Virtualizační řešení v systémech Linux – KVM a VirtualBox

virtualizační balíčky jsou prostředky pro uživatele ke spuštění různých operačních systémů bez hardwaru „holého kovu“ – v zásadě můžete spustit více než jeden operační systém na jednom počítači bez duálního zavádění nebo podobných přístupů. Virtualizační software emuluje skutečný stroj a“ blázní “ hostující operační systém, aby si myslel, že běží na skutečném počítači. Kromě zjevnějších výhod pomáhají virtuální stroje vytvářet zelenější a snadněji spravovatelné výpočetní prostředí. Při pohledu na trendy v IT průmyslu zaznamenala virtualizace v posledních několika letech docela boom, protože zapadá do konceptů užitkových počítačů a / nebo softwaru jako služby. Virtualizace vám může být užitečná, pokud jste podnikový Architekt, vývojář, domácí uživatel nebo v podstatě všechno mezi tím. Začneme krátkým úvodem o virtualizaci obecně, pak budeme konkrétně zacházet s VirtualBoxem a KVM, protože se zdají být nejoblíbenějšími open source plnými virtualizačními řešeními. Očekává se, že znáte cestu kolem systémů Linux, Jak nainstalovat distribuci Linuxu a jak do ní nainstalovat software, i když vám ukážeme, jak nainstalovat dva výše uvedené virtualizační balíčky na některé z populárních distribucí Linuxu.

existují dva typy virtualizace : jeden, který může spustit hostující systém tak, jak je (jako v, nemodifikovaný), a druhý, který požaduje upravené jádro na straně hosta, aby mohl běžet. První kategorie se jmenuje Plná virtualizace, protože emuluje kompletní hardwarové prostředí, druhá se jmenuje paravirtualizace, protože emuluje hardware, a proto potřebuje speciální úpravy na úrovni hostů, dobrým příkladem tohoto typu virtualizace je Xen. Jedná se o součást větší kategorie s názvem hardwarová virtualizace, ale existují i jiné typy virtualizace (mimo jiné software, síť nebo úložiště), které zde nebudeme podrobně popisovat. Dva kusy softwaru, o kterých budeme hovořit, zapadají do kategorie plné virtualizace. Mezi další populární technologie virtualizace hardwaru patří QEMU, Bochs, VMware, Parallels, HyperV nebo OpenVZ.

kdy je virtualizace užitečná?

distribuce Linuxu

svět Linuxu je plný zajímavých a lákavých nabídek. Existuje více než 600 (!) Distribuce Linuxu z čeho vybírat, což ztěžuje osobě, která má pouze jeden počítač, aby je vyzkoušela všechny, nebo jen několik. LiveCDs nejsou vždy užitečné, takže je třeba nainstalovat, abyste získali podstatu. Každé vydání distribuce Linuxu přináší nové a vzrušující funkce a můžete cítit vzrušení a impuls k instalaci a testování. Zadejte virtualizaci. Stáhnete ISO, nainstalujete distro do virtuálního prostředí a máte dobré jít, vše v krátkém čase. Nelíbí se ti to, smažeš to. Zvláště když jste ve světě Linuxu trochu noví a můžete být zmateni velkým počtem dostupných distribucí, může to být právě to, co potřebujete. Také, pokud jste vývojář a potřebujete spustit vývojovou větev vašeho distro (myslím Fedora Rawhide nebo Debian Sid), ale to je příliš nestabilní pro každodenní použití, nainstalovat do VM a začít vyvíjet.

ostatní operační systémy

to se vztahuje i na další operační systémy, které byste mohli potřebovat: možná máte propgram, který běží pouze na Windows a nechcete instalovat Windows pouze pro tento JEDEN program. Možná se chcete naučit Solaris, ale postrádáte hardware. Pokud máte příslušnou konfiguraci počítače, která podporuje virtualizaci, můžete to udělat.

co budete potřebovat

moderní procesory mají speciální instrukce CPU pro emulaci hardwaru. Můžete žít bez, ale opravdu nechcete, protože hostitelský operační systém bude muset napodobit chybějící virtualizační instrukci, což výrazně zpomalí vaše hosty. Předpokládáme, že váš hostitelský operační systém má nainstalován Linux a váš procesor má potřebné virtualizační schopnosti. Nejjednodušší způsob, jak zkontrolovat, zda má váš procesor to, co je potřeba, udělat

 $ egrep '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo 

a pokud to vrátí buď vmx (procesory Intel) nebo svm (procesory AMD), je dobré jít. Ale to samozřejmě není jediný požadavek na hardwarové straně. Zkontrolujte webovou stránku systému, který chcete nainstalovat jako host, a zkontrolujte, zda splňujete jeho hardwarové požadavky. Doporučujeme alespoň 20 GB zdarma ve vašem domovském adresáři a minimálně 2 GB paměti na hostiteli, takže můžete hostovi přidělit průměrné množství 768 MB pro optimální výkon. Samozřejmě, pokud chcete provozovat více virtuálních strojů (možná paralelně), tyto požadavky značně rostou.

