مجازی ساز KVM چیست؟ راهکار قدرتمند و رایگان برای مجازی‌سازی

مجازی‌سازی با KVM، روشی کارآمد و رایگان برای اجرای چندین سیستم‌عامل به صورت همزمان بر روی یک سرور است. این فناوری قدرتمند، با بهره‌گیری از قابلیت‌های هسته لینوکس، به شما امکان می‌دهد منابع سخت‌افزاری را به طور دقیق مدیریت کرده و کارایی سیستم‌های مجازی را به حداکثر برسانید. در این مقاله ابر زس، به این سؤال پاسخ خواهیم داد که مجازی ساز KVM چیست و چرا به یکی از انتخاب‌های برتر برای مجازی‌سازی تبدیل شده است. همچنین ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای این ابزار را بررسی خواهیم کرد و نشان می‌دهیم که چگونه می‌تواند بهره‌وری شما را افزایش دهد.

مجازی ساز KVM چیست؟

KVM (مخفف Kernel-Based Virtual Machine) یا ماشین مجازی مبتنی بر هسته، یک فناوری پیشرفته مجازی‌سازی است که به هسته لینوکس اجازه می‌دهد تا به عنوان یک هایپروایزر (Hypervisor) عمل کند. به عبارت ساده‌تر، KVM امکان اجرای چندین سیستم‌عامل را به طور همزمان بر روی یک سرور فیزیکی فراهم می‌کند. هر یک از این سیستم‌عامل‌ها که به عنوان ماشین مجازی (Virtual Machine یا VM) شناخته می‌شوند، در یک محیط مجازی مجزا و ایزوله اجرا می‌شوند. در این محیط، هایپروایزر منابع سخت‌افزاری را که توسط سرور فیزیکی فراهم می‌شود، مدیریت و بین ماشین‌های مجازی تقسیم می‌کند. با استفاده از KVM، می‌توان منابع سخت‌افزاری را بهینه کرد، هزینه‌ها را کاهش داد و انعطاف‌پذیری بالایی در مدیریت سرورها ایجاد کرد. این فناوری به دلیل عملکرد بالا، قابلیت اطمینان و متن‌باز بودن، به یکی از محبوب‌ترین راهکارهای مجازی‌سازی در دنیای لینوکس تبدیل شده است.

KVM به‌طور اختصاصی برای لینوکس طراحی شده است، اما می‌توان از آن در سیستم‌های دیگر مانند BSD و حتی macOS نیز استفاده کرد. برای نصب KVM در macOS نیاز به استفاده از Homebrew و انجام برخی تنظیمات وجود دارد. این انعطاف‌پذیری KVM را به یکی از قدرتمندترین ابزارها برای شبیه‌سازی دقیق سرورهای فیزیکی در محیط‌های مختلف تبدیل کرده است، که باعث می‌شود KVM در حوزه‌های مختلفی مانند میزبانی وب، توسعه نرم‌افزار، آموزش و تست امنیت، کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.

هایپروایزر چیست و چگونه عمل می‌کند؟

هایپروایزر (Hypervisor) نرم‌افزاری است که با بهره‌گیری از قابلیت مجازی‌سازی (Virtualization)، امکان تقسیم یک سرور فیزیکی به چندین سرور مجازی را فراهم می‌کند. این نرم‌افزار نقش یک مدیر را ایفا می‌کند که منابع سخت‌افزاری سرور اصلی (مانند CPU، رم و حافظه) را بین ماشین‌های مجازی مختلف تقسیم کرده و بر عملکرد آن‌ها نظارت می‌کند. شما می‌توانید هایپروایزر را به عنوان یک لایه میانی بین سخت‌افزار و سیستم‌عامل‌های مهمان تصور کنید. این امر انعطاف‌پذیری و کارایی سرورها را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. همچنین لازم به ذکر است که هایپروایزرها می‌توانند به صورت نرم‌افزار مستقل یا به عنوان بخشی از یک سیستم‌عامل ارائه شوند.

