مجازی ساز KVM چیست و چه تفاوتی با سایر نرم‌افزارهای مجازی ساز دارد؟

مجازی ساز KVM ماشین مجازی منبع‌باز مبتنی‌بر کرنل در لینوکس است که قابلیت نصب روی تمام توزیع‌های لینوکس را دارد. این مجازی ساز ویژگی‌هایی دارد که آن را به انتخابی مناسب برای مجازی‌سازی و پیاده‌سازی زیرساخت‌های ابری تبدیل می‌کند. با استفاده از این مجازی ساز، می‌توان از کرنل لینوکس به‌عنوان Hypervisor استفاده کرد. در این مقاله از بلاگ پارس پک، مجازی ساز KVM و ویژگی‌های آن را معرفی و این مجازی ساز را با سایر رقبایش مقایسه می‌کنیم.

مجازی ساز KVM چیست؟

KVM مخفف عبارت Kernel-based Virtual Machine به‌معنای «ماشین مجازی مبتنی‌بر هسته» است؛ بنابراین، برای پاسخ به پرسش «مجازی ساز KVM چیست؟»، به‌سادگی می‌توان به‌معنای آن رجوع کرد. این مجازی ساز فناوری پیشرویی محسوب می‌شود که قابلیت استفاده از کرنل لینوکس به‌عنوان Hypervisor را فراهم می‌کند. با استفاده از این مجازی ساز، می‌توانید یک سرور فیزیکی را به چندین سرور مجازی و ماشین مجازی تقسیم کنید.

با این تعاریف، حتماً متوجه شده‌اید که KVM بخشی از لینوکس و لینوکس نیز بخشی از KVM است؛ اما ویژگی‌های خاص آن، KVM را به Hypervisor و مجازی ساز کاربردی در سیستم‌عامل‌های مختلف تبدیل می‌کند. این مجازی ساز هر ماشین مجازی را به تمام سرویس‌های معمولی سیستم فیزیکی، از‌جمله BIOS مجازی (سیستم ورودی‌وخروجی پایه) و سخت‌افزار مجازی مانند پردازنده و حافظه و کارت‌های شبکه مجهز می‌کند. درنتیجه، به‌کمک KVM هر ماشین مجازی ساز مانند ماشین فیزیکی شبیه‌سازی می‌شود.

چرا مجازی ساز KVM؟

مجازی سازی با KVM مزیت‌هایی دارد که در سایر روش‌ها دیده نمی‌شود. برخی از نرم‌افزارهای مجازی ساز معروف عبارت‌اند از: VMWARE ،‌OpenVZ ،‌Microsoft Hyper-V و Citrix Xen می‌شوند. درادامه، آن‌ها را با مجازی ساز KVM مقایسه می‌کنیم.

۱. KVM در‌ مقایسه‌ با VMware

VMware هایپروایزری پایدار با عملکرد و ویژگی‌های عالی است؛ اما دربرابر مجازی ساز KVM کم می‌آورد! مجازی سازی مبتنی‌بر KVM مزایای زیادی درمقایسه‌با روش‌های دیگر مانند VMware vSphere دارد:

• شما با استفاده از این روش به هزینه کمتری نیاز دارید و هزینه مالیات نیز کمتر محاسبه می‌شود.
• برعکس VMware، در KVM برای نرم‌افزارهایی که استفاده نمی‌کنید، پولی پرداخت نمی‌کنید.

مجازی ساز VMware قابلیت همکاری متقابل روی پلتفرم‌های لینوکس و ویندوز را فراهم می‌کند. برنامه‌ها در KVM در‌مقایسه‌با سایر هایپروایزرها سریع‌تر اجرا می‌شوند. همچنین، مزیت منبع‌بازبودن آن باعث می‌شود تا به کد منبع دسترسی داشته باشید.