KVM nebo VirtualBox?

Za prvé, proč bychom vám nabízeli dva virtualizační balíčky? Proč ne jeden pro všechny vaše potřeby? Věříme v koncept“ správného nástroje pro práci“. KVM nabízí některé funkce, které VirtualBox nemá, a naopak. Ve světě IT neexistuje žádná taková věc jako univerzální nástroj, takže je důležité použít něco, co vyhovuje vašim potřebám. Základní myšlenkou je : pokud chcete nainstalovat binární distribuci Linuxu jako host, použijte KVM. Je to rychlejší a jeho ovladače jsou zahrnuty do oficiálního stromu jádra. Pokud váš host zahrnuje spoustu kompilací a potřebuje nějaké pokročilejší funkce a / nebo není systémem Linux, raději jděte s VirtualBoxem.

technické důvody jsou poměrně jednoduché: KVM je lépe integrován s Linuxem, je menší a rychlejší, a zatímco jej můžete použít s dalšími hosty kromě Linuxu, zjistili jsme, že zkušenost je docela obtížná : BSD mají tendenci mít pomalé I / O a Solaris (OpenIndiana, abych byl přesný) má tendenci k panice ihned po zavedení instalačního ISO. Protože používáme aktuální verze BSD (a často kompilujeme/aktualizujeme systém ze zdroje) a také potřebujeme Solaris, zjistili jsme, že VirtualBox je lepší volbou.

dalším plusem pro Oracle VirtualBox je skutečnost, že podporuje pozastavení, to znamená, že můžete uložit stav stroje na pevný disk hostitele a zavřít VirtualBox a při (opětovném)spuštění systém vyzvedne odkud odešel. Proto jsme se zmínili o kompilaci zdroje : pokud máte hlučný stroj, který nechcete nechat přes noc, ale váš virtuální stroj Gentoo pouze sestaví novou verzi gcc, pozastaví stav stroje, vypne hostitele a pokračuje zítra.

co se naučíte

ukážeme vám, jak nainstalovat KVM a VirtualBox a jak nainstalovat a nakonfigurovat hosta Linuxu na hostiteli Linuxu. Příklady s jinými jednotkami jsou velmi podobné,takže nevidíme potřebu se opakovat.

instalace

přestože KVM inzeruje Solaris, BSD, ReactOS, Windows a další jako podporované hosty, naše zkušenosti byly méně než plodné. To není kritika, protože jsme se, ve vší upřímnosti, příliš neposadili a nezkoumali problém. Ale to není z lenosti : po rozhovoru s ostatními lidmi na ‚ Net, zjistili jsme, že nejsme jediní, kteří mají problémy týkající se unixových (podobných) hostů kromě Linuxu, takže jsme pro ně šli s VirtualBoxem. Jako vždy se váš počet najetých kilometrů může lišit : i my bychom chtěli používat KVM výhradně proto, že je více „zdarma“, ale kvůli výše uvedeným problémům,které samozřejmě mohou být jen něčím specifickým pro naše nastavení, jsme museli použít VirtualBox. V současné době je KVM vyvíjen společností Red Hat a je snadno instalovatelný na většině distribucí Linuxu. Stejně jako dříve nastíníme pouze instalační postupy týkající se hlavních distribucí Linuxu.

Fedora

vzhledem k tomu, že Red Hat, sponzor Fedory, nyní vyvíjí KVM, Fedora nabízí nepřeberné množství nástrojů pro virtualizaci. Oficiální dokumentace, i když je pro Fedoru 13, je použitelná pro novější verze. Stačí nainstalovat KVM pomocí

 # yum install kvm 

a jít cestou příkazového řádku, nebo můžete nainstalovat některé grafické nástroje, které vám pomohou spravovat virtuální instalace :

 # yum install virt-manager libvirt libvirt-python python-virtinst 

nebudete muset provádět další příkazy, protože proces instalace na Fedoře označí kvm modul pro automatické nabíjení. Pokud nechcete restartovat, použijte modprobe načíst modul na místě.

Debian

wiki Debianu opět přichází na pomoc, a pokud se budete řídit pokyny, bude mít KVM nainstalován a připraven jít v žádném okamžiku. Je to všechno o

 # apt-get install qemu-kvm libvirt-bin 

pro instalaci, nastavení a načtení modulu jádra kvm – (amd / intel) při spuštění.

