पिछले लेख ने एक वर्चुअलाइज्ड नेटवर्क की वास्तुकला को देखा, अंडरले-ओवरले, वीएम और अधिक के बीच पैकेज पथ।
रोमन गॉर्ज उससे प्रेरित था और सामान्य रूप से वर्चुअलाइजेशन पर एक समीक्षा मुद्दा लिखने का फैसला किया।

इस लेख में, हम सवालों को संबोधित करेंगे (या छूने की कोशिश करेंगे): नेटवर्क कार्यों का वर्चुअलाइजेशन वास्तव में कैसे होता है, वीएम को लॉन्च करने और प्रबंधित करने के लिए मुख्य उत्पादों का बैकएंड कैसे लागू किया जाता है, और वर्चुअल स्विचिंग कार्य (ओवीएस और लिनक्स ब्रिज) कैसे होते हैं।

वर्चुअलाइजेशन का विषय व्यापक और गहरा है, हाइपरविजर के काम के सभी विवरणों को समझाना असंभव है (और यह आवश्यक नहीं है)। हम खुद को किसी भी वर्चुअलाइज्ड समाधान के संचालन को समझने के लिए आवश्यक ज्ञान के न्यूनतम सेट तक सीमित करेंगे, जरूरी नहीं कि टेल्को।

सामग्री

परिचय और वर्चुअलाइजेशन का एक संक्षिप्त इतिहास
आभासी संसाधनों के प्रकार - गणना, भंडारण, नेटवर्क
वर्चुअल स्विचिंग
वर्चुअलाइजेशन उपकरण - libvirt, virsh और अधिक
निष्कर्ष

परिचय और वर्चुअलाइजेशन का एक संक्षिप्त इतिहास

आधुनिक वर्चुअलाइजेशन प्रौद्योगिकियों का इतिहास 1999 से शुरू होता है, जब युवा कंपनी वीएमवेयर ने वीएमवेयर वर्कस्टेशन नामक उत्पाद जारी किया था। यह डेस्कटॉप / क्लाइंट अनुप्रयोगों के लिए एक वर्चुअलाइजेशन उत्पाद था। सर्वर साइड वर्चुअलाइजेशन ESX सर्वर उत्पाद के रूप में थोड़ा बाद में आया, जो बाद में ESXi (i का अर्थ है एकीकृत) में विकसित हुआ - यह वही उत्पाद है जो आईटी और टेल्को दोनों में सर्वर एप्लिकेशन हाइपरवाइजर के रूप में सार्वभौमिक रूप से उपयोग किया जाता है।

Opensource की तरफ, दो बड़ी परियोजनाओं ने Linux में वर्चुअलाइजेशन लाया है:

KVM (कर्नेल-आधारित वर्चुअल मशीन) एक लिनक्स कर्नेल मॉड्यूल है जो कर्नेल को हाइपरवाइज़र के रूप में काम करने की अनुमति देता है (वीएम को शुरू करने और प्रबंधित करने के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचा बनाता है)। इसे 2007 में कर्नेल संस्करण 2.6.20 में जोड़ा गया था।
QEMU (क्विक एमुलेटर) - सीधे एक वर्चुअल मशीन (CPU, Disk, RAM, USB पोर्ट सहित कुछ भी) के लिए हार्डवेयर का अनुकरण करता है और इसका उपयोग लगभग "देशी" प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए KVM के साथ किया जाता है।

वास्तव में, इस समय, केवीएम की सभी कार्यक्षमता QEMU में उपलब्ध है, लेकिन यह महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि अधिकांश लिनक्स वर्चुअलाइजेशन उपयोगकर्ता सीधे KVM / QEMU का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन उन्हें एब्सट्रैक्शन के कम से कम एक स्तर के माध्यम से एक्सेस करते हैं, लेकिन बाद में उस पर अधिक।

आज, VMware ESXi और लिनक्स QEMU / KVM दो प्रमुख हाइपरविजर हैं जो बाजार पर हावी हैं। वे दो अलग-अलग प्रकार के हाइपरविज़र्स के प्रतिनिधि भी हैं:

