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Optimiser la virtualisation avec un hyperviseur KVM

Rohan Timalsina

Le 4 décembre 2023 - L'équipe d'experts de TuxCare

KVM (Kernel-based Virtual Machine) est une puissante technologie de virtualisation à code source ouvert intégrée au noyau Linux. Elle permet le fonctionnement de plusieurs machines virtuelles (VM) sur un seul hôte physique, ce qui est particulièrement utile pour l'efficacité des ressources, la consolidation des serveurs et la création d'environnements isolés à des fins différentes.

Cet article présente en détail l'hyperviseur KVM, explique comment il optimise la virtualisation et donne des indications pratiques sur la mise en place et la gestion d'un environnement KVM.

 

Qu'est-ce qu'un hyperviseur KVM ?

 

KVM est un hyperviseur de type 1, ce qui signifie qu'il fonctionne directement sur le matériel hôte sans nécessiter le système d'exploitation hôte. Il vous permet de transformer un système basé sur Linux en hyperviseur et d'exécuter plusieurs machines virtuelles (VM) avec différents systèmes d'exploitation sur le même matériel. Les KVM offrent une méthode flexible et abordable de gestion des machines virtuelles (VM) dans les centres de données et environnements d'entreprise. Ils sont largement utilisés dans les systèmes de virtualisation basés sur Linux et offrent des performances exceptionnelles.

 

Comment l'hyperviseur KVM optimise la virtualisation

 

Assistance à la virtualisation du matériel

 

Elles utilisent des extensions de virtualisation matérielle telles que AMD-V et Intel VT-x pour offrir des performances supérieures. Ces extensions permettent une interaction directe entre les machines virtuelles et l'unité centrale, la mémoire et les autres ressources de l'hôte, réduisant ainsi les frais généraux de la virtualisation. Par conséquent, les machines virtuelles (VM) fonctionnant sur des KVM peuvent atteindre des performances proches de celles du métal avec peu de frais généraux.  

 

Migration en direct

 

Les machines virtuelles (VM) peuvent être déplacées en toute transparence d'un hôte physique à un autre sans causer de temps d'arrêt, grâce à la prise en charge par KVM des fonctions suivantes migration en direct. Cette fonction est particulièrement utile pour maintenir une haute disponibilité et maximiser l'utilisation des ressources des machines virtuelles. Elle permet de s'assurer que les charges de travail critiques sont accessibles même en cas de fenêtres de maintenance ou de problèmes matériels nécessitant la migration des machines virtuelles vers d'autres hôtes.

 

Gestion de la mémoire

 

L'un des principaux avantages de l'hyperviseur KVM est la technique de gestion efficace de la mémoire utilisée pour allouer et gérer les ressources mémoire des machines virtuelles. Il utilise des techniques telles que le ballooning et le surcommit de mémoire pour optimiser l'utilisation de la mémoire. Alors que le ballooning permet de modifier dynamiquement l'allocation de mémoire d'une VM, l'overcommitting permet d'allouer plus de mémoire virtuelle que ce qui est physiquement disponible en utilisant des méthodes telles que le swapping de mémoire et le partage transparent de pages. En outre, KVM utilise la technique Kernel SamePage Merging (KSM) pour minimiser la duplication de la mémoire entre les machines virtuelles, ce qui permet d'optimiser l'utilisation de la mémoire et de réduire les frais généraux.

 

Intégration du noyau

 

KVM est intégré directement dans le noyau Linux, ce qui en fait un hyperviseur de type 1 (ou bare-metal). Contrairement aux hyperviseurs de type 2, il ne nécessite pas de système d'exploitation hôte intermédiaire. Le fait d'opérer directement sur le matériel réduit les frais généraux liés à l'exécution d'un système d'exploitation à part entière et rationalise la gestion des ressources. En outre, KVM utilise les fonctionnalités du noyau Linux telles que la sécuritéla gestion des périphériques, la gestion des ressources et la mise en réseau.

 

Mise en place d'un environnement KVM

 

Voici les étapes à suivre pour mettre en place un environnement KVM sous Linux :

 

  1. Exigences en matière de matériel

 

  • Système Linux 64 bits prenant en charge la virtualisation du matériel (VT-x/AMD-V).

