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¿Qué son las KVM?

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Una máquina virtual basada en el kernel (KVM) es una tecnología de virtualización open source integrada a Linux®. En concreto, con las KVM puede convertir a Linux en un hipervisor que permite que una máquina host ejecute varios entornos virtuales aislados llamados máquinas virtuales (VM) o guests.

Las KVM forman parte de Linux, así que las tiene a su disposición si tiene Linux 2.6.20 o una versión posterior. Se anunciaron por primera vez en 2006, y un año después se incorporaron a la versión principal del kernel de Linux. Dado que las KVM forman parte del código actual de Linux, aprovechan de forma inmediata todas sus mejoras, correcciones y funciones nuevas, sin requerir ningún tipo de ingeniería adicional.

Las KVM convierten a Linux en un hipervisor de tipo 1, es decir, de servidor dedicado (bare metal). Todos los hipervisores necesitan algunos elementos del sistema operativo (por ejemplo, el administrador de memoria, el programador de procesos, la pila de entrada o salida [E/S], los controladores de dispositivos, el administrador de seguridad, la pila de red, entre otros) para ejecutar las máquinas virtuales. Las KVM tienen todos estos elementos porque forman parte del kernel de Linux. Cada máquina virtual se implementa como un proceso habitual de Linux, el cual se establece mediante el programador estándar, con hardware virtual exclusivo, como tarjetas de red, adaptadores de gráficos, CPU, memorias y discos.

Implementación de las KVM

En resumen, debe ejecutar una versión de Linux que se haya lanzado después de 2007, y debe instalarla en sistemas de hardware X86 que respalden las funciones de virtualización. Si ya lo hizo, entonces solo debe cargar dos módulos actuales (un módulo host del kernel y uno específico del procesador), un emulador y cualquier controlador que le permita ejecutar sistemas adicionales.

Sin embargo, si se implementan las KVM en una distribución de Linux compatible, como Red Hat Enterprise Linux, se amplían sus funciones, lo cual le permite intercambiar los recursos entre los guests, compartir bibliotecas comunes, optimizar el rendimiento del sistema y mucho más.

Si diseña una infraestructura virtual en una plataforma con la que tiene un vínculo contractual, su acceso al código fuente puede estar limitado. Esto significa que sus desarrollos de TI probablemente sean meras soluciones a los problemas, en lugar de innovaciones; y el próximo contrato podría impedir que invierta en nubes, contenedores y automatización. La migración a una plataforma de virtualización basada en KVM le permite examinar, modificar y mejorar el código fuente del hipervisor. Además, no necesita un acuerdo de licencia empresarial, ya que no es necesario proteger el código fuente porque es suyo.

Las KVM forman parte de Linux, y Linux forma parte de las KVM. Ambas soluciones ofrecen las mismas características, pero las KVM tienen funciones específicas que las convierten en el hipervisor preferido para las empresas.

Seguridad

Las KVM utilizan una combinación de Security-Enhanced Linux (SELinux) y Secure Virtualization (sVirt) para mejorar la seguridad y el aislamiento de las máquinas virtuales. SELinux establece límites de seguridad en las máquinas virtuales, mientras que sVirt amplía las funciones de SELinux, lo cual permite que se aplique la seguridad del control de acceso obligatorio (MAC) a las máquinas virtuales guest y previene los errores del etiquetado manual.

Almacenamiento

Las KVM pueden usar todos los tipos de almacenamiento compatibles con Linux, lo cual incluye algunos discos locales y el almacenamiento adjunto a la red (NAS). La entrada y salida de varias rutas mejora el almacenamiento y proporciona constancia. Las KVM también admiten los sistemas de archivos compartidos, para que se puedan compartir las imágenes de máquinas virtuales entre varios hosts. Las imágenes del disco son compatibles con el método de implementación fina, mediante el cual se asigna el almacenamiento según se requiera en lugar de hacerlo por adelantado.

Compatibilidad con los sistemas de hardware

Las KVM pueden usar una amplia variedad de plataformas de hardware certificadas y compatibles con Linux. Dado que los proveedores de hardware contribuyen al desarrollo del kernel con frecuencia, las funciones más recientes de hardware suelen adoptarse rápidamente en el kernel de Linux.

Gestión de la memoria

Las KVM cuentan con las funciones de Linux para la gestión de la memoria, como el acceso a la memoria no uniforme y la memoria compartida del kernel. La memoria de las máquinas virtuales se puede intercambiar, con el respaldo de volúmenes grandes de datos para obtener un mejor rendimiento, y se puede compartir o respaldar con un archivo de disco.

Migración activa

Las KVM respaldan la migración activa: la capacidad para trasladar una máquina virtual en ejecución entre hosts físicos sin interrumpir el servicio. Eso permite que la máquina virtual y las conexiones de red sigan activas, y que las aplicaciones se sigan ejecutando durante el proceso de migración. También se guarda su estado actual para que se pueda almacenar y reanudar luego.

Rendimiento y capacidad de ajuste

Las KVM incorporan el desempeño de Linux y se expanden para satisfacer la demanda si aumenta la cantidad de máquinas guest y de solicitudes. También permiten que se virtualicen las cargas de trabajo más exigentes de las aplicaciones, y constituyen la base para muchas configuraciones de virtualización empresarial, como los centros de datos y las nubes privadas (mediante OpenStack®).

Programación y control de recursos

En el modelo de KVM, una máquina virtual es un proceso de Linux que el kernel programa y gestiona. El programador de Linux brinda un control detallado sobre los recursos que se asignan a un proceso y garantiza la calidad del servicio para un proceso particular. Con las KVM, se incluye el programador completamente justo, los grupos de control, los espacios de nombre de las redes y las extensiones inmediatas.

Latencia más baja y mayor prioritización

El kernel de Linux incluye extensiones inmediatas que permiten que las aplicaciones basadas en máquinas virtuales se ejecuten con una latencia más baja y un mejor orden prioritario (en comparación con los servidores dedicados [bare metal]). El kernel también divide los procesos que requieren largos períodos de computación en elementos más pequeños, que luego se programan y se procesan debidamente.

Es posible gestionar de forma manual varias máquinas virtuales que están activas en una sola estación de trabajo sin una herramienta de gestión. Las grandes empresas usan un software de gestión de la virtualización que interactúa con los entornos virtuales y el hardware físico subyacente para simplificar la administración de los recursos, mejorar el análisis de los datos y optimizar las operaciones. Red Hat creó Red Hat Virtualization precisamente con ese fin.

Confiamos tanto en el potencial de las KVM que es el único hipervisor que usamos para todos nuestros productos de virtualización, y siempre buscamos mejorar el código del kernel con las contribuciones a la comunidad de KVM. Pero como las KVM ya son parte Linux y están incluidas en Red Hat Enterprise Linux, seguro se preguntará para qué puede servirle Red Hat Virtualization.

Red Hat tiene dos versiones de KVM. La que se incluye con Red Hat Enterprise Linux tiene todas las características del hipervisor con las funciones básicas de gestión y permite que los clientes ejecuten un número ilimitado de máquinas virtuales aisladas en un solo host. Red Hat Virtualization posee una versión avanzada de KVM que posibilita la gestión empresarial de una cantidad ilimitada de máquinas guest. Es ideal para la virtualización del centro de datos, las estaciones de trabajo técnicas, las nubes privadas, y las etapas de desarrollo o producción.

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