مجازی‌ ساز KVM چیست | بررسی مزایا + آموزش نصب KVM در سرورهای لینوکس

مجازی‌ ساز KVM چیست و چرا برای سرورهای لینوکسی بهترین انتخاب است؟ آیا تا به حال فکر کرده‌اید وقتی می‌خواهید چندین سیستم‌عامل یا سرویس را هم‌زمان روی یک سرور فیزیکی اجرا کنید، چه گزینه‌هایی پیش روی شماست؟ بیشتر مدیران IT در این موقعیت بین انتخاب‌هایی مثل VMware، Hyper-V یا Xen مردد می‌شوند. اما در همین میان نام دیگری هم زیاد شنیده می‌شود: KVM.

سؤال کلیدی اینجاست:

• مجازی‌ سازی KVM چیست و دقیقاً چگونه کار می‌کند؟
• آیا KVM یک هایپروایزر مستقل است یا بخشی از لینوکس؟
• چه تفاوتی میان KVM و VMware وجود دارد و کدام‌یک برای سازمان یا پروژه‌ی شما مناسب‌تر است؟
• آیا KVM برای کاربران غیرحرفه‌ای یا حتی علاقه‌مندان شخصی هم قابل استفاده است یا صرفاً انتخابی سازمانی به شمار می‌آید؟
• و مهم‌تر از همه، اگر به دنبال امنیت، کارایی بالا و هزینه کمتر باشید، آیا KVM می‌تواند بهترین گزینه باشد؟

در بسیاری از وب‌سایت‌های فارسی، پاسخ‌ها به این پرسش‌ها در سطح معرفی کوتاه یا آموزش نصب باقی مانده است. اما اگر شما یک مدیر IT، کارشناس شبکه یا حتی کاربری باشید که به دنبال اجرای چندین سرویس روی یک سرور خانگی است، به مقاله‌ای نیاز دارید که از معماری داخلی KVM تا امنیت، بهینه‌سازی، بنچمارک‌ها و مقایسه عملی با سایر هایپروایزرها را پوشش دهد.

در این مقاله، دقیقاً چنین مسیری را دنبال می‌کنیم:

• ابتدا می‌بینیم KVM چیست و چه تفاوتی با دیگر مجازی‌سازها دارد.
• سپس سراغ معماری داخلی آن می‌رویم و نقش اجزایی مثل QEMU، libvirt و virtio را بررسی می‌کنیم.
• بعد از آن پیش‌نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را مرور کرده و نصب و راه‌اندازی KVM را گام‌به‌گام شرح می‌دهیم.
• در ادامه، مباحث شبکه، ذخیره‌سازی، امنیت، live migration، snapshot و بهینه‌سازی عملکرد را به‌صورت عمیق بررسی می‌کنیم.

و در پایان، با یک مقایسه عملی با VMware و Xen، به شما کمک می‌کنیم تصمیم بگیرید آیا KVM برای پروژه یا سازمان شما بهترین انتخاب است یا خیر.

این مقاله به گونه‌ای طراحی شده که چه شما یک متخصص IT باشید و چه یک کاربر علاقمند به موضوع مجازی ساز KVM، بعد از مطالعه‌ی آن نیازی به مراجعه به منبع دیگری نداشته باشید. با ما همراه باشید.

KVM چیست؟ تعریف فنی و تاریخچه کوتاه

وقتی صحبت از مجازی‌ سازی به میان می‌آید، معمولاً تصور می‌کنیم نرم‌افزاری جداگانه مانند VMware یا Hyper-V به‌عنوان یک هایپروایزر (Hypervisor) روی سخت‌افزار یا سیستم‌عامل نصب می‌شود و امکان اجرای ماشین‌های مجازی (VM) را فراهم می‌کند. اما KVM داستان متفاوتی دارد.

