الآلة الافتراضية القائمة على النواة

الآلة الافتراضية القائمة على النواة ( KVM ) هي وحدة افتراضية مجانية ومفتوحة المصدر في نواة لينكس، تُمكّن النواة من العمل كمشرف افتراضي . دُمجت في نواة لينكس الرئيسية في الإصدار 2.6.20، الذي صدر في 5 فبراير 2007. ^{[ 1 ]} تتطلب KVM معالجًا مزودًا بامتدادات افتراضية للأجهزة ، مثل Intel VT أو AMD-V . ^{[ 2 ]} كما نُقلت KVM إلى أنظمة تشغيل أخرى مثل FreeBSD ^{[ 3 ]} و illumos ^{[ 4 ]} على شكل وحدات نواة قابلة للتحميل.

صُممت KVM في الأصل لمعالجات x86، ولكن تم نقلها لاحقًا إلى z/Architecture ، ^{[ 5 ] [ 6 ] و} PowerPC ، ^{[ 5 ]} و IA-64 ، ^{[ 5 ]} و ARM . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} أُزيل منفذ IA-64 في عام 2014. ^{[ 10 ]}

يدعم KVM تقنية المحاكاة الافتراضية المدعومة بالأجهزة لمجموعة واسعة من أنظمة التشغيل الضيفة، بما في ذلك BSD و Solaris و Windows و Haiku و ReactOS و Plan 9 و AROS و macOS ، وحتى أنظمة Linux الأخرى. ^{[ 11 ] [ 12 ]} بالإضافة إلى ذلك، من المعروف أن Android 2.2 و GNU/Hurd ^{[ 13 ]} ( Debian K16) و Minix 3.1.2a وSolaris 10 U3 و Darwin 8.0.1، إلى جانب أنظمة تشغيل أخرى وبعض الإصدارات الأحدث من الأنظمة المذكورة، تعمل مع بعض القيود. ^{[ 11 ]}

بالإضافة إلى ذلك، يوفر KVM دعمًا للمحاكاة الافتراضية لأنظمة Linux و OpenBSD [ ^{14 ] و} FreeBSD ^{[ 15 ]} و NetBSD ^{[ 16 ]} و Plan 9 ^{[ 17 ]} وأنظمة Windows الضيفة باستخدام واجهة برمجة تطبيقات VirtIO . ^{[ 18 ]} ويشمل ذلك بطاقة إيثرنت افتراضية ، ووحدة تحكم إدخال/إخراج القرص، ^{[ 19 ]} وبرنامج تشغيل Balloon ، وواجهة رسومات VGA باستخدام برامج تشغيل SPICE أو VMware .

بدأ آفي كيفيتي تطوير KVM في منتصف عام 2006 في Qumranet ، ^{[ 20 ]} وهي شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا ^{[ 21 ]} والتي استحوذت عليها شركة Red Hat في عام 2008. ^{[ 22 ]}

ظهرت KVM في أكتوبر 2006 ^{[ 23 ]} وتم دمجها في نواة لينكس الرئيسية في الإصدار 2.6.20، الذي صدر في 5 فبراير 2007. ^{[ 1 ]}

يتولى باولو بونزيني صيانة KVM. ^{[ 24 ]}

يوفر KVM تجريدًا للأجهزة ولكنه لا يوفر محاكاة للمعالج. وهو يعرض واجهة /dev/kvm ، والتي يمكن للمضيف في وضع المستخدم استخدامها للقيام بما يلي:

• قم بإعداد مساحة عناوين الجهاز الظاهري الضيف. يجب على المضيف أيضًا توفير صورة برمجية ثابتة (عادةً ما تكون BIOS مخصصة عند محاكاة أجهزة الكمبيوتر الشخصية) يمكن للجهاز الضيف استخدامها للتمهيد إلى نظام التشغيل الرئيسي الخاص به.
• قم بتغذية الضيف بعمليات الإدخال/الإخراج المحاكاة.
• قم بإعادة ربط شاشة عرض الفيديو الخاصة بالضيف بمضيف النظام.

