KVM वर्चुअलाइजेशन में आपका स्वागत है - संपूर्ण परिचय

यदि आप मेरा वर्चुअलाइजेशन अनुभाग पढ़ रहे हैं, तो आप जानते हैं कि मेरा ध्यान अब तक ज्यादातर वीएमवेयर और वर्चुअलबॉक्स पर रहा है, जिसमें थोड़ा सा क्लाउड स्टफ और इमेज रीमास्टरिंग है। खैर, शाखा लगाने का समय। आज, मैं औपचारिक रूप से KVM के साथ ट्यूटोरियल्स के एक पूरे नए युग की शुरुआत करना चाहता हूँ। बाद में, एक्सईएन और अन्य अजीब जानवर होंगे, लेकिन अभी के लिए, हमारा विषय केवीएम है।

इस गाइड के साथ शुरू करते हुए, हम RedHat द्वारा विकसित KVM (कर्नेल-आधारित वर्चुअल मशीन) तकनीक के बारे में जानेंगे, जो अन्य व्यावसायिक समाधानों के लिए एक मुफ़्त, ओपन-सोर्स विकल्प के रूप में उपलब्ध है। हम सीखेंगे कि KVM को कैसे डाउनलोड, इंस्टॉल और सेटअप करना है, वर्चुअल मशीन को प्रबंधित करने के लिए हम कौन से टूल का उपयोग कर सकते हैं, कौन से विकल्प उपलब्ध हैं, कमांड-लाइन उपयोग और स्क्रिप्टिंग, और बहुत कुछ। हम उन्नत नेटवर्किंग और स्टोरेज कॉन्फ़िगरेशन के साथ-साथ कई अन्य अच्छी चीजों पर भी नज़र डालेंगे। तो चलिए शुरू करते हैं।

केवीएम - शब्दावली

केवीएम कैसे काम करता है इसके बारे में एक बहुत ही संक्षिप्त अवलोकन के साथ शुरू करते हैं। कुछ भी बड़ा नहीं, बस एक छोटा सा परिचय ताकि आप बुनियादी शब्दावली जान सकें। चिंता न करें, जल्द ही यह सब बहुत आसान हो जाएगा।

KVM आधुनिक Intel और AMD प्रोसेसर, जिन्हें Intel-VT और AMD-V के नाम से जाना जाता है, पर CPU वर्चुअलाइजेशन तकनीक विस्तार का उपयोग करके कार्य करता है। मेमोरी में लोड किए गए कर्नेल मॉड्यूल का उपयोग करते हुए, KVM प्रोसेसर का उपयोग करता है और, संशोधित QEMU पर आधारित यूजर-मोड ड्राइवर के माध्यम से, यह एक हार्डवेयर परत का अनुकरण करता है, जिस पर वर्चुअल मशीन बनाई और चलाई जा सकती है। KVM को CPU एक्सटेंशन के बिना भी निष्पादित किया जा सकता है, लेकिन फिर, यह QEMU का उपयोग करते हुए एक शुद्ध एमुलेशन मोड में चलेगा, जिसके परिणामस्वरूप एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन जुर्माना होगा।

KVM को VMware उत्पादों या वर्चुअलबॉक्स के समान एक ग्राफिकल प्रबंधन उपकरण के माध्यम से या कई विधियों का उपयोग करके कमांड लाइन के माध्यम से प्रबंधित किया जा सकता है।

RedHat द्वारा विकसित सबसे लोकप्रिय GUI को वर्चुअल मशीन मैनेजर (VMM) कहा जाता है। टूल को इसके जेनेरिक पैकेज नाम virt-manager से भी जाना जाता है। यह कई सहायक उपकरणों के साथ आता है, जिनमें virt-install, virt-clone, virt-image, और virt-viewer शामिल हैं, जिनका उपयोग क्रमशः वर्चुअल मशीन को प्रोविजन करने, क्लोन करने, इंस्टॉल करने और देखने के लिए किया जाता है। वीएमएम ज़ेन मशीनों का भी समर्थन करता है।

