{"id":37939,"date":"2019-10-31T22:20:41","date_gmt":"2019-10-31T19:20:41","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/obshhie-printsipy-raboty-qemu-kvm\/"},"modified":"2019-10-31T22:20:41","modified_gmt":"2019-10-31T19:20:41","slug":"obshhie-printsipy-raboty-qemu-kvm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/hr\/blog\/administrirovanie\/obshhie-printsipy-raboty-qemu-kvm","title":{"rendered":"Op\u0107i principi rada QEMU-KVM","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Op\u0107i
\n
\nMoje trenutno razumijevanje:<\/p>\n

1) KVM<\/h2>\n

\nKVM (Kernel-based Virtual Machine) \u2013 hipervizor (VMM \u2013 Virtual Machine Manager) koji radi kao modul na operativnom sustavu Linux. Hipervizor je potreban za pokretanje softvera u nepostoje\u0107em (virtuelnom) okru\u017eenju, dok skriva stvarno fizi\u010dko hardver na kojem taj softver radi. Hipervizor djeluje kao 'veza' izme\u0111u fizi\u010dkog hardvera (hosta) i virtuelnog operativnog sustava (gosta).<\/p>\n

Budu\u0107i da je KVM standardni modul jezgre Linuxa, dobiva od jezgre sve potrebne resurse (upravljanje memorijom, planer i sl.). Tako da na kraju, sve te prednosti pripadaju i gostima (jer gosti rade na hipervizoru koji radi unutar jezgre OS Linux).<\/p>\n

KVM je vrlo brz, ali sam po sebi nije dovoljan za pokretanje virtuelnog operativnog sistema, jer je potrebna emulacija I\/O. Za I\/O (procesor, disk, mre\u017ea, video, PCI, USB, serijski portovi itd.) KVM koristi QEMU.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

2) QEMU<\/h2>\n

\nQEMU (Quick Emulator) \u2013 emulatore raznih ure\u0111aja koji omogu\u0107ava pokretanje operativnih sistema namijenjenih jednoj arhitekturi na drugoj (na primjer, ARM \u2013> x86). Osim procesora, QEMU emulira razne periferne ure\u0111aje: mre\u017ene kartice, HDD, grafi\u010dke kartice, PCI, USB itd.<\/p>\n

Radi to ovako:<\/p>\n

Upute\/binarni kod (na primjer, ARM) pretvaraju se u me\u0111uprostorni kod pomo\u0107u konvertera TCG (Tiny Code Generator) i taj me\u0111uprostorni binarni kod se zatim pretvara u ciljne upute\/kod (na primjer, x86).<\/p>\n

ARM \u2013> me\u0111uprostorni_kod \u2013> x86<\/p>\n

U su\u0161tini, mo\u017eete pokrenuti virtuelne ma\u0161ine na QEMU na bilo kojem hostu, \u010dak i sa starim modelima procesora koji ne podr\u017eavaju Intel VT-x (Intel Virtualization Technology) \/ AMD SVM (AMD Secure Virtual Machine). Me\u0111utim, u tom slu\u010daju, radit \u0107e vrlo sporo, zbog toga \u0161to se izvr\u0161ni binarni kod mora prekompilirati u hodu dva puta, pomo\u0107u TCG (TCG je Just-in-Time compiler).<\/p>\n

Dakle, sam po sebi QEMU je izvanredno mo\u0107an, ali radi vrlo sporo.<\/p>\n

3) Protection rings<\/h2>\n

\n\"Op\u0107i
\n
\nBinarni programski kod na procesorima ne radi tek tako, ve\u0107 se nalazi na razli\u010ditim razinama (prstenima \/ Protection rings) s razli\u010ditim razinama pristupa podacima, od najprivilegiranijeg (Ring 0) do najograni\u010denijeg, reguliranog i 's zategnutim maticama' (Ring 3).<\/p>\n

Operacijski sustav (jezgra OS) radi na Ringu 0 (kernel mode) i mo\u017ee raditi sa svim podacima i ure\u0111ajima kako \u017eeli. Korisni\u010dke aplikacije rade na razini Ringa 3 (user mode) i ne smiju raditi sve \u0161to \u017eele, ve\u0107 svaku operaciju moraju zatra\u017eiti odobrenje (tako korisni\u010dke aplikacije imaju pristup samo vlastitim podacima i ne mogu \"u\u0107i\" u \"tu\u0111u sandbox\"). Ring 1 i 2 namijenjeni su kori\u0161tenju od strane drajvera.<\/p>\n

Prije izuma Intel VT-x \/ AMD SVM, hipervizori su radili na Ringu 0, dok su gosti radili na Ringu 1. Budu\u0107i da Ring 1 nema dovoljno prava za normalno funkcioniranje OS-a, pri svakom privilegiranom pozivu iz gostuju\u0107eg sustava, hipervizoru je bilo potrebno u trenutku modificirati taj poziv i izvr\u0161iti ga na Ringu 0 (pribli\u017eno kao \u0161to to radi QEMU). Dakle, gostuju\u0107i binarni kod NE<\/i><\/b> izvr\u0161avao se izravno na procesoru, a svaka se putanja u trenutku prolazila kroz nekoliko me\u0111ufaza modificiranja.<\/p>\n

Tro\u0161kovi su bili zna\u010dajni i to je bio veliki problem, pa su proizvo\u0111a\u010di procesora, neovisno jedan o drugome, izradili pro\u0161ireni skup instrukcija (Intel VT-x \/ AMD SVM) koji omogu\u0107uju izvr\u0161avanje koda gostuju\u0107ih OS-a IZRAVNO<\/i><\/b> na procesoru doma\u0107ina (zaobilaze\u0107i sve skupe me\u0111ufaze, kao \u0161to je to bilo ranije).<\/p>\n

S pojavom Intel VT-x \/ AMD SVM, stvoren je novi poseban razina Ringa -1 (minus jedan). I sada na njemu radi hipervizor, a gosti rade na Ringu 0 i dobivaju privilegiran pristup CPU-u.<\/p>\n

Dakle, na kraju:<\/p>\n