في البداية، تم توفير نسخة معدلة من QEMU لتشغيل الأنظمة الضيفة والتعامل مع محاكاة الأجهزة التي لا يدعمها نظام التشغيل الأساسي. ثم دُمج هذا الدعم لاحقًا في المشروع الأصلي. يوجد الآن العديد من برامج مراقبة الأجهزة الافتراضية (VMMs) التي يمكنها استخدام واجهة KVM، بما في ذلك kvmtool وcrosvm و Firecracker ، بالإضافة إلى العديد من برامج مراقبة الأجهزة الافتراضية المتخصصة المبنية باستخدام أطر عمل مثل rust-vmm.

يستخدم KVM داخليًا SeaBIOS كتطبيق مفتوح المصدر لنظام BIOS x86 ذي 16 بت . ^{[ 26 ]}

يدعم KVM وحدات المعالجة المركزية الافتراضية القابلة للتبديل السريع ، ^{[ 27 ]} وإدارة الذاكرة الديناميكية، ^{[ 28 ]} والهجرة المباشرة منذ فبراير 2007. ^{[ 29 ] [ 30 ]} كما أنه يقلل من تأثير أحمال العمل التي تتطلب كتابة مكثفة للذاكرة على عملية الهجرة. ^{[ 31 ]}

يقوم KVM نفسه بمحاكاة القليل جدًا من الأجهزة، بدلاً من ذلك يعتمد على تطبيق عميل ذي مستوى أعلى مثل QEMU أو crosvm أو Firecracker لمحاكاة الجهاز.

يوفر KVM الأجهزة المحاكاة التالية:

• وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الافتراضية ^{[ 32 ]}
• VirtIO

• كيمتشي – أداة إدارة افتراضية عبر الإنترنت لـ KVM 
• مدير الأجهزة الافتراضية - يدعم إنشاء وتحرير وبدء وإيقاف الأجهزة الافتراضية القائمة على KVM، بالإضافة إلى ترحيل الأجهزة الافتراضية بين المضيفين عن طريق السحب والإفلات المباشر أو البارد. 
• بيئة Proxmox الافتراضية – حزمة إدارة افتراضية مفتوحة المصدر تتضمن KVM و LXC . تحتوي على مُثبِّت للأجهزة الفعلية، وواجهة مستخدم رسومية للإدارة عن بُعد عبر الويب، ومجموعة خوادم عالية التوفر، وتخزين موحد، وشبكة مرنة، ودعم تجاري اختياري. 
• OpenQRM – منصة إدارة لإدارة البنى التحتية غير المتجانسة لمراكز البيانات 
• صناديق جنوم – واجهة جنوم لإدارة أجهزة libvirt الافتراضية على نظام لينكس 
• oVirt – أداة إدارة افتراضية مفتوحة المصدر لـ KVM مبنية على libvirt 
• OpenNebula – هي منصة حوسبة سحابية مفتوحة المصدر لإدارة موارد البنية التحتية لمراكز البيانات غير المتجانسة والسحابة العامة والحوسبة الطرفية التي تعمل على KVM أو QEMU أو LXC. 

يُعد مكون وضع النواة في KVM جزءًا من نواة لينكس ، وهي مرخصة بموجب رخصة جنو العمومية العامة، الإصدار 2. ^{[ 33 ]}

• أميت شاه (2016-11-02). "عشر سنوات من KVM" . lwn.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-02-10 .

• أفضل الممارسات للآلة الافتراضية القائمة على النواة، مؤرشفة بتاريخ 6 نوفمبر 2019 في Wayback Machine ، شركة IBM، الطبعة الثانية، أبريل 2012
• تحسين أداء Virtio-blk ، منتدى KVM 2012، 8 نوفمبر 2012، بقلم آسياس هي
• ويكي بوك كيو إي إم يو وكي في إم
• crosvm - مراقب الأجهزة الافتراضية لنظام التشغيل Chrome
• برنامج Firecracker VMM لـ KVM