सामान्य KVM कमांड इंटरफ़ेस virsh द्वारा प्रदान किया गया है। विशेष रूप से, आप सहायक उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं, जैसे कि वर्चुअल मशीन बनाने के लिए virt-install। उबंटू पर, एक विशेष ubuntu-vm-builder टूल है जिसका उपयोग Canonical द्वारा विकसित Ubuntu बिल्ड के प्रावधान के लिए किया जा सकता है।

नामों की भीड़ भ्रमित करने वाली हो सकती है, लेकिन इसे आसान बनाएं और आपको इसका अंदाजा हो जाएगा। हालाँकि, इसे थोड़ा और भ्रमित करने के लिए, KVM का भी अपना सिंटैक्स है, जो QEMU के समान है। यह वर्चुअल मशीनों के प्रबंधन का अनुशंसित तरीका नहीं है।

अधिक जानकारी के लिए, कृपया इन पृष्ठों को देखें:

द कर्नेल वर्चुअल मशीन - कम्युनिटी उबंटू डॉक्यूमेंटेशन

Howtoforge.com

केवीएम/विरश - कम्युनिटी उबंटू डॉक्यूमेंटेशन

ठीक है, वह चरण 1 था।

केवीएम - लाभ और हानि

क्या आपको केवीएम का उपयोग करना चाहिए? अच्छा, यह निर्भर करता है कि आप क्या हासिल करना चाहते हैं।

यदि आप एक आकस्मिक घरेलू उपयोगकर्ता हैं, एक वर्चुअलाइजेशन हॉबीस्ट या इंटरमीडिएट गीक हैं, तो केवीएम के साथ शुरुआत करना थोड़ा मुश्किल हो सकता है। यह मुख्य रूप से एक कमांड-लाइन टूल है, जो VMware और वर्चुअलबॉक्स उत्पादों की तरह सहज या मैत्रीपूर्ण नहीं है। जीयूआई प्रबंधन के संदर्भ में, केवीएम प्रतिस्पर्धा से कई साल पीछे महसूस करता है, हालांकि जब देने की बात आती है तो यह उतना ही शक्तिशाली होता है। वास्तव में, क्योंकि इसे कमांड-लाइन टूल के रूप में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, आप लंबे समय में बेहतर उत्पादकता और अधिक नियंत्रण का आनंद लेते हैं। जैसे, केवीएम कारोबारी माहौल में सबसे अधिक मायने रखता है।

इसके अलावा, यदि आपका सीपीयू वर्चुअलाइजेशन का समर्थन नहीं करता है, तो केवीएम आपके लिए समय की बर्बादी होगी, क्योंकि आप बेहद धीमी और अक्षम अनुकरण मोड में चल रहे होंगे। केवीएम को वर्चुअलबॉक्स के साथ संघर्ष करने के लिए भी जाना जाता है, लेकिन इसके बारे में एक अलग ट्यूटोरियल में।

इसलिए, केवीएम उन लोगों के लिए है जो वर्चुअलाइजेशन में गहरी रुचि रखते हैं, सबसे अधिक संभावना प्रशासकों और पेशेवरों की है। यह आपका सबसे प्यारा घर का खिलौना नहीं है और आने वाले कई सालों तक नहीं हो सकता है। लेकिन अगर आप इसमें खोदना चाहते हैं, तो आप एक पूरी तरह से नई भाषा में महारत हासिल करेंगे, जो बाद में अन्य तकनीकों के साथ एक बल गुणक के रूप में आपकी सेवा करेगी। जबकि VMware या Virtualbox पसंद करते हैं कि आप उनके GUI टूल का उपयोग करें, KVM कमांड-लाइन स्क्रिप्टिंग की कच्ची दक्षता पर उन्मुख है।

