Kernel Virtual Machine

KVM, Kernel Virtual Machine, est intégré depuis le noyau 2.6.20 et permet une virtualisation matérielle et donc une accélération de la virtualisation de système d’exploitation.

C'est un système optimisé pour la virtualisation de serveur. Pour virtualiser des systèmes de type desktop, on peut lui préférer virtualbox. KVM semble en effet plus performant en consommation de processeur mais plus lent pour l'émulation du périphérique graphique. L'utilisation d'un bureau virtualisé dans VirtualBox pourra donc laisser une meilleure impression à l'utilisateur. Vous pouvez tout de même préférer KVM pour sa meilleure compatibilité avec des système d'exploitations anciens ou peu populaires.

Néanmoins, KVM est complètement libre, performant et très facile à installer et à utiliser. L'interface graphique virt-manager pourra aider les néophytes à paramétrer KVM et pourra rendre la vie plus simple aux administrateurs réseaux.

De plus, il est possible d'isoler une deuxième carte graphique dédiée à la virtualisation afin d'obtenir une accélération 3D. La méthode dite du "GPU passthrough".

Tout d’abord, assurez-vous que votre processeur supporte la virtualisation matérielle et, si c’est bien le cas, assurez-vous également que ce support est bien activé par le BIOS. Pour cela tapez cette commande :

egrep '^flags.*(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

Si un résultat s'affiche, c'est que le processeur supporte la virtualisation.

On peut aussi taper la commande (fournie par le paquet cpu-checker):

sudo kvm-ok

On obtient soit :

INFO: Your CPU supports KVM extensions

INFO: /dev/kvm exists
KVM acceleration can be used

ou cela :

INFO: Your CPU does not support KVM extensions

Il suffit ensuite d'installer le paquet qemu-kvm

Si la réponse indique que le paquet est virtuel, il est possible de procéder en ligne de commande.

sudo apt install qemu-kvm
Lecture des listes de paquets... Fait
Construction de l'arbre des dépendances... Fait
Lecture des informations d'état... Fait      
Note : sélection de « qemu-system-x86 » au lieu de « qemu-kvm »
.........

Ajouter votre utilisateur à ce groupe, soit à l’aide de votre outil de gestion des groupes, soit avec cette commande :

sudo adduser $USER kvm

Redémarrez enfin l'ordinateur (ou simplement la session si aucune console tty n'est ouverte) afin que l'utilisateur soit affecté au groupe.

Vous voilà prêt à installer un système d’exploitation virtuel.

Commencez par créer le fichier image qui va accueillir ce système :

qemu-img create -f qcow2 emplacement/du/fichier_image.img 6G

Où :

• emplacement/du/fichier_image.img est l’emplacement du fichier qui sera créé,
• 6G est la taille virtuelle de ce système de fichier virtuel.

Puis installez votre système dessus en utilisant un CD-ROM d’installation :

kvm -m 256 -cdrom /dev/cdrom -boot d emplacement/du/fichier_image.img

Où 256 est la quantité de mémoire à utiliser.

Vous pouvez également utiliser une image ISO sans la graver :

kvm -m 256 -cdrom emplacement/de/l_image.iso -boot d emplacement/du/fichier_image.img

Ou bien tester une clé LiveUSB de la maniere suivante (en supposant que la clé USB est relié au device /dev/sdb) :

kvm -m 512 -hdb /dev/sdb

Pour quitter la fenêtre de virtualisation, il vous faut utiliser les combinaisons de touches "CTRL-ALT" Une fois l'installation terminée, démarrez votre système virtuel :

kvm -m 256 emplacement/du/fichier_image.img

pour l'activation du son et de l'USB :

kvm -m 386 -std-vga -cdrom /dev/cdrom emplacement/du/fichier_image.img -soundhw all -usb

Connaitre les groupes de mon compte utilisateur :

id $USER

Autoriser mon compte utilisateur à accéder aux disques :

sudo adduser $USER disk fuse

Se déconnecter et reconnecter pour prendre en compte les modifications de son compte utilisateur. Connaitre le périphérique USB de restauration :

Sans le disque :

sudo fdisk -l

Avec le disque USB :

sudo fdisk -l

Notez le périphérique /dev/sdx supplémentaire affiché, c'est votre disque USB. Puis lancez la restauration dans votre machine virtuelle :

kvm -m 512 -cdrom /emplacement_du_fichier/clonezilla.iso -boot d /emplacement_du_fichier/fichier_image-virtuelle.img -hdb /dev/sdx

Voir aussi les autres paramètres de qemu qui peuvent être passés à kvm.

Pour supprimer cette application, supprimez son paquet. Selon la méthode choisie, la configuration globale de l'application est conservée ou supprimée. Les journaux du système, et les fichiers de préférence des utilisateurs dans leurs dossiers personnels sont toujours conservés.