टाइप 1 - हाइपरविजर सीधे हार्डवेयर (नंगे-धातु) पर चलता है। यह वीएमवेयर ईएसएक्सआई, लिनक्स केवीएम, हाइपर-वी है
टाइप 2 - हाइपरविजर होस्ट ओएस (ऑपरेटिंग सिस्टम) के अंदर लॉन्च किया गया है। यह VMware वर्कस्टेशन या ओरेकल वर्चुअलबॉक्स है।

क्या बेहतर है और क्या बुरा इस पर चर्चा इस लेख के दायरे से बाहर है।

लोहे के उत्पादकों को भी स्वीकार्य प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए अपना हिस्सा करना पड़ा।

शायद सबसे महत्वपूर्ण और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला इंटेल VT (वर्चुअलाइजेशन टेक्नोलॉजी) है - इंटेल द्वारा अपने x86 प्रोसेसर के लिए विकसित एक्सटेंशन का एक सेट जो हाइपरविजर के प्रभावी संचालन के लिए उपयोग किया जाता है (और कुछ मामलों में आवश्यक हैं, उदाहरण के लिए, केवीएम वीटी चालू किए बिना काम नहीं करेगा। -x और इसके बिना, हाइपरवाइजर को शुद्ध रूप से सॉफ्टवेयर इम्यूलेशन में संलग्न करने के लिए मजबूर किया जाता है, हार्डवेयर त्वरण के बिना)।
इनमें से दो एक्सटेंशन सबसे प्रसिद्ध हैं - वीटी-एक्स और वीटी-डी। वर्चुअलाइजेशन के दौरान सीपीयू प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए पहला महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह अपने कुछ कार्यों के लिए हार्डवेयर समर्थन प्रदान करता है (वीटी-एक्स 99.9% अतिथि ओएस कोड को सीधे भौतिक प्रोसेसर पर निष्पादित किया जाता है, केवल सबसे आवश्यक मामलों में अनुकरण के लिए आउटपुट बनाता है), दूसरा सीधे भौतिक उपकरणों को जोड़ने के लिए है एक वर्चुअल मशीन (फॉरवर्ड वर्चुअल फ़ंक्शंस (VF) SRIOV, उदाहरण के लिए, VT-d सक्षम होना चाहिए )।

अगली महत्वपूर्ण अवधारणा पूर्ण वर्चुअलाइजेशन और पैरा-वर्चुअलाइजेशन के बीच अंतर है।
पूर्ण वर्चुअलाइजेशन अच्छा है, यह आपको किसी भी प्रोसेसर पर किसी भी ऑपरेटिंग सिस्टम को चलाने की अनुमति देता है, हालांकि, यह बेहद अक्षम है और अत्यधिक लोड सिस्टम के लिए बिल्कुल उपयुक्त नहीं है।
पैरा-वर्चुअलाइजेशन, संक्षेप में, जब अतिथि ओएस समझता है कि यह एक आभासी वातावरण में चल रहा है और अधिक दक्षता प्राप्त करने के लिए हाइपरवाइजर के साथ सहयोग करता है। यही है, अतिथि-हाइपरवाइज़र इंटरफ़ेस दिखाई देता है।
आज इस्तेमाल किए जाने वाले अधिकांश ऑपरेटिंग सिस्टम में पैरा-वर्चुअलाइजेशन के लिए समर्थन है - लिनक्स कर्नेल में, यह कर्नेल 2.6.20 के बाद से दिखाई दिया है।

वर्चुअल मशीन को काम करने के लिए, न केवल एक वर्चुअल प्रोसेसर (वीसीपीयू) और वर्चुअल मेमोरी (रैम) की आवश्यकता होती है, पीसीआई उपकरणों के अनुकरण की भी आवश्यकता होती है। यही है, वास्तव में, वर्चुअल नेटवर्क इंटरफेस, डिस्क और इतने पर प्रबंधन के लिए ड्राइवरों का एक सेट आवश्यक है।
लिनक्स केवीएम हाइपरविजर में, यह कार्य सॉलियो को लागू करने, वर्चुअलाइज्ड I / O उपकरणों के विकास और उपयोग के लिए एक रूपरेखा द्वारा हल किया गया था।
वर्टिओ एब्सट्रैक्शन का एक अतिरिक्त स्तर है, जो आपको अर्ध-वर्चुअलाइज्ड हाइपरवाइजर में विभिन्न I / O उपकरणों का अनुकरण करने की अनुमति देता है, जो वर्चुअल मशीन के किनारे पर एक एकीकृत और मानकीकृत इंटरफ़ेस प्रदान करता है। यह आपको विभिन्न अंतर्निहित उपकरणों के लिए virtio ड्राइवर कोड का पुन: उपयोग करने की अनुमति देता है। सदाचार के होते हैं:

फ्रंट-एंड ड्राइवर - वर्चुअल मशीन में क्या है
बैक-एंड ड्राइवर - हाइपरविज़र में क्या है
परिवहन चालक - बैकएंड और फ्रंटेंड को क्या जोड़ता है

यह मॉड्यूलरिटी आपको वर्चुअल मशीन में ड्राइवरों को प्रभावित किए बिना हाइपरवाइजर में उपयोग की जाने वाली तकनीकों को बदलने की अनुमति देती है (यह क्षण नेटवर्क त्वरण प्रौद्योगिकियों और सामान्य रूप से क्लाउड समाधानों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन बाद में और अधिक)।
यही है, जब अतिथि OS "जानता है" कि यह एक आभासी वातावरण में चल रहा है, तो अतिथि-हाइपरविजर कनेक्शन है।

यदि आपने कभी RFP में कोई प्रश्न लिखा है या RFP में एक प्रश्न का उत्तर दिया है "तो क्या आपके उत्पाद में सदाचार का समर्थन किया गया है?" यह फ्रंट-एंड पुण्य चालक का समर्थन करने के बारे में था।

आभासी संसाधनों के प्रकार - गणना, भंडारण, नेटवर्क

वर्चुअल मशीन से क्या बनता है?
वर्चुअल संसाधन के तीन मुख्य प्रकार हैं:

कंप्यूट - प्रोसेसर और रैम
स्टोरेज - वर्चुअल मशीन सिस्टम डिस्क और ब्लॉक स्टोरेज
नेटवर्क - नेटवर्क कार्ड और इनपुट / आउटपुट डिवाइस

गणना करना

सीपीयू

सैद्धांतिक रूप से, QEMU किसी भी प्रकार के प्रोसेसर और उसके संबंधित झंडे और कार्यक्षमता का अनुकरण करने में सक्षम है, व्यवहार में, वे होस्ट-मॉडल का उपयोग करते हैं और उन्हें अतिथि OS में स्थानांतरित करने से पहले झंडे को बिंदुवार बंद कर देते हैं, या वे नामित-मॉडल लेते हैं और झंडे को बिंदुवार बंद / बंद करते हैं।

डिफ़ॉल्ट रूप से, QEMU एक प्रोसेसर का अनुकरण करेगा जो अतिथि OS QEMU वर्चुअल CPU के रूप में पहचान करेगा। यह प्रोसेसर का सबसे इष्टतम प्रकार नहीं है, खासकर अगर एक वर्चुअल मशीन में चलने वाला एप्लिकेशन अपने काम के लिए सीपीयू झंडे का उपयोग करता है। QEMU में विभिन्न CPU मॉडल के बारे में अधिक जानें ।

QEMU / KVM आपको प्रोसेसर टोपोलॉजी, थ्रेड्स की संख्या, कैश आकार, भौतिक कोर को vCPU बाँधने और बहुत कुछ करने की अनुमति देता है।

यह वर्चुअल मशीन के लिए आवश्यक है या नहीं यह अतिथि OS पर चल रहे एप्लिकेशन के प्रकार पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यह एक सर्वविदित तथ्य है कि उन अनुप्रयोगों के लिए जो उच्च पीपीएस के साथ पैकेट प्रक्रिया करते हैं, सीपीयू पिनिंग करना महत्वपूर्ण है, अर्थात् भौतिक प्रोसेसर को अन्य आभासी मशीनों में स्थानांतरित करने की अनुमति नहीं है।