هایپروایزرها خود به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

• هایپروایزر نوع ۱ (Bare Metal): این نوع هایپروایزر به‌طور مستقیم روی سخت‌افزار اجرا می‌شود، نه روی یک سیستم‌عامل دیگر. هایپروایزر نوع ۱ کنترل مستقیم منابع سخت‌افزاری مانند CPU و رم را برعهده داشته و ماشین‌های مجازی را روی سخت‌افزار راه‌اندازی می‌کند.
• هایپروایزر نوع ۲ (Hosted): این نوع هایپروایزر روی یک سیستم‌عامل موجود نصب شده و به عنوان یک برنامه کاربردی درون آن اجرا می‌شود. هایپروایزر نوع ۲ ابتدا باید منابع را از سیستم‌عامل میزبان دریافت کرده و سپس آن‌ها را به ماشین‌های مجازی اختصاص دهد.

توجه داشته باشید که مجازی ساز KVM در لینوکس یک هایپروایزر نوع ۱ است و از فناوری «مجازی‌سازی با کمک سخت‌افزار» استفاده می‌کند. هرچند به شکلی منحصربه‌فرد درون ماژول هسته (kernel) ادغام شده است. سه نوع اصلی مجازی‌سازی وجود دارد:

• مجازی‌سازی کامل (Full Virtualization): در این روش، سخت‌افزار به‌طور کامل توسط نرم‌افزار شبیه‌سازی می‌شود. سیستم مهمان هیچ ارتباط مستقیمی با سخت‌افزار واقعی ندارد.
• مجازی‌سازی نیمه‌مستقیم (Para-Virtualization): سیستم مهمان به‌طور مستقیم با هایپروایزر در ارتباط است، اما برای این کار به درایورهای مخصوصی نیاز دارد.
• مجازی‌سازی نیمه‌مستقیم باکمک سخت‌افزار (Hardware-Assisted Para-Virtualization): در این روش، پشتیبانی سخت‌افزاری از مجازی‌سازی نیمه‌مستقیم، از قبل درون پردازنده تعبیه شده است. این کار باعث افزایش کارایی سیستم‌های مهمان می‌شود، اما انعطاف‌پذیری را کاهش می‌دهد. اکثر پردازنده‌های شرکت‌های اینتل و AMD از این قابلیت پشتیبانی می‌کنند، اما ممکن است نیاز به فعال‌سازی آن در تنظیمات بایوس یا UEFI داشته باشید.

مزایای مجازی ساز KVM چیست؟

این تکنولوژی از مزایای بسیاری برخوردار است. از جمله مهم‌ترین مزایای آن برای کسب‌وکارها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

۱. برخورداری از عملکرد بالا

مجازی‌ساز KVM، با بهره‌گیری از هسته قدرتمند لینوکس، امکان اجرای همزمان چندین سیستم‌عامل (مهمان) را روی یک سرور فراهم می‌کند. این فناوری با ارائه مجازی‌سازی نزدیک به سخت‌افزار، تأخیر پردازشی را به حداقل رسانده و عملکرد سیستم‌عامل‌های مهمان را به سطح سیستم‌عامل میزبان نزدیک می‌کند. در نتیجه، KVM گزینه‌ای ایده‌آل برای اجرای برنامه‌های کاربردی با تقاضای بالای پردازشی است.