تعریف ساده KVM

KVM یا Kernel-based Virtual Machine در اصل یک ماژول (Module) است که در هسته لینوکس (Linux Kernel) اضافه شده و همین سیستم‌عامل را به یک هایپروایزر کامل تبدیل می‌کند. یعنی اگر شما یک سرور یا کامپیوتر لینوکسی داشته باشید که از فناوری مجازی‌ سازی پردازنده (Intel VT یا AMD-V) پشتیبانی کند، تنها با فعال‌سازی KVM می‌توانید چندین ماشین مجازی روی همان سیستم اجرا کنید.

به بیان ساده: KVM لینوکس را به یک بستر قدرتمند برای اجرای ماشین‌های مجازی تبدیل می‌کند، بدون نیاز به خرید نرم‌افزارهای اختصاصی یا پرهزینه.

تعریف فنی KVM برای متخصصان

KVM از نسخه ۲.۶.۲۰ کرنل لینوکس (سال ۲۰۰۷) به‌عنوان بخشی رسمی از هسته معرفی شد. این ماژول از قابلیت‌های سخت‌افزاری CPU (Intel VT-x و AMD-V) برای ایجاد محیط‌های مجازی ایزوله استفاده می‌کند. برخلاف برخی مجازی‌سازها که هایپروایزر نوع ۲ هستند (روی سیستم‌عامل نصب می‌شوند)، KVM به‌عنوان بخشی از خود کرنل لینوکس عمل کرده و در دسته‌ی هایپروایزر نوع ۱ (Bare-metal) قرار می‌گیرد.

در معماری KVM، هر ماشین مجازی در قالب یک پردازهٔ لینوکسی (Linux Process) اجرا می‌شود و مدیریت منابع (CPU، RAM، I/O) توسط کرنل انجام می‌گیرد. برای شبیه‌سازی سخت‌افزار مجازی هم معمولاً از QEMU استفاده می‌شود که در کنار KVM یک راهکار کامل برای ساخت VMها ارائه می‌دهد.

تاریخچه کوتاه KVM

• ۲۰۰۶: شرکت Israeli Qumranet توسعه KVM را آغاز کرد.
• ۲۰۰۷: KVM به کرنل لینوکس اضافه شد.
• ۲۰۰۸: شرکت Red Hat، Qumranet را خریداری کرد و توسعه KVM را به‌صورت گسترده ادامه داد.
• ۲۰۱۰ به بعد: KVM به بخشی جدانشدنی از اکوسیستم لینوکس تبدیل شد و در توزیع‌های سازمانی مثل Red Hat Enterprise Linux، CentOS و Ubuntu Server به‌طور پیش‌فرض پشتیبانی می‌شود.
• امروز: KVM نه‌تنها در سرورهای سازمانی، بلکه در فضای ابری (Cloud Platforms) مثل OpenStack و Google Cloud هم استفاده می‌شود.

چرا KVM اهمیت دارد؟

• متن‌باز (Open Source) و رایگان است.
• پشتیبانی مستقیم از کرنل لینوکس دارد.
• توسط بزرگ‌ترین شرکت‌های IT دنیا مثل Red Hat، IBM و Google توسعه یافته و استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از KVM نسبت به دیگر مجازی‌سازها

وقتی قرار است بین ده‌ها راهکار مجازی‌ سازی انتخاب کنید، این سؤال پیش می‌آید: چرا باید KVM را انتخاب کنیم؟ در ادامه، هم از زاویه‌ی کاربران عمومی و هم از دید متخصصان شبکه و مدیران IT، به مهم‌ترین مزایای KVM می‌پردازیم.

متن‌باز بودن (Open Source) و رایگان

بسیاری از مجازی‌سازها مانند VMware ESXi یا Microsoft Hyper-V نیازمند خرید لایسنس‌های گران‌قیمت هستند. اما KVM به‌عنوان بخشی از لینوکس کاملاً رایگان و متن‌باز است.

• مزیت برای کاربران عمومی: امکان آزمایش و یادگیری مجازی‌ سازی بدون هیچ هزینه‌ای.
• مزیت برای سازمان‌ها: کاهش چشمگیر هزینه‌های زیرساختی و عدم وابستگی به فروشنده (Vendor Lock-in).

