Kernel-based Virtual Machine

Die Kernel-based Virtual Machine (KVM) ist eine Infrastruktur des Linux-Kernels zur Virtualisierung, die auf mit den Hardware-Virtualisierungstechniken von Intel (VT) oder AMD (AMD-V) ausgestatteten x86-Prozessoren sowie auf der System-z-Architektur lauffähig ist. KVM wurde im Oktober 2006 veröffentlicht und ist ab Version 2.6.20<ref>Die Woche: Xen hat KVM vorbeiziehen lassen Artikel bei Heise open, vom 16. Juni 2011 </ref> des Linux-Kernels in diesem enthalten. Es wurde unter der Federführung von Avi Kivity bei dem israelischen Unternehmen Qumranet entwickelt. Qumranet wurde im September 2008 von Red Hat gekauft.<ref>Red Hat investiert in Virtualisierung Artikel bei Heise open, vom 4. September 2008</ref> Es existieren auch Portierungen von KVM nach FreeBSD<ref>FreeBSD Quarterly Status Report: Porting Linux KVM to FreeBSD. Abgerufen am 5. September 2014.</ref> und Illumos<ref>KVM on illumos. Abgerufen am 5. September 2014.</ref> in Form von Kernelmodulen.

Überblick

KVM wurde zunächst für die x86-Plattform entwickelt und besteht für diese aus dem Kernel-Modul kvm.ko sowie aus den hardwarespezifischen Modulen kvm-intel.ko (für Intel-Prozessoren) oder kvm-amd.ko (für AMD-Prozessoren). Inzwischen gibt es KVM auch für weitere Plattformen wie PowerPC<ref>KVM läuft auf POWER-Rechnern (ADMIN-Magazin)</ref>, System z und ARM. KVM selbst nimmt keine Emulation vor, sondern stellt nur die Infrastruktur dazu bereit; QEMU ist derzeit die einzige Möglichkeit, diese zu nutzen. Dazu stellt QEMU für virtualisierte Gastsysteme die notwendigen Geräte wie Festplatten, Netzwerk-, Sound- und Grafikkarten zur Verfügung.<ref>Artikel bei ordix.de Abgerufen am 22. April 2012 </ref> 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.<ref>wiki.libvirt.org Aufgerufen am 22. April 2012 </ref> Seit Kernel 3.1 unterstützt KVM nested Virtualization auf Intel-CPUs.<ref>Artikel bei golem.de Aufgerufen am 22. April 2012</ref> 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.<ref>Artikel bei heise.de Abgerufen am 22. April 2012</ref>

Bestandteile

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 Systememulation (für x86: PC-Emulator): GPL v2
• Linux-Usermode von QEMU: GPL v2
• BIOS-Dateien (bios.bin, vgabios.bin und vgabios-cirrus.bin): LGPL v2 oder neuer

Bedeutung

KVM führte bislang eher ein Nischendasein. Im Vergleich zu den Produkten von VMware (VMware ESXi), Microsoft (Hyper-V) oder Citrix (XenServer) besaß KVM keinen nennenswerten Marktanteil. Der freie Hypervisor wurde jedoch mit Kernelversion 2.6.20 in den Linux-Kernel fest integriert und wird so mit jeder aktuellen Version mitgeliefert.<ref>Artikel von ordix.de Abgerufen am 22. April 2012</ref> 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 dem Markt zu etablieren. Mittlerweile gehören über 200 Mitglieder aus der ganzen Welt zur Open Virtualization Alliance.<ref>offizielle Seite der OVA</ref> Die großen Distributoren Ubuntu,<ref>Artikel auf Golem Abgerufen am 23. April 2012</ref> Red Hat und SUSE Linux<ref>Artikel auf derstandard.de Abgerufen am 23. April 2012 </ref> haben bei der präferierten Virtualisierungslösung schon seit einiger Zeit von Xen auf den Neuling KVM gewechselt.

Management Tools

Für KVM sind mehrere Programme zur Steuerung möglich.<ref>linux-kvm.org: Sehr detaillierte Auflistung der vorhandenen Management Tools für KVM</ref> 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 virt-manager (VMM), AQemu oder dem UCS Virtual Machine Manager. Es existieren auch Lösungen, die das Management über Weboberflächen und somit das Ausrollen einer virtuellen Infrastruktur in Firmen ermöglichen. Hier ist das oVirt-Projekt und das darauf aufbauende kommerzielle Redhat Enterprise Virtualization zu nennen<ref>offizielle Seite von KVM</ref> oder die FOSS-Cloud, welche als reine Open-Source-Lösung zur Verfügung steht.<ref>Seite der FOSS-Cloud</ref>

Es bestehen auch andere kommerzielle Lösungen für das Aufbauen virtueller Desktop- und Serverinfrastrukten wie beispielsweise VERDE von Virtual Bridges. Diese Lösungen sind jedoch bisher nicht sonderlich weit verbreitet.<ref>Seite von Virtual Bridges</ref>

Besonderheiten

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.<ref>Artikel auf datacenter-insider.de Aufgerufen am 22. April 2012 </ref>

Siehe auch

• Virtuozzo
• Xen
• OpenVZ
• Linux-VServer
• VirtualBox
• VMware
• Proxmox VE
• UCS Virtual Machine Manager (UVMM)<ref>Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-Format"Cockpit - Univention Corporate Server für virtuelle Infrastrukturen". In: ADMIN Magazin. Linux New Media, Mai 2011, abgerufen am 27. Mai 2011. </ref>
• Collax V-Cube+
• Liste von Virtualisierungsprodukten

Literatur

•  Christoph Arnold, Michel Rode, Jan Sperling, Andreas Steil: KVM Best Practices. Virtualisierungslösungen für den Enterprise-Bereich. dpunkt-Verlag, Heidelberg 2012, ISBN 978-3-89864-737-3.

Weblinks

• Wiki des Projekts KVM
• LinuxInsight: Erste Benchmarks von KVM
• WindowsPro: Open-Source-Hypervisor: KVM gewinnt, Xen ungewiss
• openQRM: Open-Source-Virtualisierungplattform mit KVM, Xen, LVS, Vmware (Server+ESX) (GPL und MPL1.1)
• Linux-kvm: Unterstützte Gastsysteme

Einzelnachweise

<references/>