۲. برخورداری از امنیت

KVM با ترکیب دو لایه امنیتی قدرتمند، SELinux (مخفف Security-Enhanced Linux به فارسی امنیت لینوکس پیشرفته) و sVirt (مخفف Secure Virtualization به فارسی مجازی‌سازی امن)، سطح بالایی از حفاظت را برای ماشین‌های مجازی فراهم می‌کند. SELinux با ایجاد یک محیط امن در اطراف ماشین‌های مجازی، از آن‌ها در برابر تهدیدات خارجی محافظت می‌کند. sVirt نیز با گسترش قابلیت‌های SELinux، این حفاظت را به داخل ماشین‌های مجازی نیز می‌برد. این به معنای آن است که به هر فرایند در یک ماشین مجازی، به طور خودکار و بدون نیاز به تنظیمات دستی، یک برچسب امنیتی اختصاص داده می‌شود. این برچسب‌ها به سیستم اجازه می‌دهند تا به صورت دقیق کنترل کند که هر فرایند به چه منابعی دسترسی دارد و چه عملیاتی می‌تواند انجام دهد. در نتیجه، احتمال بروز خطاهای انسانی در پیکربندی امنیت و نفوذ مهاجمان به شدت کاهش می‌یابد.

۳. صرفه‌جویی در هزینه

مجازی ساز KVM رایگان و متن‌باز است، به این معنی که کسب‌وکارها برای میزبانی ماشین‌های مجازی مجبور به پرداخت هزینه‌های اضافی برای لایسنس نیستند.

۴. انعطاف‌پذیری بالا

مجازیٰ‌ساز KVM با سخت‌افزارهای متنوع سازگار است و به کسب‌وکارها این امکان را می‌دهد که در هنگام نصب و راه‌اندازی سرورها از گزینه‌های مختلفی استفاده کنند. مدیران سرور می‌توانند به راحتی منابعی مثل پردازنده، حافظه یا فضای ذخیره‌سازی بیشتری را به ماشین‌های مجازی اختصاص دهند. همچنین KVM به گونه‌ای طراحی شده که منابع را فقط زمانی به ماشین مجازی اختصاص می‌دهد که واقعاً به آن‌ها نیاز داشته باشد، یعنی منابع را به صورت بهینه مصرف می‌کند.

۵. مدیریت کارآمد حافظه

مجازی ساز KVM از قابلیت‌های مدیریت حافظه لینوکس مانند دسترسی ناهمگون به حافظه یا NUMA (مخفف Non-Uniform Memory Access) و KSM (مخفف Kernel Same-page Merging به فارسی ادغام صفحه‌بندی هسته) استفاده می‌کند. حافظه ماشین مجازی قادر است از حجم بالایی از فضای ذخیره‌سازی برای عملکرد بهتر پشتیبانی کند و همچنین قابلیت اشتراک‌گذاری یا پشتیبان‌گیری روی دیسک را داشته باشد.

۶. مهاجرت آنی ماشین‌های مجازی

KVM از قابلیت مهاجرت آنی (Live Migration) پشتیبانی می‌کند که به ماشین‌های مجازی در حال اجرا امکان می‌دهد بدون وقفه و با حفظ اتصال شبکه بین میزبان‌های فیزیکی جابه‌جا شوند. این ویژگی باعث می‌شود برنامه‌ها بدون توقف به کار خود ادامه دهند. در مهاجرت آنی (Live Migration)، زمانی که یکی از منابع از جمله CPU یا رم با مشکل مواجه شود یا به هر دلیل نیاز به جابه‌جایی بین این سخت‌افزارها باشد، می‌توان بدون اینکه سیستم‌عامل و برنامه‌ها متوقف شوند، به‌صورت خودکار یا دستی، به سخت‌افزار دیگری منتقل شد و سرویس‌دهی ادامه پیدا کند. همچنین KVM قابلیت ذخیره‌سازی وضعیت ماشین مجازی و بازیابی آن در زمان دلخواه را نیز فراهم می‌کند.

۷. زمان پاسخ‌دهی پایین و اولویت‌بندی بالاتر

هسته‌ لینوکس از قابلیت Real time بودن برخوردار است و به برنامه‌های کاربردی مبتنی بر ماشین مجازی اجازه می‌دهد با زمان پاسخ‌دهی پایین‌تر و اولویت‌بندی بهتر نسبت به اجرای مستقیم روی سخت‌افزار (bare metal) اجرا شوند. هسته همچنین فرآیندهایی را که نیازمند زمان محاسباتی طولانی هستند به اجزای کوچک‌تر تقسیم می‌کند و سپس آن‌ها را به‌صورت بهینه‌ای زمان‌بندی و پردازش می‌کند.