संक्षेप में, KVM आपके लिए अच्छा है यदि आप एक असीमित उपयोग मोड के साथ एक मुफ्त आधुनिक वर्चुअलाइजेशन समाधान की तलाश कर रहे हैं और बिना अतिरिक्त लाइसेंस शुल्क या फीचर टियरिंग के, एक शक्तिशाली कमांड लाइन इंटरफ़ेस और आप अपने हाथों को गंदा करने से डरते नहीं हैं। KVM आपके लिए अच्छा नहीं है यदि आपके CPU में वर्चुअलाइजेशन एक्सटेंशन नहीं है, आप स्क्रिप्ट लिखने से डरते हैं, कोड में दबने की कोई इच्छा नहीं है, और VMware सर्वर, ESXi या वर्चुअलबॉक्स जैसे प्रशासनिक रूप से सरल समाधान पसंद करते हैं।

ठीक है, चलो चलते हैं।

टेस्ट प्लेटफॉर्म

You can use KVM in pretty much any Linux distro. In general, RedHat flavors favor KVM. RHEL ships with KVM enabled in the operating system, so you can also find it in RedHat-based distros like CentOS, Scientific Linux, or Fedora.

Since I'm running mostly Ubuntu at home, I decided to test in Ubuntu, installed on my rather brand-newish HP laptop, which has a revvy i5 processor that supports virtualization. Later this year, I'm planning on deploying either the newest release of CentOS or Scientific Linux on my Linux-dedicated multi-boot machine, so you'll see additional tutorials for those distros, too. We'll get to Xen there, too.

This tutorial shows how to setup KVM on a 64-bit Ubuntu Lucid, the Long Term Release. Sequel guides and howtos will cover many other topics related to KVM, including using it alongside other virtualization technologies and resolving conflicts, advanced management functions, scripting, and more.

Now, finally, let's begin in earnest.

Prerequisites

You need a CPU that supports virtualization. This can be checked thusly:

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

If you get a non-zero value, you're good. BUT ... you will also need to check that virtualization technology is enabled in BIOS. Indeed, after enabling the feature, you will have to cold power-cycle the machine for the change to take effect.

Once this is done, boot into your operating system and get KVM installed.

To check, please run kvm-ok:

Download &install KVM

To get KVM install, please get these packages (true for apt commands):

apt-get install qemu-kvm libvirt-bin  

Optionally, you can install these - most recommended:

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

पी.एस. The package names will vary between distributions. For instance, virt-install may come branded as python-virt-install or python-virtinst or even virt-install. The dependencies for virt-clone, virt-image and virt-viewer should be automatically resolved.

Contrary to what most tutorials mention, you do NOT need bridge utilities. You only need them if you want to bridge your virtual adapters with your physical cards. I've shown you a detailed example of this in my Virtualbox networking tutorial. सिद्धांत वही है।

Most tutorials also mention the fact that most Wireless network interfaces do not support bridging. This may be the case, but in all my testing, I was able to successfully bridge my Wireless adapters, so keep your hopes high.

VMM (virt-manager) is highly recommended. Likewise, you want all the helper tools, including virt-viewer, virt-install, virt-image, and virt-clone.

Lastly, you can also opt for ubuntu-vm-builder:

apt-get install ubuntu-vm-builder

You will also get a whole bunch of dependencies auto-resolved, so your downloads can take a while. पी.एस. On RedHat, use yum install. On SUSE, use zypper install.

Conflict with Virtualbox

Again, contrary to what most tutorials say:you can have both KVM and Virtualbox installed on the same host. You may not get them running both at the same time. In other words, one or the other kernel module needs to be unloaded from memory. But there's no reason to rush ahead. Try, see if it works for you, and if not, only then take corrective actions.

But this can be done in-vivo, so no worries there. You won't need to reboot or anything as drastic as that. I'll show you a separate tutorial that handles this case. In fact, I have both installed and running on the test host.