عملکرد نزدیک به سخت‌افزار واقعی

KVM به دلیل اجرای مستقیم روی هسته لینوکس و استفاده از قابلیت‌های سخت‌افزاری CPU، کارایی بسیار بالایی دارد.

Benchmarks نشان می‌دهند عملکرد KVM در بارهای پردازشی سنگین، تفاوت محسوسی با سیستم فیزیکی ندارد.

در بسیاری از موارد، KVM از هایپروایزرهای نوع ۲ مثل VirtualBox یا حتی نسخه‌های پایه‌ی VMware سریع‌تر عمل می‌کند.

امنیت در سطح کرنل لینوکس

KVM از همان مدل امنیتی لینوکس بهره‌مند است. قابلیت‌هایی مانند SELinux یا sVirt امکان جداسازی (Isolation) قوی بین ماشین‌های مجازی را فراهم می‌کنند.

• برای سازمان‌ها: این یعنی کاهش ریسک حملات و نفوذ.
• برای کاربران عادی: اطمینان از اینکه یک VM آلوده، سایر ماشین‌ها یا سیستم میزبان را تهدید نمی‌کند.

مقیاس‌پذیری و انعطاف بالا

KVM می‌تواند از سرورهای کوچک خانگی گرفته تا دیتاسنترهای عظیم با هزاران VM را مدیریت کند.

پشتیبانی از حجم‌های بالای RAM (تا چند ترابایت) و پردازنده‌های چندده‌هسته‌ای.

استفاده گسترده در پلتفرم‌های ابری مانند Google Cloud، Amazon AWS (در برخی سرویس‌ها) و OpenStack نشان‌دهنده‌ی توانایی بی‌رقیب آن است.

بیشتر بخوانید <<>> آموزش ساخت ماشین مجازی در ESXi

پشتیبانی از قابلیت‌های پیشرفته

• Live Migration: انتقال ماشین مجازی از یک سرور به سرور دیگر بدون خاموش شدن.
• Snapshots: گرفتن نقطه بازیابی (Restore Point) از ماشین‌های مجازی.
• NUMA Support: استفاده بهینه از معماری‌های چندپردازنده‌ای.
• Nested Virtualization: اجرای هایپروایزر داخل VM (برای تست یا توسعه).

این‌ها قابلیت‌هایی هستند که معمولاً در مجازی‌سازهای پولی ارائه می‌شوند، اما در KVM به‌صورت رایگان در دسترس‌اند.

ادغام بومی با اکوسیستم لینوکس

از آنجا که KVM بخشی از لینوکس است:

به‌طور طبیعی با ابزارهای مدیریتی مانند libvirt و virt-manager هماهنگ می‌شود.

سازگاری کاملی با سیستم‌های ذخیره‌سازی (Storage) و شبکه در لینوکس دارد.

توسعه و پشتیبانی آن توسط جامعه بزرگ متن‌باز و شرکت‌های بزرگی مانند Red Hat و IBM تضمین شده است.

هزینه کمتر، آزادی بیشتر

با انتخاب KVM:

نیازی به خرید لایسنس‌های گران ندارید.

محدودیتی در تعداد VM یا منابع اختصاص‌یافته وجود ندارد (برخلاف نسخه‌های رایگان VMware یا Hyper-V).

می‌توانید ساختار مجازی‌ سازی خود را دقیقاً مطابق نیاز سازمان یا پروژه شخصی طراحی کنید.

اگر به دنبال مجازی‌ سازی با هزینه کمتر، کارایی بالا، امنیت تضمین‌شده و آزادی انتخاب بیشتر هستید، مجازی‌ ساز KVM یکی از بهترین گزینه‌هاست. به همین دلیل است که بسیاری از دیتاسنترهای بزرگ دنیا، پلتفرم‌های ابری و حتی سازمان‌های دولتی، KVM را به‌عنوان پایه‌ی زیرساخت خود برگزیده‌اند.