محدودیت‌های استفاده از مجازی ساز KVM چیست؟

استفاده از مجازی ساز KVM، مانند هر ابزار دیگری، معایبی هم دارد. در اینجا به برخی از محدودیت‌ها و چالش‌های استفاده از KVM اشاره می‌کنیم: 

• استفاده از KVM نیاز به دانش فنی و آشنایی با مفاهیم مجازی‌سازی دارد.
• سرور میزبان باید به اندازه‌ کافی قدرتمند باشد تا بتواند بار چندین ماشین مجازی را تحمل کند.
• از آنجایی که تمام ماشین‌های مجازی روی یک سرور فیزیکی اجرا می‌شوند، درصورت خرابی سیستم، خطر از دست رفتن اطلاعات بیشتر خواهد بود.

چگونه از مجازی ساز KVM استفاده کنیم؟

فرض کنید چند سیستم‌عامل مختلف را می‌خواهید روی یک کامپیوتر اجرا کنید. ماشین مجازی (VM) این امکان را برای شما فراهم می‌کند. 

پیش‌نیازهای لازم برای اجرای KVM

دو مورد مهم برای استفاده از KVM نیاز دارید:

• هسته لینوکس: هسته، قلب تپنده‌ سیستم‌عامل لینوکس است که با سخت‌افزار کامپیوتر ارتباط برقرار می‌کند. توزیع‌های مختلف لینوکس مانند اوبونتو، فدورا و ردهت، هسته‌ لینوکس را به همراه برنامه‌های کاربردی دیگر ارائه می‌دهند.
• پردازنده‌ سازگار با مجازی‌سازی: اکثر پردازنده‌های جدید از قابلیت مجازی‌سازی پشتیبانی می‌کنند. این قابلیت به مجازی ساز KVM امکان می‌دهد تا منابع سخت‌افزاری را بین چندین ماشین مجازی به اشتراک بگذارد.

نصب و پیکربندی KVM

بعد از اینکه مطمئن شدید موارد بالا را دارید، باید نرم‌افزارهای اضافی زیر را روی سیستم لینوکس خود نصب کنید:

• ماژول هسته‌ میزبان: این ماژول هسته را برای مدیریت ماشین‌های مجازی آماده می‌کند.
• ماژول خاص پردازنده: این ماژول با توجه به نوع پردازنده‌ شما تنظیم شده و امکان استفاده از قابلیت‌های مجازی‌سازی آن را فراهم می‌کند.
• شبیه‌ساز (Emulator): شبیه‌ساز به ماشین مجازی اجازه می‌دهد تا دستورالعمل‌های سیستم‌عامل مهمان را اجرا کند.
• بسته‌های کمکی لینوکس: این بسته‌ها امکانات و عملکرد KVM را گسترش می‌دهند.

بعد از نصب این موارد، می‌توانید با استفاده از ابزار خط فرمان یا رابط کاربری گرافیکی، یک ماشین مجازی جدید ایجاد کنید. KVM این ماشین مجازی را به عنوان یک فرایند مجزا اجرا می‌کند و منابعی مانند حافظه، فضای ذخیره‌سازی، شبکه و پردازنده را به آن اختصاص می‌دهد.

نصب و پیکربندی KVM در اوبونتو 24.04 LTS

برای نصب KVM روی اوبونتو، مراحل زیر را با دقت دنبال کنید تا این ابزار مجازی‌سازی به درستی روی سیستم شما نصب شود:

مرحله ۱: به‌روزرسانی اوبونتو

قبل از نصب KVM، بهتر است سیستم خود را به‌روز کنید تا از جدیدترین نسخه‌های نرم‌افزاری استفاده کنید.