۲. KVM در‌ مقایسه‌ با Hyper-V  

Hyper-V مایکروسافت و KVM لینوکس هایپروایزرهای توانمندی هستند و تعداد زیادی از ماشین‌های مجازی را می‌توانند میزبانی کنند؛ اما درزمینه ابزارهای مدیریتی تفاوت‌هایی بین این دو وجود دارد. تفاوت اصلی Hyper-V با KVM این است که Hyper-V ساخت شرکت مایکروسافت است و روی ویندوز اجرا می‌شود؛ در‌حالی‌که KVM هایپروایزر متن‌باز و ساخت شرکت لینوکس است. البته شرکت سازنده این دو باعث نمی‌شود که از آن‌ها در سیستم‌عامل‌های دیگر استفاده نشود.

درست مانند Hyper-V که ادمین‌ها می‌توانند آن را با خط فرمان مدیریت کنند، ادمین‌ها در KVM هم می‌توانند با کمک خط فرمان عملیات مدیریت را به‌طور‌کامل انجام دهند. ناگفته نماند ادمین‌ها در این مجازی ساز با گزینه‌های متعددی روبه‌رو هستند. یکی دیگر از تفاوت‌های Hyper-V و KVM، وجود حافظه پویا در گزینه اول است. این ویژگی به ادمین‌ها اجازه می‌دهد حافظه را بیش‌از‌حد فراهم کنند تا  تعداد VMهایی که می‌توانند روی یک میزبان مشخص اجرا شوند، افزایش پیدا کند.

۳. KVM در‌ مقایسه‌ با Citrix Xen

Xen مدت نسبتاً طولانی است که توسعه یافته و انتظار می‌رود که بسیار کامل باشد؛ اما با استراتژی ناشناخته Citrix و معماری نیمه‌مجازی‌سازی آن محدود شده است. درمقابل، KVM دیرتر به بازار عرضه شده است؛ اما مزایایی دارد که در رقیب پیرش پیدا نمی‌کنید. درباره انتخاب بهترین روش مجازی ساز، می‌توان سه اصل را در نظر گرفت: منبع‌باز‌بودن پلتفرم و معماری و عملکرد مجازی سازی. براساس این سه اصل، مجازی ساز KVM درمقایسه‌با Citrix Xen بستر بهتری برای توسعه نرم‌افزار مجازی سازی در نظر می‌گیرد.

۴. KVM  در مقایسه‌ با OpenVZ

بزرگ‌ترین تفاوت بین KVM و OpenVz این است که OpenVz فقط سیستم‌عامل لینوکس را میزبانی می‌کند؛ ولی KVM در این زمینه بسیار انعطاف دارد! همان‌طور‌که پیش‌تر در پاسخ به پرسش «مجازی ساز KVM چیست؟» گفتیم، این مجازی ساز می‌تواند با سیستم‌‌عامل‌های مختلف کار کند. OpenVz به شما اجازه می‌دهد تا منابع مانند RAM را به‌طور‌کامل به‌اشتراک بگذارید.

 در این شرایط، هنگامی‌که شرکت‌ها رم اختصاص‌داده‌شده خود را مصرف کردند، بقیه کاربران سرور می‌توانند از آن استفاده کنند. این ویژگی برای اپلیکیشن‌های کوچک عالی است؛ اما شرکت‌های بزرگ ممکن است در استفاده از آن به‌مشکل بربخورند. درمقابل، KVM به کاربران خود اجازه می‌دهد تا مقادیری را به منابع خود اختصاص دهند؛ درنتیجه، برنامه‌ها فقط از منابع موردنیازشان استفاده می‌کنند.

مقایسه مجازی سازهای XEN ،VMware ،OpenVZ  ،KVM

مزایای مجازی سازی با KVM

باتوجه‌به مقایسه‌های انجام‌شده، احتمالاً دیگر به بیان تمام مزایای مجازی ساز KVM نیازی نیست؛ اما بیایید برخی از مزایای مهم‌ آن را باهم بررسی کنیم. مهم‌ترین مزیت KVM آن است که در لینوکس در‌دسترس قرار می‌گیرد. این مجازی ساز به‌صورت بومی در لینوکس نصب می‌شود و تجربه کاربری ساده‌ای را برای شما رقم می‌زند.