بررسی معماری KVM، هایپروایزر، QEMU، libvirt، virtio

برای درک درست از عملکرد KVM باید بدانیم این فناوری از چه اجزایی تشکیل شده و هر بخش چه نقشی در مجازی‌سازی دارد. برخلاف تصور اولیه، KVM یک نرم‌افزار مستقل نیست؛ بلکه مجموعه‌ای از ماژول‌ها و ابزارهاست که در کنار هم یک اکوسیستم کامل مجازی‌سازی را می‌سازند.

KVM به‌عنوان هایپروایزر

KVM (Kernel-based Virtual Machine) در واقع یک ماژول (module) از هسته لینوکس است که امکان استفاده از قابلیت‌های سخت‌افزاری پردازنده (Intel VT-x یا AMD-V) را فراهم می‌کند.

KVM خودش به تنهایی سیستم‌عامل مهمان (Guest OS) را مدیریت نمی‌کند، بلکه بستر لازم را در سطح کرنل فراهم می‌آورد تا سایر ابزارها این کار را انجام دهند.

از نظر طبقه‌بندی، KVM یک هایپروایزر نوع ۱ (Bare-metal) محسوب می‌شود، چون مستقیماً با سخت‌افزار تعامل دارد.

QEMU، شبیه‌ساز و ماشین مجازی‌ساز

QEMU (Quick Emulator) یک نرم‌افزار متن‌باز است که امکان شبیه‌سازی کامل سخت‌افزار (CPU، RAM، کارت شبکه، دیسک و …) را فراهم می‌کند.

در ترکیب با KVM، نقش QEMU این است که سخت‌افزار مجازی لازم برای ماشین‌های مهمان را ارائه دهد.

بدون QEMU، KVM نمی‌تواند دستگاه‌های مجازی (مثل کارت شبکه یا کنترلر دیسک) را به VMها معرفی کند.

مزیت بزرگ QEMU این است که هم در حالت شبیه‌سازی کامل (Full Emulation) و هم در حالت شتاب‌گرفته با KVM (Accelerated Mode) کار می‌کند. حالت دوم سرعت بسیار بالاتری دارد.

libvirt، لایه مدیریت و API

libvirt یک کتابخانه و API متن‌باز است که به‌عنوان واسطه‌ای بین KVM/QEMU و ابزارهای مدیریتی عمل می‌کند.

این لایه امکانات زیر را فراهم می‌آورد:

• ایجاد، حذف و مدیریت ماشین‌های مجازی.
• کنترل منابع (CPU، حافظه، دیسک، شبکه).
• مدیریت Snapshotها و Live Migration.

ابزارهایی مثل virt-manager یا virsh CLI بر پایه libvirt ساخته شده‌اند. به زبان ساده، libvirt همان چیزی است که مدیریت KVM را برای مدیران IT ساده و کاربرپسند می‌کند.

بیشتر بخوانید <<>> آموزش گرفتن اسنپ شات در VMware

Virtio، بهینه‌سازی ورودی/خروجی (I/O)

در محیط مجازی، سرعت انتقال داده بین ماشین مهمان و سخت‌افزار واقعی اهمیت زیادی دارد.

Virtio مجموعه‌ای از درایورها و استانداردهاست که I/O مجازی را بهینه می‌کند.

به کمک Virtio، عملکرد دیسک‌ها، کارت‌های شبکه و سایر تجهیزات مجازی تقریباً به سرعت سخت‌افزار واقعی می‌رسد.

بدون Virtio، ماشین‌های مجازی مجبورند از شبیه‌سازی سنتی (Emulation) استفاده کنند که کندتر است.

تصویری کلی از معماری KVM

اگر بخواهیم ساده کنیم:

• KVM = اتصال مستقیم کرنل لینوکس به قابلیت‌های سخت‌افزاری CPU.
• QEMU = شبیه‌سازی و ارائه سخت‌افزار مجازی.
• libvirt = مدیریت ماشین‌ها و منابع.
• Virtio = افزایش کارایی در تعامل با سخت‌افزار.

