वर्चुअलाइजेशन एक नकली कंप्यूटिंग संसाधन के निर्माण को संदर्भित करता है जो संबंधित वास्तविक या भौतिक संसाधन के व्यवहार की नकल करता है। सॉफ्टवेयर से लेकर अलग-अलग हार्डवेयर उपकरणों से लेकर संपूर्ण हार्डवेयर प्लेटफॉर्म तक कई तरह के संसाधनों का वर्चुअलाइजेशन किया जा सकता है। यह पोस्ट वर्चुअल मशीनों पर केंद्रित है जिसमें सीपीयू, मेमोरी, नेटवर्क कार्ड, डिस्क, ग्राफिक्स एडेप्टर और ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे उपकरण शामिल हैं। वर्चुअल मशीन बनाने और चलाने वाले सॉफ्टवेयर को हाइपरवाइजर कहा जाता है। नीचे, हम एक हाइपरवाइजर की विशेषताओं पर चर्चा करेंगे जिसका नाम है केवीएम .
वर्चुअलाइजेशन के लाभ
अतीत में, डेटा केंद्रों, विकास गृहों और घर पर सजातीय होना काम करने का ढंग था। व्यावहारिक रूप से, सभी मशीनें एक ही ऑपरेटिंग सिस्टम की एक ही रिलीज चलाती हैं, चाहे वह लिनक्स, विंडोज या फ्रीबीएसडी हो। समय बदल गया है।
आज, हम उम्मीद करते हैं कि विभिन्न ओएस जैसे कि लिनक्स और विंडोज, और यहां तक कि ओएस के विभिन्न संस्करण (जैसे, विंडोज एक्सपी और 10) एक ही कंप्यूटर वातावरण में सह-पता लगाने के लिए। वर्चुअल मशीनों के बिना, कई ऑपरेटिंग प्लेटफॉर्म पर एप्लिकेशन चलाने के लिए कई भौतिक मशीनों को तैनात और रखरखाव किया जाना चाहिए। वर्चुअलाइजेशन एक भौतिक मशीन पर कई वर्चुअल मशीन चलाने की शक्ति देता है, प्रत्येक संभावित रूप से एक अलग ओएस के साथ।
भौतिक मशीनों पर आभासी मशीनों के लाभों में शामिल हैं:
- कंप्यूटर संसाधनों का अधिक कुशल उपयोग।
हार्डवेयर की कीमत कम होती रहती है जबकि उनकी प्रोसेसिंग पावर बढ़ती रहती है। इस वास्तविकता के तहत, कई बड़ी शक्तिशाली मशीनें आज कम उपयोग की जाती हैं, जैसा कि निष्क्रिय सीपीयू चक्रों, अप्रयुक्त मेमोरी आदि द्वारा मापा जाता है। कम भौतिक मशीनों पर वर्चुअल मशीनों के समेकन के परिणामस्वरूप कम भौतिक संसाधन होते हैं और इसलिए बेहतर दक्षता होती है।
- बेहतर आई.टी. जवाबदेही और उत्पादकता।
नए भौतिक हार्डवेयर का प्रावधान करने के लिए एक लंबी अधिग्रहण प्रतीक्षा अवधि की आवश्यकता होती है, जिसके बाद इसके आगमन के बाद एक लंबी स्थापना और परिनियोजन अवधि होती है। इसके विपरीत, वर्चुअल मशीनों का प्रावधान स्वचालित किया जा सकता है और पारंपरिक मशीन अधिग्रहण में कभी-कभी लगने वाले दिनों या हफ्तों के बजाय मिनटों में उपलब्ध कराया जा सकता है।
- पैसे की बचत।
कम परिचालन लागत के कारण बड़े डेटा केंद्र पैसे बचाएंगे। कम शीतलन और बिजली की आवश्यकताओं के परिणामस्वरूप बचत कम ऊर्जा बिल के रूप में आती है।
पेश है केवीएम
कर्नेल-आधारित वर्चुअल मशीन, या केवीएम संक्षेप में, एक स्वतंत्र और मुक्त स्रोत हाइपरवाइजर समाधान है। यह एक परिपक्व उद्योग में ओपन-सोर्स विकल्पों के साथ प्रतिस्पर्धा करता है जैसे कि एक्सईएन , VirtualBox , साथ ही मालिकाना उत्पाद जैसे वीएमवेयर बनाम क्षेत्र , Citrix XenServer , माइक्रोसॉफ्ट हाइपर-वी .
