kvm: Virtualisatie
KVM staat voor Kernel-based Virtual Machine. Het is een virtualisatietechnologie die is geïntegreerd in de Linux-kernel. In plaats van een aparte virtualisatielaag te bouwen buiten het besturingssysteem, maakt KVM gebruik van de bestaande kernel van Linux om virtuele machines te draaien. Dit betekent dat KVM geen afzonderlijke software is die los van het systeem werkt, maar een onderdeel dat diep in de kern van Linux is ingebouwd. Vanaf het moment dat het in de hoofdkernel werd opgenomen, werd het een standaardoptie voor virtualisatie op Linux-systemen, zonder dat gebruikers extra kernels of patches nodig hadden.
De geschiedenis van KVM begint in 2006. Op 19 oktober 2006 werd KVM voor het eerst aangekondigd door Avi Kivity. Hij werkte destijds bij Qumranet, een Israëlisch bedrijf dat zich richtte op virtualisatie- en desktopvirtualisatieoplossingen. De aankondiging markeerde een belangrijke stap in de ontwikkeling van open source virtualisatie, omdat KVM een andere aanpak koos dan bestaande oplossingen zoals Xen. In plaats van een aparte hypervisor te bouwen die buiten de kernel werkt, maakte KVM gebruik van de Linux-kernel zelf als hypervisor. Dit vereenvoudigde de architectuur en maakte gebruik van de bestaande beveiligings-, geheugen- en procesbeheerfuncties van Linux.
Kort na de aankondiging, in december 2006, werd de KVM-code samengevoegd met de upstream Linux-kernel. Dit betekende dat KVM officieel onderdeel werd van de officiële ontwikkellijn van de Linux-kernel. De integratie gebeurde snel, wat wijst op de kwaliteit van de code en de behoefte aan een eenvoudige, in de kernel geïntegreerde virtualisatieoplossing. Vanaf Linux-kernel 2.6.20, die op 5 februari 2007 werd uitgebracht, was KVM standaard beschikbaar in elke installatie van Linux die deze kernelversie gebruikte. Dit was een cruciaal moment, omdat het betekende dat KVM niet langer een experimentele of externe module was, maar een kernonderdeel van het besturingssysteem.
KVM vereist specifieke hardwareondersteuning om te kunnen functioneren. Het heeft namelijk nodig dat de processor hardwarematige virtualisatie-uitbreidingen heeft. Bij de eerste aankondiging werd expliciet verwezen naar de Intel VMX-instructies, die deel uitmaken van Intels Virtualization Technology (VT-x). Deze instructies maken het mogelijk om virtuele machines efficiënter en veiliger te draaien door de processor zelf te laten helpen bij het beheren van de virtuele omgeving. Zonder deze hardwareondersteuning kan KVM niet worden gebruikt. Dit betekent dat oudere of eenvoudigere processors die deze functionaliteit niet hebben, geen KVM kunnen draaien. Later werden ook ondersteuning toegevoegd voor AMD’s vergelijkbare technologie, bekend als AMD-V.
Hoewel KVM de virtualisatie mogelijk maakt, draait het niet alleen. KVM zorgt voor de integratie met de kernel en het beheer van de CPU en geheugen voor virtuele machines, maar voor de emulatie van hardware zoals netwerkkaarten, schijven en grafische kaarten, wordt meestal QEMU gebruikt. QEMU is een open source emulator die kan emuleren hoe een compleet computersysteem werkt. In combinatie met KVM wordt QEMU gebruikt om de hardware van de virtuele machine te simuleren, terwijl KVM zorgt voor de snelle, hardware-geaccelereerde uitvoering van de gastbesturingssysteemkernen. Deze combinatie — KVM voor snelheid en QEMU voor hardware-emulatie — vormt de basis van veel hedendaagse Linux-virtualisatieoplossingen.