Slackware

Slackbuild pro KVM, které můžete použít podle této příručky. Pokud máte upravené jádro nebo se jen chcete ujistit, že má jádro povoleno KVM, zadejte

 $ cat /boot/config |grep -i kvm 

a také zkontrolujte /etc / rc.d / rc.moduly, aby zjistili, zda je modul kvm nastaven na načtení při startu.

Arch

wiki Arch Linux je dobrým průvodcem pro vše, co souvisí s KVM. Vzhledem k tomu, že Arch, stejně jako Slackware, je distribuce DYI, možná budete muset provést několik dalších kroků, abyste mohli začít používat KVM. Instalace je stejně jednoduchá jako

 # pacman -S qemu-kvm 

zde je třeba provést stejné kroky jako na stroji Slackware : přidejte uživatele, Zkontrolujte, zda váš procesor podporuje virtualizaci a zda je v jádře povolen KVM.

VirtualBox

Fedora

Web VirtualBoxu nabízí repo soubor, který má být přidán do / etc/yum.repo.d / a poté proveďte

 # yum update

a dejte yum vědět o vašem novém repo a indexujte jej. Poté proveďte

 # yum install VirtualBox-4.0 dkms gcc

 # /etc/init.d/vboxdrv setup 

 # usermod -G vboxusers -a username 

a měli byste být připraveni.

Debian

nechceme se zde stavět na stranu, ale vypadá to, že dokumentace Debianu je lepší a důkladnější. Chcete-li nainstalovat, stačí zadat

 # apt-get install linux-headers-$version virtualbox-ose 

, který nainstaluje všechny potřebné balíčky, zkompiluje modul jádra a nastaví jej na načtení při spuštění.

Slackware

SlackBuilds.org má položku VirtualBox (Open Source edition, která je jediná, o které zde budeme hovořit). Pro návod na používání slackbuilds, jdi sem. Další informace lze nalézt na linuxquestions.org, informace, které byste mohli považovat za užitečné, zejména pokud jste na 64bitovém stroji Slackware 13.37. Nezapomeňte si přečíst README slackbuild a mělo by to být v pořádku.

Arch

dokumentace archu je užitečná a úplná, stejně jako dokumentace Debianu, takže byste neměli mít žádné problémy s hledáním potřebných informací. Vše, co musíte udělat, je

 # pacman -S virtualbox qt 

a jste nastaveni. Budete potřebovat Qt pro GUI, pokud potřebujete jen CLI, neinstalujte jej.Zbytek konfiguračních kroků se podobá Fedoře, takže použijte dokumentaci, abyste mohli začít.

použití

jak jste si možná všimli, jsme proti slepému kopírování z manuálové stránky a pokusu o nahrazení uvedené příručky. Nastíníme obecné a obvyklé možnosti a příznaky příkazového řádku (ano, doporučujeme použití CLI při práci s KVM a GUI při práci s VirtualBoxem), ale čtení manuálové stránky je zásadní, zejména při jednání s kusem poněkud složitého softwaru, jako je tento.

úložiště

doporučujeme vytvořit samostatný adresář, do kterého budete ukládat obrazy virtuálních disků a další samostatný adresář, který bude obsahovat soubory ISO použité pro instalaci. Nakonec jen vy víte nejlépe, jak uspořádat soubory, ale toto nastavení, jak si myslíme, Vám usnadní život. Pro příklad Řekněme, že chceme nainstalovat Fedoru. Při použití KVM jsme si všimli poněkud menší šířky pásma, než je šířka pásma dostupná od našeho ISP, což je problém, který VirtualBox zřejmě nemá. Takže instalujeme z DVD :

 $ cd ~ && mkdir iso && cd iso/ 

 $ wget -c ftp://ftp.heanet.ie/mirrors/fedora/linux/releases/15/Fedora/\x86_64/iso/Fedora-15-x86_64-DVD.iso 

samozřejmě, pokud dáváte přednost curl, kget nebo jinému správci stahování, použijte jej. Totéž platí pro zrcadlo: pro rychlejší stahování použijte jedno blízké. Nyní nastavit naše virtuální disk (y) prostředí :

 $ cd ~ && mkdir kvmhdd && cd kvmhdd 

 $ kvm-img create fedora15.img 15G 

než půjdete dále, doporučujeme spustit kvm-img bez argumentů, abyste viděli jeho hlavní možnosti a formáty disků. Co dělá druhý řádek výše: vytvoří soubor virtuálního disku (formát img) s názvem fedora15 a má velikost 15 gigabajtů.

instalace

nyní jsme připraveni zahájit instalaci Fedory 15 na náš nově vytvořený disk :