برای این کار، ترمینال را باز و دستور زیر را وارد کنید:

sudo apt update

مرحله ۲: بررسی پشتیبانی از مجازی‌سازی

در این مرحله، باید بررسی کنید که آیا سیستم شما از مجازی‌سازی سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند یا خیر:

۱. ابتدا با استفاده از دستور زیر بررسی کنید که پردازنده (CPU) شما از مجازی‌سازی پشتیبانی می‌کند یا خیر:

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

sudo kvm-ok

اگر با خطایی مواجه شدید، باید برنامه cpu-checker را نصب کنید. برای نصب این برنامه، دستور زیر را وارد کنید:

sudo apt install cpu-checker

پس از نصب، مجدداً دستور kvm-ok را اجرا کنید تا اطمینان حاصل کنید که سیستم شما آماده استفاده از KVM است.

مرحله ۳: نصب بسته‌های KVM

در این مرحله، بسته‌های مورد نیاز KVM را با استفاده از دستور زیر نصب کنید:

sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils -y

sudo adduser [username] libvirt

sudo adduser [username] kvm

در صورتی که بخواهید کاربری را از این گروه‌ها حذف کنید، می‌توانید از دستور deluser به جای adduser استفاده کنید.

مرحله ۵: بررسی نصب

برای اطمینان از موفقیت‌آمیز بودن نصب KVM، می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

sudo virsh list --all

sudo systemctl status libvirtd

sudo systemctl enable --now libvirtd

ابزارهای مدیریت مجازی ساز KVM

هنگامی که از KVM برای مجازی‌سازی استفاده می‌کنید، نیاز به ابزارهایی برای مدیریت و راه‌اندازی ماشین‌های مجازی (VMها) دارید. این ابزارها معمولا رابط کاربری گرافیکی (GUI) را ارائه می‌دهند که کار را برای شما آسان‌تر می‌کند. در ادامه به معرفی چند مورد از بهترین گزینه‌های مدیریت ماشین‌های مجازی KVM می‌پردازیم:

• Virtual Machine Manager (مدیر ماشین مجازی): این نرم‌افزار یک رابط کاربری گرافیکی است که امکان مدیریت ماشین‌های مجازی KVM را فراهم می‌کند.
• Multipass (مولتی‌پس): این پلتفرم اغلب مورداستفاده توسعه‌دهندگان قرار می‌گیرد و به‌طور خاص برای مدیریت ماشین‌های مجازی اوبونتو توصیه می‌شود. مولتی‌پس روی لینوکس، ویندوز و macOS قابل نصب است.
• OpenStack (اپن‌استک): این نرم‌افزار محبوب‌ترین پلتفرم منبع باز رایانش ابری است که امکان مدیریت توزیع‌شده منابع محاسباتی، شبکه و ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند.
• Virt-Manager (ویرت منیجر): این ابزار یکی از پرکاربردترین ابزارهای گرافیکی برای مدیریت ماشین‌های مجازی KVM است. این ابزار یک رابط کاربرپسند دارد که به شما امکان می‌دهد به راحتی ماشین‌های مجازی خود را ایجاد، پیکربندی، شروع و متوقف کنید. همچنین می‌توانید به Sessionهای کنسول ماشین‌های مجازی دسترسی داشته باشید و آمار عملکرد آن‌ها را مشاهده کنید.
• oVirt (او‌ویرت): یک پلتفرم متن‌باز برای مدیریت مجازی‌سازی است. این ابزار امکاناتی مثل ایجاد و مدیریت ماشین‌های مجازی، مدیریت ذخیره‌سازی و مهاجرت آنی (Live Migration) را فراهم می‌کند.
• Kimchi (کیمچی): این ابزار یک رابط کاربری ساده برای مدیریت ماشین‌های مجازی، ذخیره‌سازی و شبکه دارد. Kimchi برای محیط‌های کوچک مجازی‌سازی مناسب است.
• Proxmox VE (پروکس‌مکس وی‌ای): این ابزار دو فناوری مجازی‌سازی KVM و LXC را با هم ترکیب می‌کند و یک رابط مدیریتی مبتنی بر وب ارائه می‌دهد.
• Virtlyst (ویرتلیست): این ابزار گرافیکی سبک و کاربرپسند برای مدیریت ماشین‌های مجازی در محیط‌های کوچک مناسب است.
• OpenNebula (اوپن‌نبولا):‌ هرچند که OpenNebula به طور خاص روی KVM تمرکز ندارد، اما یک پلتفرم مدیریت ابری است که از هایپروایزرهای مختلف از جمله KVM پشتیبانی می‌کند.

