Máquina virtual basada en el núcleo

La máquina virtual basada en el kernel ( KVM ) es un módulo de virtualización gratuito y de código abierto en el kernel de Linux que permite que el kernel funcione como un hipervisor . Se integró en el kernel principal de Linux en la versión 2.6.20, publicada el 5 de febrero de 2007. ^{[ 1 ]} KVM requiere un procesador con extensiones de virtualización de hardware , como Intel VT o AMD-V . ^{[ 2 ]} KVM también se ha portado a otros sistemas operativos como FreeBSD ^{[ 3 ]} e illumos ^{[ 4 ]} en forma de módulos de kernel cargables.

KVM fue diseñado originalmente para procesadores x86, pero desde entonces se ha portado a z/Architecture , ^{[ 5 ] [ 6 ]} PowerPC , ^{[ 5 ]} IA-64 , ^{[ 5 ]} y ARM . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} El puerto IA-64 se eliminó en 2014. ^{[ 10 ]}

KVM admite la virtualización asistida por hardware para una amplia variedad de sistemas operativos invitados, incluidos BSD , Solaris , Windows , Haiku , ReactOS , Plan 9 , AROS , macOS e incluso otros sistemas Linux. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Además, se sabe que Android 2.2, GNU/Hurd ^{[ 13 ]} ( Debian K16), Minix 3.1.2a, Solaris 10 U3 y Darwin 8.0.1, junto con otros sistemas operativos y algunas versiones más recientes de los mencionados, funcionan con ciertas limitaciones. ^{[ 11 ]}

Además, KVM proporciona soporte de paravirtualización para Linux, OpenBSD , ^{[ 14 ]} FreeBSD, ^{[ 15 ]} NetBSD , ^{[ 16 ]} Plan 9 ^{[ 17 ]} y Windows invitados usando la API VirtIO . ^{[ 18 ]} Esto incluye una tarjeta Ethernet paravirtual , un controlador de E/S de disco, ^{[ 19 ]} un controlador de globo y una interfaz gráfica VGA usando controladores SPICE o VMware .

Avi Kivity comenzó el desarrollo de KVM a mediados de 2006 en Qumranet , ^{[ 20 ]} una empresa emergente de tecnología ^{[ 21 ]} que fue adquirida por Red Hat en 2008. ^{[ 22 ]}

KVM apareció en octubre de 2006 ^{[ 23 ]} y se fusionó con la rama principal del kernel de Linux en la versión 2.6.20, publicada el 5 de febrero de 2007. ^{[ 1 ]}

KVM es mantenido por Paolo Bonzini. ^{[ 24 ]}

KVM proporciona abstracción de dispositivos, pero no emulación de procesador. Expone la interfaz /dev/kvm , que un host en modo usuario puede utilizar para:

• Configure el espacio de direcciones de la máquina virtual invitada. El host también debe proporcionar una imagen de firmware (normalmente una BIOS personalizada al emular PC) que la máquina virtual invitada pueda usar para arrancar su sistema operativo principal.
• Alimente al invitado con E/S simulada.
• Mapea la pantalla de vídeo del invitado en el sistema anfitrión.

Originalmente, se proporcionó una versión derivada de QEMU para ejecutar máquinas virtuales invitadas y gestionar la emulación de hardware que no maneja el kernel. Esta funcionalidad se integró posteriormente en el proyecto principal. Actualmente existen numerosos monitores de máquinas virtuales (VMM) que pueden utilizar la interfaz KVM, como kvmtool, crosvm y Firecracker , además de numerosos VMM especializados desarrollados con frameworks como rust-vmm.

Internamente, KVM utiliza SeaBIOS como una implementación de código abierto de una BIOS x86 de 16 bits . ^{[ 26 ]}

KVM ha sido compatible con vCPU intercambiables en caliente , ^{[ 27 ]} administración dinámica de memoria, ^{[ 28 ]} y migración en vivo desde febrero de 2007. ^{[ 29 ] [ 30 ]} También reduce el impacto que las cargas de trabajo intensivas en escritura de memoria tienen en el proceso de migración. ^{[ 31 ]}

KVM emula muy poco hardware, y en su lugar delega la emulación de dispositivos a una aplicación cliente de nivel superior como QEMU , crosvm o Firecracker .

KVM proporciona los siguientes dispositivos emulados:

• CPU y memoria virtuales ^{[ 32 ]}
• VirtIO

• Kimchi : herramienta de gestión de virtualización basada en web para KVM. 
• Administrador de máquinas virtuales : permite crear, editar, iniciar y detener máquinas virtuales basadas en KVM, así como migrar máquinas virtuales entre hosts mediante la función de arrastrar y soltar, tanto en caliente como en frío. 
• Proxmox Virtual Environment es un paquete de gestión de virtualización de código abierto que incluye KVM y LXC . Cuenta con un instalador bare-metal, una interfaz gráfica de usuario (GUI) para gestión remota basada en web, una pila de clúster de alta disponibilidad (HA), almacenamiento unificado, red flexible y soporte comercial opcional. 
• OpenQRM : plataforma de gestión para administrar infraestructuras de centros de datos heterogéneas. 
• GNOME Boxes : interfaz de Gnome para administrar máquinas virtuales libvirt en Linux. 
• oVirt : herramienta de gestión de virtualización de código abierto para KVM basada en libvirt. 
• OpenNebula es una plataforma de computación en la nube de código abierto para gestionar recursos de infraestructura heterogéneos de centros de datos, nubes públicas y computación perimetral que se ejecutan en KVM, QEMU o LXC. 

El componente de modo kernel de KVM es parte del kernel de Linux , que a su vez está licenciado bajo la Licencia Pública General GNU, versión 2. ^{[ 33 ]}

• Amit Shah (2 de noviembre de 2016). "Diez años de KVM" . lwn.net . Consultado el 10 de febrero de 2017 .

• Buenas prácticas para la máquina virtual basada en el kernel. Archivado el 6 de noviembre de 2019 en Wayback Machine , IBM, segunda edición, abril de 2012.
• Mejora del rendimiento de Virtio-blk , KVM Forum 2012, 8 de noviembre de 2012, por Asias He
• Wikibook QEMU y KVM
• crosvm - Monitor de máquinas virtuales de Chrome OS
• VMM Firecracker para KVM