 $ kvm -m 768 -boot d -cdrom ~/iso/Fedora-15-x86_64-DVD.iso -hda fedora15.img & 

co jsme právě udělali : – m představuje velikost v megabajtech přidělené paměti, – boot říká kvm primární spouštěcí zařízení (myslím písmena jednotky Windows), – cdrom je zřejmý, – hda je první pevný disk (můžete použít více než jeden disk, pokud máte místo, s-hdb je druhý disk atd.), a použili jsme ampersand na konci příkazového řádku, abychom znovu získali kontrolu nad terminálem. Ctrl + Alt dá / převezme kontrolu nad virtuálním strojem z hlediska zachycení myší.

použití virtuálního stroje

 $ kvm -m 768 -boot c -hda fedora15.img & 

návrh: vytvořte soubor v kvmhdd (nebo název, který jste vybrali pro pracovní adresář) s názvem fedora15.sh který bude obsahovat výše uvedený řádek, učiní jej spustitelným a když ho potřebujete, stačí jej spustit :

 $ cd ~/kvmhdd && echo "kvm -m 768 -boot c -hda fedora15.img &" > fedora15.sh && \
chmod +x fedora15.sh && ./fedora15.sh 

to je asi tak všechno. Pokud potřebujete více možností, podívejte se na manuálovou stránku kvm, protože je dobře napsaná a určitě vám pomůže.

VirtualBox

vytvoření virtuálního počítače

GUI VirtualBoxu vyžaduje přístup průvodce, aby vám pomohl vytvořit nový virtuální stroj a rozhraní vidíme jako docela chytrý software. Stisknutím kláves Ctrl + N vytvoříte nový VM a poté zadejte jméno, které mu chcete dát (použijte něco sugestivního, například „Fedora15x86_64“. Na základě takového pojmenování VirtualBox automaticky určí, jaký systém chcete nastavit a automaticky upravit.

Dále vyberte velikost paměti, kterou chcete mít Fedora, a VirtualBox se pokusí navrhnout hodnotu v závislosti na operačním systému a architektuře. Doporučujeme, abyste nechodili mnohem níže, protože váš VM může zamrznout kvůli problémům s pamětí (mimochodem, Anaconda odmítne spustit instalaci v grafickém režimu s méně než 768 MB). Poté vytvořte pevný disk a zadejte jeho velikost (doporučení týkající se návrhů platí i zde), dynamicky jej přidělte (není to velký problém, pokud tak neučiníte, jen jsme zjistili, že tato metoda je o něco rychlejší, pokud jde o I / O) a jste nastaveni. V hlavním okně VirtualBoxu uvidíte svůj nový virtuální stroj a vpravo jeho nastavení. Změňte je, jak uznáte za vhodné, a buďte opatrní při zavádění z DVD. Také, pokud máte více jader a chcete je používat, systémová sekce je místo, kam jít.

spuštění virtuálního počítače

po instalaci zastavte VM a změňte pořadí spouštění, abyste mohli zavést systém z pevného disku, poté spusťte kliknutím pravým tlačítkem myši na položku vlevo a samozřejmě „Start“. Pokud je vše v pořádku, nyní zavedete Fedoru 15 v prostředí VirtualBoxu. Dříve jsme řekli, že hostující OS na KVM a VBOX nepotřebuje změny. I když jsme měli pravdu, zážitek hosta lze vylepšit ve VirtualBoxu pomocí věcí, jako je zobrazení na celou obrazovku nebo sdílené složky, instalací doplňků pro hosty VirtualBoxu. Jedná se v podstatě o modul jádra a některé ovladače Xorg pro hosta, které můžete nainstalovat na novou Fedoru podle následujících kroků :

 # yum update kernel && yum install kernel-devel kernel-headers dkms gcc gcc-c++ 

po instalaci restartujte VM, poté přejděte do nabídky Zařízení, vyberte možnost „Instalovat přírůstky hostů“, která připojí stávající ISO obraz hosta na hosta (na / média) a jako root stačí

 # cd /media/VBOXADD$version && sh ./VBoxLinuxAdditions.run 

poté restartujte znovu a budete mít k dispozici pokročilé funkce VirtualBoxu.

závěr

pokud jde o výběr virtualizačních řešení, jako je tomu u editorů, desktopových prostředí nebo dokonce operačních systémů, každý má osobní názor založený na zkušenostech, čtení a tom, co jejich přátelé používají. To je naše zkušenost, a zveme vás k experimentování a vyladění, dokud nenajdete nejlepší cestu, kterou byste měli následovat. Existují samozřejmě i další virtualizační softwarové balíčky, ale omezený prostor by nám nedovolil psát o všech z nich. Jedná se o nejvhodnější řešení pro domácího uživatele (Open Source, to je), ale to neznamená, že se nepoužívají ani na podnikové úrovni. Doufáme, že vám to pomůže začít.