Definition Was ist Kernel-based Virtual Machine (KVM)?

Kernel-based Virtual Machine ist eine im Linux-Kernel integrierte Virtualisierungstechnologie. Sie ermöglicht es, auf einem Host untereinander isolierte Gastsysteme mit unterschiedlichen Betriebssystemen zu betreiben. KVM nutzt Hardware-Virtualisierungstechniken, wie sie von AMD- oder Intel-Prozessoren bereitgestellt werden.

KVM ist das Akronym für Kernel-based Virtual Machine. Bei KVM handelt es sich um eine im Linux-Kernel integrierte Open-Source-Virtualisierungstechnologie. Sie wurde ursprünglich vom israelischen Unternehmen Qumranet entwickelt, das später von Red Hat gekauft wurde, und 2006 erstmals veröffentlicht. Seit der Linux-Kernel-Version 2.6.20 aus dem Jahr 2007 ist KVM Bestandteil des Linux-Kernels.

KVM verwandelt Linux in einen Hypervisor, der es ermöglicht, mehrere untereinander isolierte Gastsysteme (virtuelle Maschinen; VMs) mit unterschiedlichen Betriebssystemen auf einem physischen Host zu betreiben. Die Virtualisierungslösung ist auf x86-Hardware und anderen Hardwareplattformen wie PowerPC, System z oder ARM lauffähig. Auf x86-Prozessoren nutzt sie Hardware-Virtualisierungstechniken von Intel (VT) oder AMD (AMD-V). Unterstützte Gastbetriebssysteme sind Linux, Windows, ReactOS, FreeDOS, Solaris, BSD, Haiku, AROS, macOS, Android und andere.

Kernel-based Virtual Machine kommt in zahlreichen virtualisierten Umgebungen zum Einsatz und ist Bestandteil des Cloud-Computing-Software-Stacks OpenStack. Die Open-Source-Virtualisierungslösung steht in Konkurrenz mit anderen Open-Source-basierten oder proprietären Virtualisierungslösungen wie Xen, VMware ESXi, VMware Workstation Player, Oracle VirtualBox, Microsoft Hyper-V und anderen. Laut Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) ist Kernel-based Virtual Machine im Open-Source-Bereich die relevanteste Virtualisierungslösung.

Prinzipielle Funktionsweise von Kernel-based Virtual Machine

KVM verwandelt Linux in einen Hypervisor. Es gibt eine Diskussion darüber, ob es sich dabei um einen reinen Typ-1- oder um einen Typ-2-Hypervisor handelt. Einige bezeichnen den KVM-Hypervisor aufgrund seines besonderen Charakters deshalb auch als hybriden Hypervisor.

Kernel-based Virtual Machine ist eine über den Linux-Kernel realisierte Virtualisierungslösung und stellt den Gastbetriebssystemen virtuelle Hardware wie Prozessoren, Arbeitsspeicher, Festplattenspeicher, Netzwerkadapter, Grafikkarten und anderes zur Verfügung. Virtuelle Maschinen werden als reguläre Linux-Prozesse implementiert. Zur Virtualisierung von CPU-Ressourcen kommen auf x86-Hardware die Hardware-Virtualisierungstechniken Intel VT oder AMD-V zum Einsatz. KVM fungiert als Schnittstelle zum Linux-Kernel. Als Virtualisierungsumgebung dient QEMU. Für die Verwaltung der virtuellen Maschinen sind verschiedene Managementtools verfügbar wie Kimchi, Virtual Machine Manager (VMM), Proxmox Virtual Environment (Proxmox VE), openQRM, oVirt und andere.

Merkmale und Vorteile von KVM

Aufgrund des hybriden Hypervisor-Typ-1/Typ-2-Charakters und der Unterstützung von CPU-Hardware-Virtualisierungstechniken findet die Virtualisierung hardwarenah statt. Die vorhandenen Hardwareressourcen werden effizient genutzt und es lassen sich für die virtualisierten Maschinen hohe, nahezu Host-native Leistungen erzielen. KVM ist daher für den Einsatz im professionellen Rechenzentrumsbereich und für High-Performance-Computing-Workloads geeignet.

In puncto Sicherheit profitieren die virtuellen Maschinen von den nativen Linux-Sicherheitsfunktionen. Kernel-based Virtual Machine ist Bestandteil des Linux-Kernels und steht ohne zusätzliche Lizenzgebühren als Open-Source-Virtualisierungsplattform zur Verfügung. Als Bestandteil des Kernels wird die Virtualisierungstechnologie ständig weiterentwickelt und verbessert. Updates und Sicherheitspatches werden kontinuierlich bereitgestellt. Im Vergleich zu proprietären Virtualisierungslösungen lässt sich KVM sehr kosteneffizient nutzen. Weitere Vorteile und Merkmale von KVM sind:

• keine Bindung an einen bestimmten Hersteller oder Anbieter

• Unterstützung durch eine große Open-Source-Community

• ausgereifte, stabile und seit Jahren bewährte Virtualisierungslösung

• hohe Flexibilität bei der Konfiguration und Verwaltung virtueller Umgebungen

• Unterstützung der Live-Migration von virtuellen Maschinen

• große Anzahl von Managementtools verfügbar

• mit vielen verschiedenen Gastbetriebssystemen kompatibel

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