Using KVM

Now, the really fun part. We will start with the VMM, as it is a GUI tool and this is what most people will and should start with. For all practical purposes, it's very similar to other tools you know, like the VMware console or perhaps Virtualbox.

Virtual Machine Manager (VMM)

Let's take a tour.

The first time you launch the program, it will show two categories, both not connected. These refer to your localhost KVM modules, still not in use. To use, right-click and choose connect.

To add new connections, click File> Add Connection. This will open a window that lets you specify the Hypervisor type and the connection type. VMM can use both local and remote connections, including QEMU/KVM and Xen. You can connect using all kinds of authentications methods.

You can also autoconnect, which means that the next time you fire up VMM, these connections will be ready for you. This is similar to what VMware Server asks you when you start the program. Just for reference:

Kernel versus Usermode

You may be asking what the difference between normal/default and Usermode is? Well, Usermode allows you to run without administrative privileges, but your network capability will be limited. All right, let's move on.

VMM overview, continued

Let's see other functions, before we create a virtual machine.

Network functionality can be reviewed or changed under Host Details. We will have a separate tutorial that teaches how to work with KVM network. And we'll setup bridge utilities, too, so don't worry.

Likewise, you can change the storage settings. There'll be a dedicated guide, I promise:

Change preferences

The VMM has a handful of options you can tweak to make it look and behave smarter. You can enable the system tray icon, set a statistics polling interval, enable polling for disk and network metrics, which are deselected by default, configure console keyboard grabbing, console scaling, audio options, and set confirmation windows for machine activities.

Later on, all of these will allow us to view our virtual machine metrics in more detail and with better control. For instance, showing an Ubuntu guest CPU, Disk I/O and Network I/O:

Here's the system tray icon:

Finally, we're ready to create a new virtual machine.

Create virtual machine

We can do this using VMM or the command line. We will begin with the GUI. The first step is quite intuitive. Enter the name and the install media location. You can use local storage in the form of ISO images or CD/DVDs, HTTP or FTP servers, NFS area, or PXE.

We will use local install media. Next, choose either a physical device or an image. In our case, we will use an ISO. Then, choose the OS type and the version. This does not have to be precise, but an educated guess is good. It allows additional virtual machine optimization.

Allocate RAM and CPUs.

The fourth step is quite interesting - storage. You can create a new image or use an existing one. You can set the size and preallocate all space, which is good for performance, plus it reduces fragmentation.

We will focus soon quite a bit more on the storage. For now, let's either assume we have a disk ready - or that we will create one in the default storage pool. Please note that if you're running in Usermode, you won't be able to write to /var, which is the default storage pool location. You will need to create a new storage pool that is accessible by non-admin users, but more about that in a separate article.

Step 5 is a summary, with some advanced options. You can change your network type, set a fixed Mac address, choose the virtualization type, and the target architecture. If you're running in Usermode, your network options will be limited. If you're not using bridge utilities, you won't be able to bridge your interfaces. Lastly, if you have no CPU virtualization extensions, the Virt Type:field will read QEMU and not KVM. We will see an example of this later on, when we discuss the major drawbacks of running in the emulation mode. For now, here's what a typical Ubuntu virtual machine setup looks like:

Our machine is ready to use. We will soon power it up and use it.

Virtual machine options

Like VMM itself, the VM console has a few interesting options. You can send signals to your guest, you can switch virtual consoles, force reboot and power off, clone, migrate, save, take screenshots, and more. Again, very similar to the competition.

Here's a pair of screenshots teasers for the clone and migrate options. Down the road, we will have detailed tutorials, focusing both on the GUI and CLI functionality.

Virtual machines running

The fun part. Here's a handful of nice screenshots ...

Let's begin with Ubuntu 10.10 Maverick, 32-bit version, boot menu:

Puppy Linux, shown against a lovely desktop:

Ubuntu running, NAT-ed, no worries. Notice the CPU utilization is very low. Important, pay attention for later on when we discuss the emulation only mode. I'm nagging you, but please bear with my ultra-turbo education.