2005 से पहले, उस समय के हाइपरवाइजर समाधान, जैसे कि Xen और VirtualBox, सभी सॉफ्टवेयर-आधारित थे। x86 आर्किटेक्चर में वर्चुअलाइजेशन का समर्थन करने का प्रावधान नहीं था। 2005 में, इंस्ट्रक्शन सेट एक्सटेंशन Intel VT और AMD-V की शुरूआत ने वर्चुअलाइजेशन परिदृश्य को स्थायी रूप से बदल दिया। केवीएम ने 2006 में अपना पहला संस्करण जारी किया, और वर्चुअलाइजेशन प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए नए हार्डवेयर प्रावधान का लाभ उठाने वाले पहले हाइपरवाइजरों में से एक था।
आप KVM को किसी भी 32-बिट या 64-बिट x86 कंप्यूटर, हाइपरविज़री भाषा में 'होस्ट मशीन' पर स्थापित कर सकते हैं, जो Intel VT या AMD-V एक्सटेंशन का समर्थन करता है। आज, आधुनिक हाइपरवाइजर आमतौर पर हाइब्रिड वर्चुअलाइजेशन का समर्थन करते हैं: जब संभव हो तो हार्डवेयर-असिस्टेड और पुराने चिपसेट के लिए केवल सॉफ्टवेयर के लिए एक विफलता।
KVM को टाइप-2 हाइपरवाइजर के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि यह एक होस्ट ऑपरेटिंग सिस्टम के भीतर चलता है। जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, KVM कर्नेल आधारित है, और अधिक सटीक होने के लिए, यह Linux कर्नेल है। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि KVM अपने होस्ट OS के रूप में केवल Linux का समर्थन करता है। (KVM को बाद में FreeBSD में पोर्ट किया गया था।) यदि आप एक ओपन-सोर्स मल्टी-प्लेटफ़ॉर्म टाइप-2 हाइपरवाइज़र चाहते हैं, तो VirtualBox एक अच्छा उम्मीदवार है। वर्चुअलबॉक्स मूल रूप से विंडोज, लिनक्स, मैक ओएस एक्स और सोलारिस पर चल सकता है।
इसके विपरीत, Xen एक टाइप-1 हाइपरवाइजर है, जिसे बेयर-मेटल हाइपरवाइजर के रूप में भी जाना जाता है, जो सीधे होस्ट मशीन पर फर्मवेयर के रूप में चलता है। टाइप-१ की तुलना में टाइप-२ का लाभ सीधे अंतर्निहित हार्डवेयर पर चलने वाले हाइपरवाइजर के कारण प्राप्त दक्षता है। नुकसान यह है कि एक टाइप-1 हाइपरविजर होस्ट उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन नहीं कर सकता है, जैसा कि टाइप-2 हाइपरवाइजर के होस्ट ऑपरेटिंग सिस्टम के रूप में होता है।
जबकि हाइपरविजर इस बात में भिन्न हो सकते हैं कि उन्हें होस्ट ओएस की आवश्यकता है या नहीं, वे किस अतिथि ओएस का समर्थन करते हैं, यानी, वर्चुअल मशीन चलाने वाले ओएस के संबंध में वे बहुत समान हैं। KVM निम्नलिखित अतिथि OSes के वर्चुअलाइजेशन का समर्थन करता है:
- डेबियन, उबंटू, सेंटोस, फेडोरा, रेडहैट एंटरप्राइज लिनक्स सहित लिनक्स वितरण
- बीएसडी जैसे ओपनबीएसडी, फ्रीबीएसडी, नेटबीएसडी
- सोलारिस
- खिड़कियाँ
KVM असंशोधित अतिथि OS छवियों को चलाने में सक्षम है। इस सुविधा को पूर्ण वर्चुअलाइजेशन के रूप में जाना जाता है, पैरा-वर्चुअलाइजेशन के विपरीत जहां अतिथि ओएस को संचालन के विशेष संचालन के लिए संशोधित किया जाता है जो वर्चुअल मशीन पर होस्ट मशीन की तुलना में चलाने के लिए काफी अधिक कठिन होता है।
केवीएम कैसे काम करता है
KVM में 2 तकनीकी घटक होते हैं: कर्नेल और उपयोगकर्ता-स्थान। कर्नेल घटक में 2 लोड करने योग्य कर्नेल मॉड्यूल होते हैं: kvm.ko, और या तो kvm-intel.ko या kvm-amd.ko। kvm.ko मॉड्यूल कोर आर्किटेक्चर-स्वतंत्र वर्चुअलाइजेशन प्रोसेसिंग प्रदान करता है। kvm-intel.ko और kvm-amd.ko मॉड्यूल Intel और AMD प्रोसेसर-विशिष्ट मॉड्यूल के अनुरूप हैं। इन मॉड्यूल को कर्नेल संस्करण 2.6.20 के रूप में लिनक्स कर्नेल में मिला दिया गया था।
लिनक्स कर्नेल के साथ KVM के सख्त एकीकरण के अपने फायदे हैं। KVM सिस्टम ग्रंट कार्य करने के लिए Linux को सौंपने में सक्षम है, जबकि यह हार्डवेयर द्वारा उजागर किए गए नए वर्चुअलाइजेशन निर्देशों को संभालने पर केंद्रित है। KVM को बड़े Linux समुदाय में अपस्ट्रीम से किसी भी सतत सिस्टम सुधार से विरासत में मिला है।
महत्वपूर्ण है कि कर्नेल मॉड्यूल हैं, वे वर्चुअल मशीन हार्डवेयर का अनुकरण नहीं करते हैं जिस पर अतिथि OS चलता है। वह कार्य उपयोगकर्ता-स्थान में है। केवीएम उपयोग करता है क्यूईएमयू , जो यूजर-स्पेस में चलता है, वर्चुअल मशीन बनाने के लिए जो गेस्ट OSes के साथ इंटरैक्ट करता है। प्रत्येक वर्चुअल मशीन बस एक नियमित लिनक्स प्रक्रिया है। एक बड़ा लाभ यह है कि आप वर्चुअल मशीनों की निगरानी और प्रबंधन के लिए परिचित लिनक्स कमांड जैसे टॉप और किल का उपयोग कर सकते हैं।
सारांश और निष्कर्ष
KVM Linux होस्ट प्लेटफॉर्म पर पूर्ण वर्चुअलाइजेशन के लिए एक उत्कृष्ट ओपन-सोर्स समाधान है। 10+ वर्षों के सक्रिय विकास के बाद, KVM कई Linux वितरणों में वास्तविक मानक मशीन-स्तरीय वर्चुअलाइजेशन टूल बन गया है।