مقایسه مجازی ساز KVM با سایر هایپروایزرها

KVM یکی از محبوب‌ترین هایپروایزرها برای مجازی‌سازی است که در کنار مزایای مختلف، معایبی هم دارد. به همین دلیل، ممکن است در برخی شرایط، هایپروایزرهای دیگری مانند VMware، Hyper-V یا Xen برای شما مناسب‌تر باشند. در ادامه به مقایسه KVM با این هایپروایزرها می‌پردازیم:

مقایسه KVM با Hyper-V

KVM و Hyper-V دو فناوری مجازی‌سازی پرکاربرد هستند که امکان اجرای چندین سیستم‌عامل را روی یک سرور فیزیکی فراهم می‌کنند. KVM، به‌عنوان یک راه‌حل متن‌باز مبتنی بر لینوکس، به دلیل عملکرد بالا، انعطاف‌پذیری و قابلیت سفارشی‌سازی گسترده محبوبیت زیادی دارد. ویژگی‌هایی مانند مهاجرت آنی و انعطاف‌پذیری بالا، آن را به انتخابی ایده‌آل برای محیط‌های لینوکسی تبدیل کرده است. از سوی دیگر، Hyper-V که توسط مایکروسافت توسعه یافته است، با Windows Server به‌طور کامل یکپارچه شده و رابط کاربری کاربرپسندی را ارائه می‌دهد. این پلتفرم، با ویژگی‌هایی مثل مجازی‌سازی تو در تو و ادغام با سایر فناوری‌های مایکروسافت، برای سازمان‌هایی که از زیرساخت‌های مایکروسافتی استفاده می‌کنند، مناسب است. انتخاب بین KVM و Hyper-V به عوامل مختلفی مانند زیرساخت موجود، بودجه و نیازهای خاص پروژه بستگی دارد.

مقایسه KVM با Xen

KVM و Xen دو هایپروایزر پرکاربرد در حوزه مجازی‌سازی هستند که هر کدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. Xen به عنوان یک هایپروایزر نوع ۱، به طور مستقیم روی سخت‌افزار اجرا شده و عملکرد بالاتری را ارائه می‌دهد. این ویژگی آن را برای سیستم‌های قدیمی‌تر مناسب می‌سازد. از سوی دیگر، KVM که بخشی از هسته لینوکس است، از مزایای به‌روزرسانی‌های مداوم هسته لینوکس و ویژگی‌های امنیتی پیشرفته مانند sVirt بهره‌مند است. KVM انعطاف‌پذیری بیشتری داشته و می‌تواند به عنوان یک هایپروایزر نوع ۱ عمل کند. انتخاب بین KVM و Xen به عوامل مختلفی از جمله نیازهای سازمانی، زیرساخت موجود و سطح دانش فنی تیم فنی بستگی دارد. در نهایت، هر دو گزینه ابزارهای قدرتمندی برای مجازی‌سازی هستند و می‌توانند به طور موثر در محیط‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