این اجزا در کنار هم باعث می‌شوند KVM نه‌تنها یک راهکار مجازی‌سازی کامل، بلکه یکی از سریع‌ترین و پایدارترین هایپروایزرها در دنیای متن‌باز باشد.

پیش‌نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای نصب مجازی ساز KVM

قبل از اینکه KVM را نصب و اجرا کنید، لازم است بدانید چه الزامات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری نیاز دارید. نادیده گرفتن این پیش‌نیازها معمولاً باعث می‌شود نصب با خطا مواجه شود یا عملکرد ماشین‌های مجازی به شدت پایین بیاید.

پیش‌نیازهای سخت‌افزاری نصب مجازی ساز KVM

پردازنده (CPU)

سرور شما باید از cpu سرور Intel VT-x یا AMD-V پشتیبانی کند (این قابلیت‌ها در اکثر پردازنده‌های جدید فعال هستند).

فعال‌سازی از طریق BIOS/UEFI ضروری است (Virtualization Technology).

پردازنده‌های چند هسته‌ای (Multi-core) برای اجرای همزمان چندین VM توصیه می‌شوند.

بیشتر بخوانید <<>> تفاوت بین UEFI و Legacy Boot

حافظه (RAM)

نیازمند حداقل ۴ گیگابایت رم سرور برای تست و محیط‌های کوچک.

برای استفاده عملی و اجرای چند VM، معمولاً ۸ گیگابایت به بالا نیاز است.

در محیط‌های سازمانی، هرچه میزان RAM بیشتر باشد، ظرفیت ایجاد VMهای بیشتر و پایدارتر هم بیشتر خواهد بود.

فضای ذخیره‌سازی (Storage)

برای هر ماشین مجازی یک دیسک مجازی (Image File) ایجاد می‌شود.

توصیه می‌شود از SSD سرور برای افزایش سرعت I/O استفاده شود.

در سرورها، استفاده از SAN/NAS یا Storage Pool به‌همراه KVM متداول است.

کارت شبکه

حداقل یک کارت شبکه سرور برای اتصال به اینترنت/شبکه محلی.

برای محیط‌های پیچیده‌تر، استفاده از چند کارت شبکه یا کارت‌های ۱۰GbE به بالا پیشنهاد می‌شود.

پیش‌نیازهای نرم‌افزاری نصب مجازی ساز KVM

سیستم‌عامل میزبان (Host OS)

KVM به‌عنوان بخشی از کرنل لینوکس اجرا می‌شود. بنابراین باید یک توزیع لینوکسی داشته باشید.

توزیع‌های پیشنهادی:

• Ubuntu Server (۲۰.۰۴ یا بالاتر)
• CentOS / Rocky Linux / AlmaLinux
• Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
• Debian

برخی توزیع‌ها مانند Proxmox VE یا oVirt نیز بر پایه KVM ساخته شده‌اند و امکانات مدیریتی آماده ارائه می‌دهند.

پکیج‌های مورد نیاز

qemu-kvm: برای ایجاد و اجرای VMها.

libvirt-daemon: برای مدیریت ماشین‌های مجازی.

virt-manager: رابط گرافیکی ساده برای مدیریت.

ابزارهای CLI مانند virsh یا virt-install برای مدیریت حرفه‌ای.

الزامات اضافی در محیط‌های سازمانی

• پشتیبانی از NUMA برای پردازنده‌های چندسوکتی.
• استفاده از شبکه‌های مجازی (VLAN, VXLAN) برای جداسازی ترافیک.
• نیاز به Shared Storage برای قابلیت Live Migration.
• زیرساخت بکاپ و Snapshot برای بازیابی سریع در شرایط بحرانی.

اگر سخت‌افزار شما از فناوری مجازی‌سازی CPU پشتیبانی کند و یک توزیع لینوکسی به‌روز داشته باشید، قدم بزرگی برای اجرای KVM برداشته‌اید. اما برای دستیابی به کارایی بالا و قابلیت‌های سازمانی، باید منابع کافی (RAM، Storage سریع، شبکه پرسرعت) را هم در نظر بگیرید.