स्मृति

अगली पंक्ति में रैम है। होस्ट ओएस के दृष्टिकोण से, QEMU / KVM का उपयोग करके लॉन्च की गई एक वर्चुअल मशीन ऑपरेटिंग सिस्टम के उपयोगकर्ता-स्थान में चल रही किसी भी अन्य प्रक्रिया से अलग नहीं है। तदनुसार, वर्चुअल मशीन को मेमोरी आवंटित करने की प्रक्रिया कर्नेल होस्ट ओएस में समान कॉल द्वारा की जाती है, जैसे कि आपने लॉन्च किया था, उदाहरण के लिए, क्रोम ब्राउज़र।

वर्चुअल मशीनों में रैम की कहानी जारी रखने से पहले, आपको NUMA - नॉन-यूनिफ़ॉर्म मेमोरी एक्सेस शब्द को खोदना और समझाना होगा।
आधुनिक भौतिक सर्वरों की वास्तुकला में दो या अधिक प्रोसेसर (सीपीयू) की उपस्थिति शामिल है और इसके साथ यादृच्छिक अभिगम स्मृति (रैम) जुड़ी हुई है। प्रोसेसर + मेमोरी के इस तरह के एक गुच्छा को नोड या नोड कहा जाता है। विभिन्न NUMA नोड्स के बीच संचार एक विशेष बस के माध्यम से किया जाता है - QPI (क्विकपथ इंटरकनेक्ट)

स्थानीय NUMA नोड को आवंटित किया जाता है - जब ऑपरेटिंग सिस्टम में चलने वाली प्रक्रिया उसी NUMA नोड में स्थित प्रोसेसर और RAM का उपयोग करती है, और रिमोट NUMA नोड - जब ऑपरेटिंग सिस्टम में चलने वाली प्रक्रिया भिन्न NUMA नोड्स में स्थित प्रोसेसर और RAM का उपयोग करती है, प्रोसेसर और मेमोरी के इंटरैक्शन के लिए, क्यूपीआई बस के माध्यम से डेटा ट्रांसफर की आवश्यकता होती है।

वर्चुअल मशीन के दृष्टिकोण से, मेमोरी को इसके लॉन्च के समय पहले से ही आवंटित किया गया था, लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं है, और कर्नेल होस्ट ओएस QEMU / KVM प्रक्रिया में मेमोरी के नए अनुभागों को आवंटित करता है क्योंकि अतिथि मेमोरी में आवेदन अतिरिक्त मेमोरी का अनुरोध करता है (हालांकि वहां भी हो सकता है) एक अपवाद यदि आप सीधे QEMU / KVM निर्दिष्ट करते हैं, तो सभी मेमोरी को स्टार्टअप पर सीधे वर्चुअल मशीन में आवंटित करें)।

स्मृति को बाइट द्वारा नहीं, बल्कि एक निश्चित आकार - पृष्ठ द्वारा आवंटित किया जाता है। पृष्ठ का आकार विन्यास योग्य है और सैद्धांतिक रूप से कोई भी हो सकता है, लेकिन व्यवहार में आकार 4kB (डिफ़ॉल्ट), 2MB और 1GB है। अंतिम दो आकारों को हेजेजेज कहा जाता है और अक्सर मेमोरी गहन वर्चुअल मशीनों के लिए मेमोरी आवंटित करने के लिए उपयोग किया जाता है। ट्रांसलेशन लुकसाइड बफर ( टीएलबी ) में वर्चुअल पेज एड्रेस और भौतिक मेमोरी के बीच एक मैच खोजने की प्रक्रिया में ह्यूजपेज का उपयोग करने का कारण, जो कि सीमित है और अंतिम उपयोग किए गए पृष्ठों के बारे में केवल जानकारी संग्रहीत करता है। यदि टीएलबी में वांछित पृष्ठ के बारे में कोई जानकारी नहीं है, तो मिस टीएलबी नामक एक प्रक्रिया होती है, और आपको वांछित पृष्ठ के अनुरूप भौतिक मेमोरी सेल खोजने के लिए होस्ट ओएस प्रोसेसर का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