Qumranet, het bedrijf waar KVM werd ontwikkeld, werd in september 2008 overgenomen door Red Hat. Deze overname was een belangrijke stap voor de verdere ontwikkeling en verspreiding van KVM. Red Hat, een van de grootste spelers in de wereld van open source en enterprise Linux, zette KVM in als kern van haar virtualisatiestrategie. Na de overname werd KVM intensief verder ontwikkeld, ondersteund en geïntegreerd in Red Hat Enterprise Linux (RHEL) en latere oplossingen zoals Red Hat Virtualization. De overname gaf KVM ook meer zichtbaarheid en geloofwaardigheid in de zakelijke wereld, waar veiligheid, stabiliteit en ondersteuning belangrijk zijn.
Naast Red Hat speelde ook IBM een rol in de groei van KVM. Samen richtten Red Hat en IBM de Open Virtualization Alliance (OVA) op. Deze alliantie had als doel om KVM en gerelateerde open source virtualisatieoplossingen te bevorderen als alternatief voor gesloten systemen zoals VMware. De OVA werkte aan standaardisatie, documentatie en het bouwen van een ecosystem van tools en ondersteunende software rond KVM. Dit hielp bij het verspreiden van KVM in datacenters en bij grote organisaties die op zoek waren naar flexibele, open en kostenefficiënte virtualisatieoplossingen.
In de loop der jaren is KVM uitgegroeid tot een van de meest gebruikte virtualisatietechnologieën in de Linuxwereld. Het is niet alleen populair bij individuele gebruikers en ontwikkelaars, maar ook in grote cloudomgevingen. Bedrijven zoals Google, Amazon en Rackspace gebruiken KVM als basis voor hun cloudinfrastructuur. De combinatie van open source, prestaties, stabiliteit en integratie met de Linux-kernel maakt KVM geschikt voor zowel kleine virtuele machines als grote, gedistribueerde cloudplatforms.
Een voorbeeld van een tool die gebruikmaakt van KVM (via QEMU) is Boxes. Dit is een gebruikersvriendelijke virtualisatie-applicatie voor Linux, ontworpen om het maken en beheren van virtuele machines eenvoudig te maken. Boxes maakt het mogelijk om besturingssystemen zoals Ubuntu, Fedora, Windows en andere te downloaden en in een virtuele machine te installeren met slechts een paar klikken. Het gebruikt KVM en QEMU onder de motorkap, maar verbergt de complexiteit achter een eenvoudige interface. Boxes ondersteunt functies zoals het beperken van geheugen en opslag, het maken van snapshots en het delen van USB-apparaten met de virtuele machine.
Een ander gerelateerd hulpmiddel is Snowglobe, een virtualisatie-viewer voor QEMU. Het communiceert met draaiende QEMU-instanties via DBus en biedt ondersteuning voor toetsenbord, muis en multi-touch gebaren. Het is ontwikkeld door Bilal Elmoussaoui en valt onder de GPL-3.0-or-later-licentie. Snowglobe is beschikbaar via Flatpak en kan worden geïnstalleerd met een eenvoudige opdracht. Hoewel het geen direct onderdeel is van KVM, illustreert het hoe een ecosystem van tools is ontstaan rond de KVM-QEMU-combinatie.
Ubuntu, een van de meest gebruikte Linux-distributies, maakte KVM al vroeg tot haar officiële virtualisatieoplossing. Vanaf Ubuntu 8.04 is KVM de standaard en officieel ondersteunde manier om virtuele machines te draaien. Dit betekende dat gebruikers niet langer afhankelijk waren van externe tools of gesloten software om virtualisatie te gebruiken. De integratie in Ubuntu versterkte de positie van KVM als toonaangevende open source virtualisatieoplossing op het bureaublad en op servers.
KVM is meer dan alleen een technologie; het is een voorbeeld van hoe open source-innovatie kan groeien vanuit een klein bedrijfje tot een wereldwijd gebruikte standaard. Het begon als een project van Qumranet, werd snel geadopteerd door de Linux-community, opgenomen in de kernel, overgenomen door een grote speler en uiteindelijk ingezet in sommige van de grootste datacenters ter wereld. Zijn kracht zit hem in de eenvoud: door de Linux-kernel zelf als hypervisor te gebruiken, profiteert KVM van decennia aan ontwikkeling, beveiliging en stabiliteit. Het is geen losstaande laag, maar een natuurlijk onderdeel van het systeem. Dat maakt KVM duurzaam, betrouwbaar en toekomstbestendig.