بیشتر بخوانید <<>> تفاوت سرور مجازی و سرور فیزیکی

نحوه نصب و راه‌اندازی مجازی ساز KVM در لینوکس (گام به گام)

اگر تا اینجا با مفهوم و مزایای KVM آشنا شده‌اید، شاید مهم‌ترین سؤال شما این باشد: چطور می‌توانم KVM را روی لینوکس نصب و اجرا کنم؟ در این بخش یک آموزش گام‌به‌گام ارائه می‌دهیم تا بتوانید اولین ماشین مجازی خود را روی مجازی ساز KVM بسازید.

بررسی پشتیبانی سخت‌افزار از KVM

پیش از نصب، باید مطمئن شوید که CPU شما از Intel VT-x یا AMD-V پشتیبانی می‌کند. در لینوکس کافی است دستور زیر را اجرا کنید:

egrep -c ‘(vmx|svm)’ /proc/cpuinfo

اگر خروجی عددی بزرگ‌تر از ۰ باشد، یعنی پردازنده از قابلیت مجازی‌سازی پشتیبانی می‌کند.

در غیر این صورت، باید در BIOS/UEFI گزینه Virtualization Technology را فعال کنید.

نصب بسته‌های لازم در اوبونتو

برای مثال روی Ubuntu Server مراحل زیر را اجرا کنید:

sudo apt update
sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virt-manager -y

این دستورات موارد زیر را نصب می‌کنند:

qemu-kvm → موتور اجرای ماشین‌های مجازی

libvirt → سرویس مدیریت ماشین‌ها

bridge-utils → ابزار شبکه برای VMها

virt-manager → رابط گرافیکی ساده برای مدیریت

نصب بسته‌های لازم در CentOS / RHEL

اگر از CentOS، AlmaLinux یا RHEL استفاده می‌کنید:

sudo yum install qemu-kvm libvirt libvirt-daemon libvirt-daemon-driver-qemu virt-install virt-manager -y
sudo systemctl enable –now libvirtd

این کار سرویس libvirtd را فعال می‌کند که برای مدیریت VMها ضروری است.

بیشتر بخوانید <<>> سرور مجازی چیست

بررسی وضعیت نصب KVM

بعد از نصب، با دستور زیر بررسی کنید آیا KVM به درستی فعال شده است یا خیر:

lsmod | grep kvm

اگر خروجی شامل kvm_intel یا kvm_amd بود، یعنی ماژول KVM بارگذاری شده و آماده استفاده است.

ساخت اولین ماشین مجازی با KVM

الف) با رابط گرافیکی (Virt-Manager)

Virt-Manager را باز کنید.

روی Create a New Virtual Machine کلیک کنید.

انتخاب نوع نصب:

• از ISO File نصب کنید
• از Network Install (PXE) استفاده کنید
• یا یک Existing Disk Image انتخاب کنید

مقدار CPU و RAM اختصاص دهید:

RAM مناسب برای لینوکس معمولاً 2–4 گیگابایت

CPU: بسته به بار کاری VM (1–4 هسته برای تست کافی است)

دیسک مجازی بسازید:

فرمت پیش‌فرض qcow2 برای snapshot و انعطاف مناسب است

حجم دیسک: بسته به OS و برنامه‌ها (مثلاً 20–50 گیگابایت)

شبکه:

استفاده از default NAT network برای شروع کافی است

برای دسترسی VM به شبکه LAN، یک Bridge تعریف کنید

گزینه‌های پیشرفته:

• Enable Virtio برای دیسک و شبکه (برای کارایی بالا)
• انتخاب Graphics (VNC, SPICE) یا console-only

روی Finish کلیک کنید تا VM ساخته شود

بیشتر بخوانید <<>> نصب اکتیو دایرکتوری

ب) با خط فرمان (CLI)

اگر مدیر سیستم هستید و ترجیح می‌دهید از CLI استفاده کنید:

virt-install \
–name vm1 \
–memory 2048 \
–vcpus 2 \
–disk size=20 \
–cdrom /home/user/ubuntu.iso \
–os-variant ubuntu20.04

این دستور یک ماشین مجازی با ۲ گیگابایت RAM، ۲ پردازنده و دیسک ۲۰ گیگابایتی می‌سازد.

