Брать KVM-переключатель с большим, чем необходимо, количеством подключаемых компьютеров «про запас» не стоит – при возникновении необходимости, количество подключенных компьютеров можно увеличить, подключив дополнительный KVM-переключатель к клиентским разъемам первого.

Поддерживаемые операционные системы.

Как правило, переключение сигналов в KVM-переключателе производится на аппаратном уровне независимо от установленной ОС. Поддержка операционной системы нужна для установки дополнительного программного обеспечения, расширяющего функционал KVM-переключателя.

Пример программного обеспечения KVM-переключателя

С помощью такого ПО может производиться настройка устройства или добавление «горячих клавиш» быстрого переключения комплектов; вестись протокол переключений и подключений по локальной сети.

Способ переключения.

Задание «горячих клавиш» с помощью ПО может привести к тому, что на некоторых системах они работать не будут.

Переключение с помощью «горячих клавиш» также присутствует в большинстве KVM-переключателей, но в некоторых этот способ реализован программно. В этом случае необходимо, чтобы у KVM-переключателя была поддержка систем всех подключенных к нему компьютеров и программное обеспечение должно быть установлено на каждом компьютере. Если поддержки системы какого-то из компьютеров нет (или на каком-то компьютере не установлено ПО), то переключиться «горячими клавишами» на этот компьютер будет можно, а вот потом переключиться на любой другой – уже нет. Потребуется идти к KVM-переключателю и нажимать соответствующую кнопку. Если переключение «горячими клавишами» для вас важно, лучше выбирать модель с аппаратной поддержкой такого способа переключения. Впрочем, таких моделей большинство.

Для удаленного администрирование будет необходима возможность переключения компьютеров по локальной сети (с помощью соответствующего ПО, установленного на рабочей станции) или по сети Интернет (с помощью веб-интерфейса).

Видео.

Определяет разъем и, соответственно, стандарт поддерживаемого видеосигнала. Следует выбирать KVM-переключатель с поддержкой того видеоразъема, который есть на всех подключаемых компьютерах и на используемом мониторе. Разъем SVGAпока еще является наиболее универсальным решением – он присутствует на большинстве недорогих или встроенных в материнскую плату видеокарт (на серверах обычно именно они и используются). Но если видеокарты всех подключаемых компьютеров оснащены разъемами DVI-D или HDMI(как и рабочий монитор), то лучше выбрать KVM-переключатель с соответствующими видеоразъемами. Отдельно следует отметить разъем SPHD-18 – это использующийся в KVM-переключателях разъем, объединяющий видеоразъем SVGA и разъем USB. Чтобы подключить к такому разъему выход видеокарты и входа мыши/клавиатуры, понадобится приобрести соответствующий аксессуар.

Поддержка видеорежимов – тот параметр, на который следует обратить пристальное внимание, если важно получать с подключенных компьютеров хорошую «картинку». Для серверов это может быть не очень важно – для настройки сервера обычно достаточно базовых режимов, вроде 1024х768 или даже 800х600. Но если KVM-переключатель предполагается использовать с медиасервером, то поддержка видеорежимов с высоким разрешением становится очень важной. При подключении компьютеров к KVM-переключателю следует проследить, на всех подключенных к нему компьютерах был установлен поддерживаемый устройством видеорежим, иначе при подключении к этому компьютеру на мониторе может быть просто «черный экран», и для смены режима придется подключать монитор непосредственно к этому компьютеру.

Клавиатура и мышь.

Определяет разъемы подключения клавиатуры и мыши. Должен соответствовать разъемам, использующимся на всех подключаемых компьютерах.

Следует иметь в виду, что разъем PS/2, последние десятилетия использовавшийся для подключения клавиатур и мышей, окончательно сдает позиции – почти все мыши и большинство современных клавиатур сегодня имеют интерфейс USB. Поэтому многие даже десктопные компьютеры сегодня не оснащаются разъемом PS/2 или оснащаются универсальным – для подключения либо мыши, либо клавиатуры. Подключить и мышь, и клавиатуру к такому разъему можно далеко не всегда. В то же время, KVM-переключатель c подключением клавиатуры по PS/2 обычно использует такой же разъем для подключения мыши. Приобретя такой KVM-переключатель для подключения компьютеров с одним универсальным PS/2 разъемом, можно столкнуться с проблемой, когда на компьютерах будет работать либо мышь, либо клавиатура.