مزایای مجازی ساز KVM درمقایسه‌با سایر روش‌ها ازاین‌قرار است:

• عملکرد: یکی از اشکال‌ اصلی مجازی سازی در روش‌های سنتی، کاهش عملکرد درمقایسه‌با ماشین‌های فیزیکی است. از‌آن‌جاکه KVM هایپروایزر نوع اول محسوب می‌شود، از همه هایپروایزرهای نوع دوم بهتر عمل می‌کند. با استفاده از هایپروایزر KVM، ماشین‌های مجازی سریع بوت می‌شوند.
• مقیاس‌پذیری: به‌عنوان ماژول هسته لینوکس، هایپروایزر KVM به‌طورخودکار مقیاس می‌شود تا در زمان بارگذاری‌های سنگین پاسخ‌گو باشد. هایپروایزر KVM امکان خوشه‌بندی برای هزاران نود را نیز فراهم و پایه‌های پیاده‌سازی زیرساخت ابری را مهیا می‌کند.
• امنیت:  از‌آن‌جا‌که مجازی ساز KVM بخشی از کد منبع هسته لینوکس است، جزو بزرگ‌ترین جامعه منبع‌باز جهان محسوب می‌شود. درنتیجه، فرایند توسعه و آزمایش‌های دقیق امنیتی به‌طور‌مداوم انجام می‌شوند.
• رشد و تکامل: KVM برای اولین‌بار در سال ۲۰۰۶ ایجاد شده و از آن زمان تاکنون، تا حد زیادی توسعه یافته است. این مجازی ساز پروژه‌ای ۱۵ساله است که در‌حال‌حاضر، بسیار بالغ شده است. بیش از ۱,۰۰۰ نفر توسعه‌دهنده در سراسر جهان برای تکامل بیشتر این مجازی ساز کمک کرده‌اند.
• مقرون‌به‌صرفه: هزینه یکی از عوامل مهم‌ برای انتخاب مجازی ساز محسوب می‌شود. از‌آن‌جا‌که KVM منبع‌باز است و به‌عنوان ماژول هسته لینوکس در‌دسترس قرار می‌گیرد، هیچ هزینه‌ای ندارد. کسب‌وکارها می‌توانند به‌صورت اختیاری در برنامه‌های تجاری مختلف، مانند UA-I عضو شوند تا پشتیبانی سازمانی برای مجازی‌سازی مبتنی‌بر KVM یا زیرساخت ابری دریافت کنند.

آموزش مجازی ساز KVM

پس از پاسخ به پرسش «مجازی ساز KVM چیست؟» وقت آموزش مجازی ساز KVM رسیده است. در‌ادامه، مراحل نصب این مجازی ساز روی اوبونتو را بررسی می‌کنیم:

• ابتدا باید بسته‌های مورد‌نیاز را نصب کنید. در اوبونتو 20.04 دستور زیر را برای نصب بسته‌های مورد نیاز اجرا کنید:

$ sudo apt -y install bridge-utils cpu-checker libvirt-clients libvirt-daemon qemu qemu-kvm

• سپس قابلیت‌های مجازی سازی را باید بررسی کنید. دستور زیر را اجرا کنید تا مطمئن شوید پردازنده شما از قابلیت‌های مجازی سازی پشتیبانی می‌کند:

$ kvm-ok

خروجی این دستور بسیار ساده است و به‌وضوح نشان می‌دهد که آیا KVM می‌تواند استفاده شود یا خیر:

INFO: /dev/kvm exists
KVM acceleration can be used

• درادامه، یک VM راه‌اندازی کنید. برای راه‌اندازی اولین نمونه Ubuntu Server 20.04 LTS خود در KVM، دستور زیر را اجرا کنید:

$ sudo virt-install --name ubuntu-guest --os-variant ubuntu20.04 --vcpus 2 --ram 2048 --location http://ftp.ubuntu.com/ubuntu/dists/focal/main/installer-amd64/ --network bridge=virbr0,model=virtio --graphics none --extra-args='console=ttyS0,115200n8 serial'