مدیریت ماشین‌های مجازی

لیست VMها:

virsh list –all

روشن کردن VM:

virsh start vm1

خاموش کردن VM:

virsh shutdown vm1

گرفتن Snapshot:

virsh snapshot-create-as vm1 snapshot1 “قبل از نصب نرم‌افزار”

تنظیمات نصب پیشرفته مجازی ساز KVM

در این بخش عملیاتی می‌آموزیم چند تنظیم بهینه‌سازی (production tuning) انجام دهیم. اگر هدف شما نصب سریع برای تست است مراحل ابتدایی کافی‌اند؛ اگر هدف محیط تولید (Production) است، بخش‌های tuning و شبکه/ذخیره‌سازی را جدی بگیرید.

شبکه‌بندی، NAT پیش‌فرض vs Bridge (برای شبکه‌ی production معمولاً از bridge استفاده کنید)

به‌صورت پیش‌فرض libvirt یک شبکه NAT‌شده به نام default ایجاد می‌کند که برای تست کافی است. اما اگر می‌خواهید VMها از شبکه LAN آیپی بگیرند و مثل یک هاست جدا دیده شوند (برای سرویس‌دهی)، باید host bridge بسازید و VMها را به آن وصل کنید. مستندات Ubuntu و libvirt مثال‌های Netplan و network XML دارند.

نمونهٔ Netplan برای اوبونتو (interface فرضی eno1):

network:
version: 2
renderer: networkd
ethernets:
eno1:
dhcp4: no
bridges:
br0:
interfaces: [eno1]
dhcp4: yes

پس از اعمال، در libvirt VM را با –network bridge=br0 یا در XML با forward mode=’bridge’ متصل کنید. منابع آموزشی نحوهٔ ایجاد bridge و اتصال libvirt را دقیق شرح داده‌اند.

بیشتر بخوانید <<>> بیگ دیتا چیست

Storage، ساختن Storage Pool و قالب دیسک (raw vs qcow2)

برای مدیریت تصاویر دیسک از storage pool استفاده کنید:

sudo virsh pool-define-as –name default –type dir –target /var/lib/libvirt/images
sudo virsh pool-start default
sudo virsh pool-autostart default

در مورد فرمت دیسک: qcow2 مزایای snapshot و انعطاف‌پذیری دارد ولی در I/O سنگین raw عملکرد بهتری ارائه می‌دهد. انتخاب بستگی به نیاز (snapshot, thin provisioning vs raw performance) دارد.

ساخت یک VM نمونه با virt-install (مثال CLI)

نمونهٔ دستور برای نصب یک اوبونتو سرور از ISO یا شبکه:

sudo virt-install \
–name ubuntu24 \
–ram 4096 \
–vcpus 2 \
–os-variant ubuntu22.04 \
–disk path=/var/lib/libvirt/images/ubuntu24.qcow2,size=20,format=qcow2 \
–network bridge=br0 \
–cdrom /path/to/ubuntu-24.04-server.iso \
–graphics none \
–console pty,target_type=serial

یا برای نصب غیر-تعاملی می‌توان از –location جهت نصب از شبکه استفاده کرد. ابزار virt-manager رابط گرافیکی مشابه virt-install را ارائه می‌دهد.

بیشتر بخوانید <<>> نصب SQL Server 2022

تنظیمات بهینه‌سازی (Production tuning)، HugePages، KSM، CPU pinning، NUMA

این بخش در کیفیت و تاخیر VMها تاثیر چشمگیری دارد.

a. HugePages (برای کاهش overhead جدول صفحات و افزایش سرعت lookup برای میهمان‌های حافظه‌حساس)

• رزرو hugepages در بوت (مثلاً 1G pages)

در اوبونتو: ویرایش /etc/default/grub و اضافه کردن به GRUB_CMDLINE_LINUX مثلاً:

default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G hugepages=4

سپس sudo update-grub و reboot.