यह प्रक्रिया अक्षम और धीमी है, इसलिए बड़े आकार के कम पृष्ठों का उपयोग किया जाता है।
QEMU / KVM आपको अतिथि OS के लिए विभिन्न NUMA टोपोलॉजी का अनुकरण करने की अनुमति देता है, केवल एक विशिष्ट NUMA नोड होस्ट OS से वर्चुअल मशीन के लिए मेमोरी ले सकता है, और इसी तरह। वर्चुअल मशीन के लिए आवंटित प्रोसेसर के लिए एक NUMA नोड स्थानीय से वर्चुअल मशीन के लिए मेमोरी लेने के लिए सबसे आम अभ्यास है। इसका कारण शारीरिक सर्वर के सीपीयू सॉकेट्स को जोड़ने वाली क्यूपीआई बस पर अनावश्यक भार से बचने की इच्छा है (यदि आपके सर्वर में 2 या अधिक सॉकेट हैं तो यह तर्कसंगत है)।

भंडारण

जैसा कि आप जानते हैं, रैम को ऑपरेशनल मेमोरी कहा जाता है क्योंकि पावर बंद होने या ऑपरेटिंग सिस्टम के रिबूट होने पर इसकी सामग्री गायब हो जाती है। जानकारी संग्रहीत करने के लिए, आपको लगातार संग्रहण डिवाइस (ROM) या लगातार भंडारण की आवश्यकता होती है ।
लगातार भंडारण के दो मुख्य प्रकार हैं:

ब्लॉक स्टोरेज - डिस्क स्पेस का एक ब्लॉक जिसका उपयोग फाइल सिस्टम को स्थापित करने और विभाजन बनाने के लिए किया जा सकता है। यदि यह अशिष्ट है, तो आप इसे एक नियमित डिस्क के रूप में ले सकते हैं।
ऑब्जेक्ट संग्रहण - जानकारी को केवल एक ऑब्जेक्ट (फ़ाइल) के रूप में सहेजा जा सकता है, जो HTTP / HTTPS के माध्यम से सुलभ है। ऑब्जेक्ट स्टोरेज के विशिष्ट उदाहरण AWS S3 या ड्रॉपबॉक्स हैं।

वर्चुअल मशीन को लगातार भंडारण की आवश्यकता होती है , हालांकि, यह कैसे करें यदि वर्चुअल मशीन होस्ट ओएस रैम में "रहता है"? संक्षेप में, वर्चुअल डिस्क कंट्रोलर के लिए कोई भी अतिथि OS कॉल QEMU / KVM द्वारा इंटरसेप्ट किया जाता है और होस्ट OS भौतिक डिस्क पर एक रिकॉर्ड में तब्दील हो जाता है। यह विधि अक्षम है, और इसलिए, यहां, साथ ही साथ नेटवर्क उपकरणों के लिए, एक IDE या iSCSI डिवाइस का पूरी तरह से अनुकरण करने के बजाय, virtio ड्राइवर का उपयोग किया जाता है। इसके बारे में यहाँ और पढ़ें। इस प्रकार, वर्चुअल मशीन एक गुणक चालक के माध्यम से अपनी वर्चुअल डिस्क तक पहुँचता है, और फिर QEMU / KVM भौतिक डिस्क पर लिखी गई हस्तांतरित सूचना बनाता है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि होस्ट ओएस में, डिस्क बैकएंड को CEPH, NFS या iSCSI शेल्फ के रूप में लागू किया जा सकता है।

लगातार भंडारण का अनुकरण करने का सबसे आसान तरीका है कि मेजबान ओएस की कुछ निर्देशिका में फ़ाइल का उपयोग वर्चुअल मशीन के डिस्क स्थान के रूप में किया जाए। QEMU / KVM इस तरह की फ़ाइल के कई अलग-अलग स्वरूपों का समर्थन करता है - कच्चा, vdi, vmdk और अन्य। हालांकि, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला प्रारूप qcow2 (QEMU कॉपी-ऑन-राइट संस्करण 2) है। सामान्य तौर पर, qcow2 एक संरचित फ़ाइल है जो किसी भी ऑपरेटिंग सिस्टम के बिना एक निश्चित तरीके से होती है। बड़ी संख्या में वर्चुअल मशीनें qcow2- चित्र (चित्र) के रूप में वितरित की जाती हैं और एक वर्चुअल मशीन के सिस्टम डिस्क की प्रतिलिपि होती हैं, जिसे qcow2-format में पैक किया जाता है। इसके कई फायदे हैं - qcow2 एन्कोडिंग बाइट डिस्क की बाइट की कच्ची कॉपी की तुलना में बहुत कम जगह लेता है, QEMU / KVM एक qcow2 फाइल का आकार बदल सकता है, जिसका अर्थ है कि वर्चुअल मशीन की डिस्क के आकार को बदलना संभव है, एईएस qcow2 एन्क्रिप्शन भी समर्थित है (यह समझ में आता है, क्योंकि एक आभासी मशीन की छवि में बौद्धिक संपदा हो सकती है)।