نرم‌افزارهای مدیریت مجازی سازی

برای آسان‌کردن مدیریت ماشین‌های مجازی و ایجاد رابط گرافیکی، انواع نرم‌افزارهای مدیریتی برای KVM به‌وجود آمده‌اند. برخی از این نرم‌افزارهای محبوب‌ عبارت‌اند از:

• Virtual Machine Manager: این نرم‌افزار رابط کاربری دسکتاپ برای مدیریت ماشین‌های مجازی در KVM است و قابلیت‌های آن ایجاد ماشین‌های مجازی جدید، پیکربندی، تخصیص منابع و ایجاد سخت‌افزارهای مجازی را امکان‌پذیر می‌کنند.
• Multipass: این نرم‌افزار روشی پیشنهادی برای ایجاد ماشین‌های مجازی در اوبونتوست. Multipass برای توسعه‌دهندگانی طراحی شده است که می‌خواهند به‌سرعت محیط اوبونتو را تنها با یک فرمان راه‌اندازی کنند. نرم‌افزار مذکور روی لینوکس و ویندوز و macOS نصب می‌شود و از هایپروایزرهای پیشرو از‌جمله KVM پشتیبانی می‌کند.
• OpenStack: این گزینه محبوب‌ترین پلتفرم رایانش ابری منبع‌باز است که مدیریت منابع محاسباتی و شبکه و ذخیره‌سازی توزیع‌شده در مرکز داده را امکان‌پذیر می‌کند. ناگفته نماند OpenStack در هایپروایزر KVM، قابلیت‌های مجازی‌سازی را فراهم می‌کند.

خرید سرور مجازی از خدمات میزبانی پارس پک

اگر اولین تجربه‌تان درزمینه سرورهای مجازی است یا دانش کافی در انتخاب بهترین نوع سرور مجازی  ایرانی یا خارجی دارید، پارس پک، یکی از شرکت‌های هاستینگ قدرتمند ایران، به شما کمک خواهد کرد تا بهترین پنل را متناسب با نیازتان انتخاب کنید. برای دریافت هرگونه راهنمایی و مشاوره رایگان از‌طریق تیکت یا تلفن می‌توانید با کارشناسان پارس پک ارتباط بگیرید. همچنین برای مشاهده تعرفه‌ها و اطلاعات بیشتر میتوانید وارد صفحه زیر شوید.

سرور مجازی

جمع‌بندی

در این مطلب از بلاگ پارس پک، به سؤال «مجازی ساز KVM چیست؟» جواب دادیم. این مجازی ساز که به‌عنوان Hypervisor استفاده می‌شود، فناوری پیشرویی در این زمینه است. روش‌های متنوعی برای مجازی سازی وجود دارند؛ اما با‌توجه‌به مقایسه‌های انجام‌شده، می‌توان به این نتیجه رسید که مجازی ساز KVM جزو روش‌های برتر محسوب می‌شود. دیدگاه شما درباره مجازی سازی با KVM چیست؟ اگر سؤال یا ابهامی دراین‌باره دارید، آن را ازطریق بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

سؤالات متداول

۱. مجازی سازی با KVM چیست؟

مجازی ساز KVM یکی از فناوری‌های پیشرو در‌زمینه مجازی سازی است که قابلیت استفاده از کرنل لینوکس به‌عنوان Hypervisor را فراهم می‌کند. با استفاده از این مجازی ساز، می‌توانید یک سرور فیزیکی را به چندین سرور مجازی و ماشین مجازی تقسیم کنید.

۲. چرا مجازی ساز KVM از سایر روش‌ ها بهتر است؟

در مجازی ساز KVM، مزیت‌هایی وجود دارد که در سایر روش‌ها دیده نمی‌شود. شایان ذکر است مزایای این مجازی ساز حتی از VMware هم پیشی گرفته‌اند.

۳. مجازی ساز KVM چه مزیت‌ هایی دارد؟

از مزیت‌های مجازی ساز KVM می‌توان به امنیت فراوان، مقیاس‌پذیری خودکار، عملکرد بهتر از روش‌های فیزیکی و هزینه مقرون‌به‌صرفه آن اشاره کرد.