مقایسه KVM با VMware

شرکت VMware نرم‌افزاری به نام ESXi تولید کرده که یک راه‌حل مجازی‌سازی تجاری است. این نرم‌افزار به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که چندین سیستم‌عامل مجازی را روی یک سخت‌افزار فیزیکی اجرا کنند؛ به این ترتیب، از منابع سخت‌افزاری به شکل بهتری استفاده کنند. ESXi مناسب برنامه‌های سازمانی است و ماشین‌های مجازی آن می‌توانند کارهای سنگینی را انجام دهند. دو نرم‌افزار KVM و VMware ESXi هر دو زیرساخت مجازی‌سازی را برای راه‌اندازی هایپروایزر نوع یک (Type 1) روی هسته لینوکس ارائه می‌دهند. اما KVM یک ابزار متن‌باز است در حالی که ESXi به‌صورت تجاری و با لایسنس فروخته می‌شود. سازمان‌هایی که از اجزای مجازی‌سازی VMware استفاده می‌کنند، از پشتیبانی حرفه‌ای تیم فنی این شرکت بهره‌مند می‌شوند. در مقابل، کاربران KVM برای حل مشکلات احتمالی به جامعه بزرگ متن‌باز تکیه می‌کنند. 

در جدول زیر می‌توانید مقایسه کاملی از KVM با سایر هایپروایزرها مشاهده کنید:

مقایسه KVM و OpenStack

مجازی ساز KVM و OpenStack دو فناوری پرکاربرد در رایانش ابری محسوب می‌شوند. KVM یک هایپروایزر است که مجازی‌سازی منابع سخت‌افزاری را امکان پذیر می‌کند، در حالی که اوپن استک (پلتفرم مورد استفاده ابر زَس در سرور و دیتاسنتر ابری) یک پلتفرم رایانش ابری منبع باز است که یک راه حل کامل زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS) ارائه می‌دهد.

مجازی ساز KVM و OpenStack تفاوت‌های اساسی با همدیگر دارند که در ادامه با برخی از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:

ساختار (Architecture): KVM یک هایپروایزر مستقل است که مستقیماً روی سیستم‌عامل هاست اجرا می‌شود. در حالی که OpenStack یک پلتفرم برای ساخت مدیریت رایانش ابری است که از چندین مؤلفه، ازجمله یک هایپروایزر مانند KVM در کنار سرویس‌های شبکه، ذخیره‌سازی و ارکستریشن تشکیل شده است. اوپن استک یک رابط کاربری یکپارچه برای مدیریت و کنترل تکنولوژی‌های مجازی‌سازی مختلف از جمله تکنولوژی KVM را فراهم می‌کند.

مقیاس پذیری: مجازی ساز KVM با ایجاد چندین ماشین مجازی (VM) روی یک هاست فیزیکی، مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهد، اما این مقیاس‌پذیری به قابلیت‌های سخت‌افزار میزبان محدود می‌شود. اوپن استیک مقیاس‌پذیری افقی را با امکان استقرار و مدیریت ماشین‌های مجازی در میان کلاستر‌هایی از هاست‌های فیزیکی فراهم می‌کند. به این ترتیب، اوپن استک امکان ایجاد زیرساخت‌های ابری در ابعاد کلان و با امکان مقیاس‌پذیری پیشرفته را فراهم می‌کند.

مدیریت و ارکستریشن: KVM اساسا بر مجازی‌سازی منابع سخت‌افزاری تمرکز دارد و به تنهایی قابلیت مدیریت و ارکستریشن گسترده‌ای ندارد. درحالی که OpenStack که یک پلتفرم کامل برای مدیریت رایانش ابری و دارای ویژگی‌های مدیریتی و ارکستریشن قدرتمند است. همچنین این پلتفرم APIها و خدماتی را برای تهیه، مقیاس‌بندی و مدیریت کل زیرساخت‌های ابری شامل ماشین‌های مجازی، شبکه‌ها و ذخیره‌سازی ارائه می‌دهد.

اشتراک‌گذاری منابع: در KVM، ماشین‌های مجازی به طور کامل ایزوله شده‌اند و به کاربران یا اپلیکیشن‌های خاص اختصاص داده می‌شوند. در حالی که اپن استک منابع را بین چندین کاربر یا tenant به اشتراک‌ می‌گذارد. این امر  ساخت محیط‌های multi-tenant را فراهم می‌کند که در آن منابع می‌توانند به صورت پویا و بر اساس نیازهای کاربر یا برنامه به اشتراک گذاشته شوند.