इसके अलावा, जब वर्चुअल मशीन शुरू होती है, QEMU / KVM सिस्टम डिस्क के रूप में qcow2 फ़ाइल का उपयोग करता है (मैं यहां वर्चुअल मशीन को लोड करने की प्रक्रिया को छोड़ देता हूं, हालांकि यह भी एक दिलचस्प काम है), और वर्चुअल मशीन में गुणनखंड के माध्यम से qcow2 फ़ाइल में डेटा पढ़ने / लिखने की क्षमता है चालक। इस प्रकार, वर्चुअल मशीन की छवियों को लेने की प्रक्रिया काम करती है, क्योंकि किसी भी समय qcow2 फ़ाइल में वर्चुअल मशीन के सिस्टम डिस्क की पूरी कॉपी होती है, और छवि का उपयोग बैकअप के लिए किया जा सकता है, किसी अन्य होस्ट को स्थानांतरित कर सकता है, आदि।

सामान्य तौर पर, इस qcow2 फ़ाइल को अतिथि OS में / dev / vda डिवाइस के रूप में परिभाषित किया जाएगा, और अतिथि OS विभाजन में डिस्क स्थान को विभाजित करेगा और फ़ाइल सिस्टम को स्थापित करेगा। इसी तरह, QEMU / KVM द्वारा / dev / vdX डिवाइसों से जुड़ी निम्नलिखित qcow2 फाइलों का उपयोग सूचना को संग्रहित करने के लिए एक वर्चुअल मशीन में ब्लॉक स्टोरेज के रूप में किया जा सकता है (यह वास्तव में ओपनस्टैक सिंडर घटक कैसे काम करता है)।

नेटवर्क

वर्चुअल संसाधनों की हमारी सूची में अंतिम रूप से नेटवर्क कार्ड और I / O डिवाइस हैं। एक भौतिक मशीन, एक भौतिक मेजबान की तरह, I / O उपकरणों को जोड़ने के लिए PCI / PCIe बस की आवश्यकता होती है। QEMU / KVM विभिन्न प्रकार के चिपसेटों का अनुकरण करने में सक्षम है - q35 या i440fx (पहला पीसीआई का समर्थन करता है, दूसरा विरासत पीसीआई का समर्थन करता है), साथ ही साथ विभिन्न पीसीआई टोपोलॉजी, उदाहरण के लिए, एनयूएमए नोड्स गेस्ट ओएस के लिए अलग पीसीआई बस (पीसीआई विस्तारक बस) बनाएँ।

PCI / PCIe बस बनाने के बाद, आपको इसे I / O डिवाइस से कनेक्ट करना होगा। सामान्य तौर पर, यह नेटवर्क कार्ड से लेकर भौतिक GPU तक कुछ भी हो सकता है। और, ज़ाहिर है, एक नेटवर्क कार्ड, दोनों पूरी तरह से वर्चुअलाइज्ड (पूरी तरह से वर्चुअलाइज्ड e1000 इंटरफ़ेस, उदाहरण के लिए), और पैरा-वर्चुअलाइज्ड (सदिओ, उदाहरण के लिए) या एक भौतिक एनआईसी। अंतिम विकल्प का उपयोग डेटा-प्लेन वर्चुअल मशीनों के लिए किया जाता है जहां आपको लाइन-दर पैकेट दर - राउटर, फायरवॉल आदि प्राप्त करने की आवश्यकता होती है।