You can also scale the console window to fit guest; this is another option available in the viewer menu. Then, you can also use the preferences to autoscale the consoles. Here are Puppy and Ubuntu, side by side:

Here's the system usage; minimal. With this kind of smart consumption, you can generously overcommit and enjoy more virtual machines than your physical hardware would normally permit, with a single machine bound to a core.

Eventually, you can also delete a machine and its associated files:

Now that we're comfortable with basic usage, let's do some command line.

कमांड लाइन

Now, let's see the infamous command line. For example, using virsh to list all available virtual machines.

virsh 'list --all'

Here's the sequence of commands to get a virtual machine created and running using virt-install. Please note that I'm not a KVM guru. You have template code in the man pages, and you can find a billion examples online.

The actual command is:

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

तो हमें यहां क्या करना है?

--connect qemu:///system defines the type of hypervisor used. system is used when running on bare metal kernel as root. session is used for non-root users. You can recall the differences in VMM, with Usermode, right-click connect, you get the idea. This also works for xen.

-n puppy is a unique virtual machine name. You can use virsh to rename or delete the guest if you're not satisfied with your choice.

-r 512 specifies the RAM.

-f specifies a disk file. In this case, I'm using a puppy.img disk image I created using a dd command. To conserve space, I created the image as a sparse file. You can learn more about how to create sparse files in my second cool Linux hacks article.

-c specifies the CD-ROM, either a physical device or an ISO image.

--vnc setups a guest console and exports it as a VNC server. --noautoconnect will not automatically open the console when the virtual machine is powered on.

--os-type specifies the operating system for the guest.

--accelerate allows KVM to use optimization functions that accelerate the performance of the guest system, if possible.

--network defines the network type. We're using the default connection.

We could have used many other functions, like setting up the number of cores or bounding the machine to a CPU core, setup a fixed MAC address for NIC, use no storage, change the keyboard map, and more.

All of these are listed in the man pages. Not really intuitive, but becomes easier with use. In fact, the learning curve is not that high, despite the initial impression. Once you get the hang of virt-install, you can fiddle with other commands, start and stop machines with virsh, and Bob's your uncle.

अन्य चीजें

A few more details worth mentioning.

Running in pure emulation mode (don't)

I told you this is completely inefficient. Now, a proof. For instance, take a look at Host Details Overview. In the Performance graph, CPU usage is max. at 100% of the available resources for the virtual machine, in this case one core, which translates to 25% utilization. Almost like DOS. This means that four virtual machines, no matter how tiny or hungry, will cripple a four-core host.

Additionally, the performance will be horrible. If an Ubuntu guest takes approx. one minute to boot with the image loaded on the internal 7,200rpm disk when running with Intel-VT extensions enabled, it takes about 20 minutes to do that in the emulation mode. I think this is a downside of QEMU/KVM compared to other solutions, which still offer fairly decent performance even without CPU extensions.

More good reading

I highly recommend the KVM series on howtoforge.com, linked above.

Then, you should also read these:

Discover the Linux Kernel Virtual Machine

KVM management tools

निष्कर्ष

I sincerely hope you've liked this tutorial. It's fairly long and detailed, even though it documents only the first steps to get started with KVM. But it does offer an insight into a lot of things, including initial setup and prerequisites, command-line and GUI tools, management options, how to create and run multiple virtual machines, and more.

There are going to be a ton of sequels, which will cover advanced storage and networking configurations, including bridged networking, how to clone and migrate virtual machines, how to resolve conflicts with other virtualization software and more. Not strictly related, there are also going to be a whole bunch of articles on Xen and ESXi, too.

As you can see, KVM is quite powerful, even though it may appear a bit daunting to new users. Its management options are definitely less newb-friendly than some of its rival, but luckily, some of the fear and confusion have been spirited away today.

Well, I guess that would be all. आनंद लेना!

प्रोत्साहित करना।