 

  • Espace disque et mémoire vive requis pour les hôtes et les machines virtuelles.

 

  1. Installation des paquets nécessaires

 

Exécutez la commande suivante pour installer KVM et les paquets associés (utilisez le gestionnaire de paquets approprié à votre distribution, par exemple apt pour Debian/Ubuntu ou dnf/yum pour Red Hat) :

 

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

 

  1. Démarrer et activer le service libvirt :

 

Activez et démarrez le service libvirt à l'aide des commandes suivantes :

 

sudo systemctl enable libvirtd

 

sudo systemctl start libvirtd

 

  1. Configuration de la mise en réseau

 

Configurez votre réseau pour assurer la connectivité des machines virtuelles. Cela peut impliquer la configuration de réseaux pontés ou NAT, en fonction de vos besoins.

 

  1. Création de machines virtuelles

 

Vous pouvez créer des machines virtuelles à l'aide d'outils tels que virt-manager (interface graphique) ou virt-install (ligne de commande). Vous aurez besoin de fichiers ISO pour vos systèmes d'exploitation invités.

 

  1. Gestion des machines virtuelles

 

Pour gérer vos machines virtuelles, vous pouvez utiliser virt-manager ou l'outil de ligne de commande "virsh". Vous pouvez les utiliser pour démarrer, arrêter, surveiller et configurer les machines virtuelles selon vos besoins.

 

Meilleures pratiques pour la gestion d'un environnement KVM

 

  • Mettre à jour régulièrement le système hôte et les paquets liés à KVM. Cela permet d'améliorer la sécurité et les performances du système. 
  • Création de sauvegardes ponctuelles des machines virtuelles à l'aide d'instantanés. Cela vous permet de revenir à un état antérieur connu en cas de problème.
  • Définition de limites de ressources pour les machines virtuelles afin d'éviter qu'elles ne consomment toutes les ressources disponibles et n'affectent les performances des autres machines virtuelles.
  • Utilisation d'outils de ligne de commande tels que virt-top, virsh, et d'outils d'interface graphique tels que virt-manager pour surveiller vos machines virtuelles et votre hôte.
  • Mettre en œuvre des stratégies de sauvegarde et de reprise après sinistre pour vos machines virtuelles, y compris des sauvegardes régulières et un stockage hors site.
  • Rationalisation de la gestion des machines virtuelles dans un environnement KVM à l'aide d'outils d'automatisation et d'orchestration tels qu'Ansible, libvirt et les plates-formes de gestion en nuage. 

 

En outre, il est essentiel d'appliquer les correctifs de vulnérabilité aux hyperviseurs KVM pour maintenir la sécurité et la stabilité. Par convention, lorsqu'il s'agit d'appliquer des correctifs à un hyperviseur KVM, le processus nécessite généralement un redémarrage ou la migration de votre machine virtuelle vers un autre hyperviseur en cours d'exécution. Toutefois, le fait de retarder l'application des correctifs pour procéder à une migration ou à un redémarrage peut rendre votre système vulnérable et entraîner des interruptions de service qui affectent vos utilisateurs finaux.

Au lieu de cela, vous pouvez utiliser QEMUCare de TuxCare de TuxCare qui vous permet d'automatiser les correctifs pour vos systèmes de virtualisation sans avoir à les redémarrer ou à perturber l'utilisateur final.

 

Réflexions finales

 

L'hyperviseur KVM est une solution de virtualisation puissante qui vous permet d'exécuter plusieurs machines virtuelles sur un seul hôte physique. Il peut offrir d'excellentes performances, une grande sécurité et une isolation des ressources lorsqu'il est correctement configuré et géré. En suivant les pratiques décrites ci-dessus et en vous tenant au courant des dernières avancées, vous pouvez créer et maintenir un environnement KVM robuste.

 

Parlez à un expert TuxCare pour commencer avec QEMUCare pour vos systèmes de virtualisation KVM.

Résumé
Optimiser la virtualisation avec l'hyperviseur KVM
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Optimiser la virtualisation avec l'hyperviseur KVM
Description
Découvrez comment l'hyperviseur KVM améliore la virtualisation et obtenez des informations pratiques sur la configuration et la gestion des environnements KVM.
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TuxCare
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