KVM-переключатель с поддержкой клавиатуры и мыши по интерфейсу USB представляется более перспективным. Разъем SPHD-18 также использует интерфейс USB.

Аудио

Не все KVM-переключатели обеспечивают коммутацию аудиосигнала, да и надобность в такой коммутации возникает нечасто. Но если вам необходимо, чтобы звук со всех подключенных компьютеров шел на аудиоколонки рабочей станции, убедитесь, что KVM-переключатель поддерживает коммутацию аудио. Также следует иметь в виду, что и среди таких KVM-переключателей большинство поддерживает коммутацию только стереозвука, коммутация многоканального звука поддерживается небольшим количеством устройств.

Другие порты.

KVM-переключатели, в дополнение к перечисленным, могут быть оснащены:

— USB разъемами для подключения к активному компьютеру USB-устройства, например, принтера или USB-диска. Последний вариант может быть очень удобен для настройщиков компьютеров – с этого диска можно, например, устанавливать систему на подключенный системный блок. Следует только иметь в виду, что при переключении компьютера, USB-диск тоже переключается, и, если в этот момент велась работа с диском, на нем (или на диске компьютера) могут образоваться ошибки.

— RJ-45 разъемом для подключения к локальной сети и/или сети Интернет будет очень полезен для удаленного администрирования подключенных к устройству компьютеров.

— RS-232 разъем на современных устройствах встречается редко, используется для подключения модема и управления подключенными компьютерами по телефонной линии.

Установка в 19” стойку определяет, приспособлен ли KVM-переключатель для монтажа в серверную стойку.

Варианты выбора.

Для подключения второго компьютера к имеющемуся комплекту монитора, мыши и клавиатуры следует выбирать из двухпортовых KVM-переключателей. Стоят они 1300-13000 рублей.

Если вам важно, чтобы звук с обоих компьютеров шел на одни колонки, выбирайте из двухпортовых моделей с поддержкой аудио. Они стоят от 1500 рублей.

Если один или несколько из подключенных компьютеров имеют звуковые карты с многоканальными выходами, убедитесь, что в KVM-переключателе есть поддержка такого формата аудио. Такие устройства стоят от 13000 рублей.

Если KVM-переключатель нужен вам для обслуживания большого количества (8 и более) серверов, выбирайте среди многопортовых устройств по цене от 13000 до 40000 рублей. Как правило, они все могут быть установлены в 19” стойку.

Источник

Работа с виртуальными машинами KVM. Введение

Как и обещал, начинаю серию статей о том, как мы делали услугу аренды выделенных серверов на базе KVM.

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.

Debian

Почему Debian? 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.

Замечу, что лично я не очень хорошо знаю Xen, его архитектуру и уж тем более мелкие особенности — в основном я знакомился с ним в качестве гостя. Нет повода сказать, что Xen чем-то плох (потому, что он ещё не полностью вошёл в ядро, или у него что-то не так с производительностью, или еще по какой-то причине). Ничего определённого нельзя сказать и в плане производительности: в каких-то тестах KVM на 10-20 процентов опережает Xen по всем показателям, а где-то выигрывает Xen. Фактически, на текущий момент они практически сравнялись по функционалу, производительности, надёжности. И в принципе, не за горами тот день, когда Xen также войдёт в ядро. Уже вошёл в состав ядра virtually-a-machine.blogspot.com/2011/06/xen-support-in-mainline-linux-kernel.html.

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.

libvirt

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

libvirt — 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 libvirt следует назвать:

cgroups

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 cgroups. 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).

libguestfs

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 libguestfs.

Интересно, что большая часть кода в libguestfs 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, про утилиту для массовой работы с конфигурационными файлами, KVM best practices от товарищей из IBM. Рекомендую!

В следующей части

Следующая часть будет про установку необходимых программ, и их базовую настройку.

Источник