A partir de Ubuntu 9.10 et suivant, il faut également supprimer le paquet qemu-kvm pour que la désinstallation soit complète.

lsmod | grep -e '^kvm'

sudo rmmod (nom_du_module)

• Compression d'une image disque au format qcow2 (attention la compression est "perdue" à la réécriture pour toutes les données qui seront modifiées) :

$ kvm-img convert -c -f qcow2 image.qcow2 -O qcow2 image-compressed.qcow2

• Conversion d'une image disque

$ kvm-img convert -f vmdk image.vmdk -O qcow2 image.qcow2

Vous pouvez monter directement un LV sur votre machine virtuelle. Ceci explique comment convertir un fichier .img en un Logical Volume sur LVM (visible depuis votre serveur KVM) Vous devez avoir au préalable déjà préparé un VG qui contiendra les data pour vos VM (ici appelé "vg_data"). (cf:Doc Ubuntu)

• Vérifier que le VG dispose de la place nécessaire
• Création du LV "lv_VmName" sur le VG "vg_data" :

lvcreate -L80G -n lv_v-VmName vg_data

* Arrêt de votre VM * Copie du contenu de l'image IMG vers le LV :

dd if=/path/to/image/v-VmName.coe.int.img of=/dev/vg_data/lv_v-VmName

* Configurer votre VM pour utiliser ce LV

L'utilisation des bus virtio permet de prendre en compte la virtualisation par l'invité grâce à des pilotes spécifiques qui lui permettent de travailler en collaboration avec l'hyperviseur kvm de l'hôte.

• Pour les disques :
  • à partir de Linux 2.6.25 (sur l'invité) on peut utiliser le bus virtio de manière transparente. Les disques apparaissent comme des périphériques /dev/vdX sur l'invité
  • sous Windows, télécharger l'iso ici → https://fedoraproject.org/wiki/Windows_Virtio_Drivers#Direct_download (comme indiqué ici) puis installer les pilotes.
    Windows ne permet pas d'installer les pilotes si un disque dur n'utilise pas le bus virtio, d'où l'astuce suivante pour installer le pilote :
    1. démarrer l'invité normalement (disque dur sur bus ide par exemple)
    2. ajouter un second disque dur (cette fois sur le bus virtio ; le disque dur n'a pas besoin de contenir de données)
    3. installer les pilotes sur l'invité
    4. éteindre l'invité
    5. supprimer le second disque dur (inutile) puis le premier disque (sur bus ide par exemple)
    6. ajouter le premier disque dur sur bus virtio
    7. redémarrer l'invité
• Pour le réseau : les idées précédentes sont applicables pour le réseau

• Améliorer les accès disques: passez le mode de cache de vos disques dur en mode "writeback"
• Pour les guests Linux sans Virtio : gestion par l'hôte de l'ordonnancement d'accès au fichier. Sur la ligne de commande Linux du grub de la machine virtuelle, passer le paramètre elevator=noop (procédure détaillée en anglais ici(Lien mort) Equivalent RedHAT : ici)

• Si vous avez des connexions RDP sur votre VM, celle-ci empêche l'arrêt de la VM par la méthode ACPI si les sessions Windows ne sont pas fermées (mais juste verrouillées par exemple). Pour supprimer la fenêtre de confirmation "Des utilisateurs ont ouvert une session sur cet ordinateur. La fermeture de Windows peut provoquer la perte de données", il faut ajouter une clef registre : voir ici ou là. Pour XP, voir là.

De manière générale, il est important d'avoir une couche kvm récente pour bénéficier des corrections de bugs et en particulier ceux liés à la performance. Il faut également avoir l'accélération matérielle du CPU pour la virtualisation (VT chez Intel, et AMD-V pour AMD).

Si votre VM ne fait rien, l'usage CPU de l'hôte ne devrait pas dépasser 3%. Voici quelques causes pouvant entraîner un usage CPU trop élevé (20% par exemple) :

• utilisation d'une carte virtio sur un système invité trop « ancien » : tester en passant à e1000
• FreeBSD
  • utilisation d'un pointeur « Tablette graphique USB » (constaté avec FreeBSD 9)
  • FreeBSD jusqu'à la 8 : diminuter le paramètre kern.hz en ajoutant la ligne suivante au fichier /boot/loader.conf: kern.hz=100

• virt-manager
• aqemu est une interface graphique en Qt4 de gestion de qemu et kvm. ( aqemu )
• qemu-launcher interface graphique en Gtk de gestion de qemu et kvm. ( qemu-launcher )

• Virsh est une interface en ligne de commande qui permet au travers de libvirt la création et la gestion de vos machines virtuelles.
  

(cf: KVM virsh sur help ubuntu)

• Article wikipedia
• qemu
• Article sur le wiki Ubuntu anglophone
• Amélioration des performances des disques virtuels ici (en).
• Manipulation des images disque dur avec image de "base" (utilisée par des images "cow" : copy on write). Voir aussi les "part 1" et "2". (Remarque : pour chaîner plus d'une fois l'image, voir l'aspect sécurité présenté sur Launchpad).

• A voir surtout pour la partie réseau,bridge,vlan

• http://xenman.sourceforge.net/index.html ConVirt un Gui pour la virtualisation (simple et efficace)
• https://blog.zerosector.io/2018/07/28/kvm-qemu-windows-10-gpu-passthrough/ mise en place d'une carte graphique dédiée à la machine virtuelle(accélération 3D !)

ce logiciel semble devenu commercial ?

• * Une liste d'outils de gestion de VM KVM http://www.linux-kvm.org/page/Management_Tools