یکپارچه‌سازی و اکوسیستم: KVM یک هایپروایزر است که سازگاری خوبی دارد و می‌تواند با ابزارها و راه حل‌های مدیریتی مختلف ادغام شود. با این حال، اکوسیستم آن عمدتا روی لایه مجازی‌سازی متمرکز شده است. OpenStack دارای اکوسیستم وسیعی از پلاگین‌ها، افزونه‌ها و گزینه‌های یکپارچه‌سازی با سایر فناوری‌های ابری است؛ به همین دلیل یک فریم‌ورک انعطاف‌پذیر و قابل توسعه برای ساخت و یکپارچه‌سازی راه‌حل‌های مختلف مرتبط با ابر ارائه می‌دهد.

انجمن و پشتیبانی: مجازی ساز KVM توسط کاربران و مشارکت‌کنندگان زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد و توسعه و پشتیبانی فعالی دارد. OpenStack به دلیل گستردگی و محبوبیت زیاد، جامعه بزرگی را شامل می‌شود. این پلتفرم از مشارکت افراد متخصص و سازمان‌های حرفه‌ای بهره می‌برد که توسعه، بهبود و پشتیبانی مستمر آن را تضمین می‌کند.

به‌طور خلاصه، KVM برای استقرار مجازی‌سازی در مقیاس کوچک مناسب است، در حالی که اپن استک یک گزینه عالی برای ساخت و مدیریت زیرساخت‌های ابری در مقیاس بزرگ به شمار می‌رود.

تفاوت KVM و QEMU در چیست؟

KVM و QEMU (مخفف Quick Emulator) دو فناوری پرکاربرد در زمینه مجازی‌سازی هستند که هر دو به شما امکان می‌دهند تا چندین سیستم عامل را به طور همزمان روی یک دستگاه فیزیکی اجرا کنید. با این حال، بین این دو تفاوت‌های مهمی وجود دارد.

KVM یک ماژول نرم‌افزاری برای هسته لینوکس است که به شما امکان می‌دهد تا از سخت‌افزار سیستم برای اجرای ماشین‌های مجازی با سرعت و عملکرد بالا استفاده کنید. KVM بیشتر به عنوان یک نرم‌افزار سطح پایین شناخته می‌شود که در بسیاری از راهکارهای تجاری مانند Red Hat Virtualization و OpenStack به کار می‌رود.

از طرف دیگر، QEMU یک نرم‌افزار شبیه‌ساز عمومی است که می‌تواند سیستم‌های کامپیوتری مختلفی را شبیه‌سازی کند. QEMU قادر است در حالت‌های مختلفی کار کند؛ مثلاً می‌تواند تمام دستورات سیستم مهمان را شبیه‌سازی کند یا بعضی از عملیات‌ها را به سیستم اصلی (میزبان) واگذار کند. QEMU بیشتر برای آزمایش و توسعه سیستم‌های عامل و نرم‌افزارها استفاده می‌شود.

در نتیجه، اگر به دنبال عملکرد بالاتر هستید، KVM انتخاب بهتری است. اما اگر به یک شبیه‌ساز انعطاف‌پذیر برای آزمایش یا توسعه نیاز دارید، QEMU مناسب‌تر است.

جمع‌بندی

مجازی ساز KVM یک هایپروایزر متن‌باز و قدرتمند است که به شما امکان می‌دهد چندین سیستم‌عامل را به‌طور همزمان روی یک سرور اجرا کنید. این هایپروایزر مزایای مختلفی از جمله رایگان بودن، کارایی بالا و انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهد. در این مقاله به معرفی KVM، انواع مجازی‌سازی، هایپروایزرهای مختلف و مزایای KVM پرداختیم. همچنین، به‌طور خلاصه به مقایسه KVM با سایر هایپروایزرها اشاره کردیم.