यहां दो मुख्य दृष्टिकोण हैं - पीसीआई पेस्श्रोट और एसआर-आईओवी । उनके बीच मुख्य अंतर यह है कि PCI-PT के लिए, ड्राइवर का उपयोग केवल अतिथि OS के अंदर किया जाता है, और SRIOV के लिए, होस्ट OS ड्राइवर ( VF - वर्चुअल फ़ंक्शंस बनाने के लिए) और अतिथि OS ड्राइवर का उपयोग SR-IOV VF को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। जुनिपर ने PCI-PT और SRIOV के बारे में उत्कृष्ट विवरण लिखे।

स्पष्टीकरण के लिए, यह ध्यान देने योग्य है कि पीसीआई पस्चथ्र और एसआर-आईओवी पूरक प्रौद्योगिकियां हैं। SR-IOV एक भौतिक फ़ंक्शन को वर्चुअल फ़ंक्शन में स्लाइस कर रहा है। यह मेजबान ओएस स्तर पर किया जाता है। उसी समय, होस्ट OS एक अन्य PCI / PCIe डिवाइस के रूप में वर्चुअल फ़ंक्शंस देखता है। उनके साथ वह आगे क्या करता है यह महत्वपूर्ण नहीं है।

और PCI-PT अतिथि OS में किसी भी होस्ट OS PCI डिवाइस को अग्रेषित करने के लिए एक तंत्र है, जिसमें SR-IOV डिवाइस द्वारा बनाया गया वर्चुअल फ़ंक्शन भी शामिल है।

इस प्रकार, हमने मुख्य प्रकार के आभासी संसाधनों की जांच की और अगला चरण यह समझना है कि वर्चुअल मशीन एक नेटवर्क के माध्यम से बाहरी दुनिया के साथ कैसे संवाद करती है।

वर्चुअल स्विचिंग

यदि कोई वर्चुअल मशीन है, और इसमें एक वर्चुअल इंटरफ़ेस है, तो, जाहिर है, एक पैकेट को एक वीएम से दूसरे में स्थानांतरित करने की समस्या उत्पन्न होती है। लिनक्स-आधारित हाइपरविजर (KVM, उदाहरण के लिए), लिनक्स ब्रिज का उपयोग करके इस समस्या को हल किया जा सकता है, हालाँकि, ओपन vSwitch (OVS) प्रोजेक्ट को व्यापक स्वीकृति मिली है।
कई कोर फंक्शंस हैं जिन्होंने ओवीएस को व्यापक रूप से फैलाने और कई क्लाउड कंप्यूटिंग प्लेटफार्मों (जैसे ओपनस्टैक) और वर्चुअलाइज्ड समाधानों द्वारा उपयोग किए जाने वाले डी-फैक्टो कोर पैकेट स्विचिंग विधि बनने में सक्षम किया है।

नेटवर्क स्टेट ट्रांसफर - जब हाइपरविजर्स के बीच एक वीएम माइग्रेट करता है, तो एसीएल, क्यूओएस, एल 2 / एल 3 फॉरवर्डिंग टेबल और अन्य को स्थानांतरित करने का कार्य उठता है। और ओवीएस कर सकते हैं।
कर्नेल और उपयोगकर्ता-स्थान दोनों में पैकेट हस्तांतरण तंत्र (डेटापाथ) का कार्यान्वयन
सीयूपीएस (कंट्रोल / यूजर-प्लेन सेपरेशन) आर्किटेक्चर - आपको पैकेट प्रोसेसिंग की कार्यक्षमता को एक विशेष चिपसेट (ब्रॉडकॉम और मार्वेल चिपसेट में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, ऐसा कर सकते हैं), इसे कंट्रोल-प्लेन ओवीएस के माध्यम से नियंत्रित करते हैं।
दूरस्थ यातायात नियंत्रण विधियों के लिए समर्थन - ओपनफ्लो प्रोटोकॉल (हाय, एसडीएन)।

पहली नज़र में OVS वास्तुकला बहुत डरावना लग रहा है, लेकिन यह केवल पहली नज़र में है।

ओवीएस के साथ काम करने के लिए, आपको निम्नलिखित समझने की आवश्यकता है:

डाटापथ - पैकेज यहां संसाधित किए जाते हैं। सादृश्य लोहे के स्विच का स्विच-फैब्रिक है। डाटापथ में पैकेट, प्रोसेसिंग हेडर, फ्लो टेबल में मैचिंग मैच शामिल हैं, जो पहले से ही डाटापथ में प्रोग्राम किया हुआ है। यदि OVS कर्नेल में चलता है, तो इसे कर्नेल मॉड्यूल के रूप में लागू किया जाता है। यदि ओवीएस उपयोगकर्ता-अंतरिक्ष में चलता है, तो यह उपयोगकर्ता-अंतरिक्ष लिनक्स में एक प्रक्रिया है।
vswitchd और ovsdb यूजर-स्पेस में डीमन हैं, जो सीधे स्विच की कार्यक्षमता को लागू करता है, कॉन्फ़िगरेशन को स्टोर करता है, डेटापेट पर प्रवाह सेट करता है और इसे प्रोग्राम करता है।
OVS सेटअप और समस्या निवारण टूलकिट - ovs-vsctl, ovs-dpctl, ovs -ctctl, ovs-appctl । सभी को ovsdb में पोर्ट कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर करने की आवश्यकता होती है, रजिस्टर करें कि कौन सा प्रवाह स्विच किया जाना चाहिए, आंकड़े एकत्र करें और इसी तरह। अच्छे लोगों ने इस बारे में एक लेख लिखा ।

वर्चुअल मशीन का नेटवर्क डिवाइस OVS में कैसे समाप्त होता है?

इस समस्या को हल करने के लिए, हमें किसी तरह कर्नेल में स्थित डेटापाथ OVS के साथ ऑपरेटिंग सिस्टम के उपयोगकर्ता-स्थान में स्थित वर्चुअल इंटरफ़ेस को इंटरकनेक्ट करना होगा।

लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम में, पैकेट को दो विशेष इंटरफेस के माध्यम से कर्नेल और उपयोगकर्ता-स्थान प्रक्रियाओं के बीच स्थानांतरित किया जाता है। / / user-space- kernel — file descriptor (FD) ( , datapath OVS kernel — / FD)

TUN (tunnel) — , L3 / IP / FD.
TAP (network tap) — , tun + Ethernet-, .. L2.

Host OS TAP- ip link ifconfig — «» virtio, «» kernel Host OS. , TAP- MAC- virtio- .

TAP- OVS ovs-vsctl — , OVS TAP-, file descriptor.

, .. OVS bridge, , OVS, .

, , , OVS bridge TAP- ovs-vsctl. .

OVS bridges, , Openstack Neutron, namespace multi-tenancy.

OVS bridges?

— veth pair . Veth pair , — , «» , «» . Veth pair OVS bridges Linux bridges. veth pair namespace Linux OS, veth pair namespace .

— libvirt, virsh

, , KVM-.
, 90 :

libvirt
virsh CLI
virt-install

, CLI-, , , qemu_system_x86_64 virt manager, . Cloud-, Openstack, , libvirt.

libvirt

libvirt — open-source , . QEMU/KVM, ESXi, LXC .
— XML- API. libvirt , , , .

, libvirt - . , libvirt.

libvirt — Host OS — Ubuntu, CentOS RHEL, , , libvirt . (apt, yum ).

libvirt Linux bridge virbr0 .

Ubuntu Server, , ifconfig Linux bridge virbr0 — libvirtd

Linux bridge , , . Libvirt OVS, , OVS bridges OVS-.

, (compute, network, storage) libvirt. XML-.

, libvirt:

PCI- libvirt domain. libvirt , XML-.

XML- , , — , , , . XML- libvirt XML dump XML.
, libvirt XML, , , .

, libvirt XML Ubuntu Desktop Guest OS — 40-50 . libvirt XML (NUMA-, CPU-, CPU pinning ), libvirt XML . , , libvirt XML.

virsh CLI

virsh — «» libvirt. — libvirt, XML-. start, stop, define, destroy . — life-cycle management.

virsh libvirt .

virt-install

, libvirt. — XML-, , virsh-install. — .

, libvirt, .

निष्कर्ष

, . , , «step-by-step guide». - , .

उपयोगी लिंक

— . .
— .

सबसे छोटे के लिए स्वचालन। भाग १.१। वर्चुअलाइजेशन मूल बातें