QEMU-KVM को सामान्य सञ्चालन सिद्धान्तहरू

मेरो वर्तमान बुझाइ:

1) KVM

KVM (कर्नेल-आधारित भर्चुअल मेसिन) लिनक्स ओएसमा मोड्युलको रूपमा चलिरहेको हाइपरभाइजर (VMM - भर्चुअल मेसिन प्रबन्धक) हो। अस्तित्वहीन (भर्चुअल) वातावरणमा केही सफ्टवेयर चलाउनको लागि हाइपरभाइजर आवश्यक छ र एकै समयमा यो सफ्टवेयरबाट वास्तविक भौतिक हार्डवेयर लुकाउनुहोस् जसमा यो सफ्टवेयर चल्छ। हाइपरभाइजरले भौतिक हार्डवेयर (होस्ट) र भर्चुअल ओएस (अतिथि) बीचको "स्पेसर" को रूपमा कार्य गर्दछ।

किनकी KVM लिनक्स कर्नेलको मानक मोड्युल हो, यसले कर्नेल (मेमोरी व्यवस्थापन, अनुसूचक, आदि) बाट सबै आवश्यक वस्तुहरू प्राप्त गर्दछ। र तदनुसार, अन्तमा, यी सबै फाइदाहरू अतिथिहरूमा जान्छन् (किनभने अतिथिहरूले हाइपरभाइजरमा काम गर्छन् जुन लिनक्स ओएस कर्नेलमा चल्छ)।

KVM धेरै छिटो छ, तर यो आफैंमा भर्चुअल OS चलाउन पर्याप्त छैन, किनभने ... यो I/O अनुकरण आवश्यक छ। I/O (CPU, डिस्क, नेटवर्क, भिडियो, PCI, USB, सिरियल पोर्ट, आदि) को लागि KVM ले QEMU प्रयोग गर्दछ।

2) QEMU

QEMU (क्विक इमुलेटर) विभिन्न यन्त्रहरूका लागि एउटा इमुलेटर हो जसले तपाईंलाई एउटा आर्किटेक्चरको लागि डिजाइन गरिएको अपरेटिङ सिस्टमहरू अर्कोमा चलाउन अनुमति दिन्छ (उदाहरणका लागि, ARM -> x86)। प्रोसेसरको अतिरिक्त, QEMU ले विभिन्न परिधीय उपकरणहरू अनुकरण गर्दछ: नेटवर्क कार्डहरू, HDD, भिडियो कार्डहरू, PCI, USB, आदि।

यो यस्तो काम गर्छ:

निर्देशन/बाइनरी कोड (उदाहरणका लागि, ARM) TCG (Tiny Code Generator) कन्भर्टर प्रयोग गरेर मध्यवर्ती प्लेटफर्म-स्वतन्त्र कोडमा रूपान्तरण गरिन्छ र त्यसपछि यो प्लेटफर्म-स्वतन्त्र बाइनरी कोड लक्ष्य निर्देशन/कोडमा रूपान्तरण हुन्छ (उदाहरणका लागि, x86)।

एआरएम -> मध्यवर्ती_कोड -> x86

अनिवार्य रूपमा, तपाइँ कुनै पनि होस्टमा QEMU मा भर्चुअल मेसिनहरू चलाउन सक्नुहुन्छ, पुरानो प्रोसेसर मोडेलहरूसँग पनि जुन Intel VT-x (Intel Virtualization Technology) / AMD SVM (AMD सुरक्षित भर्चुअल मेसिन) लाई समर्थन गर्दैन। यद्यपि, यस अवस्थामा, यसले धेरै ढिलो काम गर्नेछ, यस तथ्यको कारणले कि कार्यान्वयन गर्ने बाइनरी कोड फ्लाईमा दुई पटक पुन: कम्पाइल गर्न आवश्यक छ, TCG प्रयोग गरेर (TCG एक जस्ट-इन-टाइम कम्पाइलर हो)।

ती। QEMU आफैंमा मेगा कूल छ, तर यसले धेरै ढिलो काम गर्दछ।

3) सुरक्षा घण्टी

प्रोसेसरहरूमा बाइनरी प्रोग्राम कोड एक कारणको लागि काम गर्दछ, तर विभिन्न स्तरहरूमा अवस्थित हुन्छ (रिंगहरू / सुरक्षा घण्टीहरू) डेटा पहुँचको विभिन्न स्तरहरू, सबैभन्दा विशेषाधिकार प्राप्त (रिंग ०) देखि सबैभन्दा सीमित, विनियमित र "नट कडाइका साथ। " (रिंग 0)।

अपरेटिङ सिस्टम (OS कर्नेल) Ring 0 (कर्नेल मोड) मा चल्छ र यसले कुनै पनि डाटा र उपकरणहरूसँग जे चाहन्छ त्यो गर्न सक्छ। प्रयोगकर्ता अनुप्रयोगहरू रिंग 3 स्तर (प्रयोगकर्ता मोड) मा काम गर्छन् र तिनीहरूले जे चाहन्छन् गर्न अनुमति छैन, तर यसको सट्टामा प्रत्येक पटक पहुँच अनुरोध गर्नुपर्दछ एक विशेष अपरेशन गर्न (यसैले, प्रयोगकर्ता अनुप्रयोगहरू केवल तिनीहरूको आफ्नै डेटामा पहुँच छ र "प्राप्त गर्न सक्दैन। "अरू कसैको स्यान्डबक्समा)। घण्टी १ र २ ड्राइभरहरू द्वारा प्रयोगको लागि हो।

Intel VT-x / AMD SVM को आविष्कार हुनु अघि, हाइपरभाइजरहरू Ring 0 मा दौडन्थ्यो, र अतिथिहरू Ring 1 मा दौडन्थे। Ring 1 सँग OS को सामान्य सञ्चालनको लागि पर्याप्त अधिकार नभएकोले, अतिथि प्रणालीबाट प्रत्येक विशेषाधिकार प्राप्त कलको साथ, हाइपरभाइजरले यो कललाई फ्लाईमा परिमार्जन गर्न र Ring 0 मा कार्यान्वयन गर्नुपर्‍यो (जस्तै QEMU ले गर्छ)। ती। अतिथि बाइनरी होइन प्रोसेसरमा सीधा कार्यान्वयन गरिएको थियो, र प्रत्येक पटक उडानमा धेरै मध्यवर्ती परिमार्जनहरू मार्फत गयो।

ओभरहेड महत्त्वपूर्ण थियो र यो एक ठूलो समस्या थियो, र त्यसपछि प्रोसेसर निर्माताहरू, एक अर्काबाट स्वतन्त्र रूपमा, निर्देशनहरूको विस्तारित सेट जारी गरियो (Intel VT-x / AMD SVM) जसले अतिथि OS कोड कार्यान्वयन गर्न अनुमति दिन्छ। प्रत्यक्ष रूपमा होस्ट प्रोसेसरमा (कुनै पनि महँगो मध्यवर्ती चरणहरू बाइपास गर्दै, पहिले जस्तै थियो)।

Intel VT-x / AMD SVM को आगमन संग, एक विशेष नयाँ रिंग स्तर -1 (माइनस एक) सिर्जना गरिएको थियो। र अब हाइपरभाइजर यसमा चल्छ, र अतिथिहरू Ring 0 मा चल्छन् र CPU मा विशेषाधिकार प्राप्त पहुँच पाउँछन्।

ती। अन्ततः:

• होस्ट रिंग 0 मा चल्छ
• अतिथिहरू रिंग ० मा काम गर्छन्
• हाइपरभाइजर रिंग -1 मा चल्छ

4) QEMU-KVM

KVM ले अतिथिहरूलाई Ring 0 मा पहुँच दिन्छ र QEMU प्रयोग गर्दछ I/O (प्रोसेसर, डिस्क, नेटवर्क, भिडियो, PCI, USB, सिरियल पोर्टहरू, आदि जुन अतिथिहरूले "हेर्छन्" र काम गर्छन्) अनुकरण गर्न।

त्यसैले QEMU-KVM (वा KVM-QEMU) :)

CREDITS
ध्यान आकर्षित गर्न तस्वीर
सुरक्षा घण्टी को तस्वीर

PS यस लेखको पाठ मूल रूपमा टेलिग्राम च्यानलमा प्रकाशित भएको थियो @RU_Voip च्यानल सहभागीहरू मध्ये एकको प्रश्नको जवाफको रूपमा।

मैले बिषय सहि नबुझेको वा थप्न को लागी केहि छ भने कमेन्टमा लेख्नुहोस्।

धन्यवाद!

स्रोत: www.habr.com