در libvirt برای VM: از <memoryBacking><hugepages/></memoryBacking> در XML استفاده کن.

b. KSM (Kernel Samepage Merging) — اگر چند VM مشابه (مثلاً قالب‌های یکسان) دارید، KSM می‌تواند صفحات همسان را ادغام کند و از حافظه مشترک استفاده کند؛ اما در بعضی شرایط KSM اندکی overhead اضافی می‌آورد و باید با تست فعال/غیرفعال مقایسه شود:

# فعال سازی
echo 1 | sudo tee /sys/kernel/mm/ksm/run
# تنظیم سرعت اسکن
sudo tee /sys/kernel/mm/ksm/pages_to_scan <<< 100

آموزش ویدیویی نصب مجازی ساز KVM

این ویدیو یک آموزش تصویری گام‌به‌گام برای نصب مجازی‌ساز KVM روی نسخه‌ی Ubuntu 24.04 است. در ابتدا، ویدیو نشان می‌دهد چگونه پیش‌نیازهای سخت‌افزاری را بررسی کنید؛ اینکه آیا پردازنده از مجازی‌سازی سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند یا نه، و فعال‌سازی VT-x / AMD-V از BIOS/UEFI را بررسی می‌کند. سپس مراحل نصب بسته‌های مورد نیاز مثل qemu-kvm، libvirt، virt-manager و ابزارهای مرتبط را با دستورات مناسب اجرا می‌کند. همچنین، نحوه‌ی راه‌اندازی سرویس libvirtd و اطمینان از فعال بودن ماژول‌های KVM در هسته لینوکس (با lsmod) را نمایش می‌دهد، تا کاربر بتواند بفهمد نصب به درستی انجام شده است یا خیر.

در بخش‌های بعدی، ویدیو به ساخت یک ماشین مجازی نمونه می‌پردازد؛ از انتخاب ISO سیستم عامل، تعیین مقدار RAM و CPU گرفته تا تنظیمات ذخیره‌سازی و شبکه. همچنین برخی نکات مفید برای اتصال ماشین مجازی به شبکه و کار با virt-manager (رابط گرافیکی) نشان داده می‌شوند که برای کاربر تازه‌کار بسیار کمک‌کننده‌اند. این آموزش تصویری مکمل بسیار خوبی برای مقاله است، چون نمایش بصری مراحل نصب و پیکربندی موجب درک بهتر مطالب فنی می‌شود و امکان مشاهده عینی تنظیمات را برای کسانی که برای اولین بار می‌خواهند مجازی‌ساز KVM را راه‌اندازی کنند فراهم می‌آورد.

بررسی چند مشکل رایج پس از نصب مجازی ساز KVM و روش حل سریع

/dev/kvm وجود ندارد → بررسی BIOS/UEFI (VT-x/AMD-V) و سپس lsmod | grep kvm و dmesg برای ارورهای مرتبط.

VMها بوت نمی‌شوند یا خطای I/O → بررسی فرمت دیسک (qcow2 vs raw)، permission فایل تصویر و SELinux AVC denials (ausearch -m avc -ts recent).

شبکه bridge کار نمی‌کند → بررسی تنظیمات netplan/NetworkManager، و اینکه interface توسط host مدیریت می‌شود یا libvirt (conflict بین NM و netplan رایج است).

برای لاگ‌های عمیق‌تر از:

journalctl -u libvirtd -f
# یا
sudo tail -n 200 /var/log/libvirt/qemu/<domain>.log

استفاده کنید.

ابزارهای مانیتورینگ و نگهداری مجازی ساز KVM

• virt-manager (GUI)، virsh (CLI)، virt-top (مشاهده مصرف منابع VMها)
• virsh domstats <domain> برای آمار دقیق، virt-top برای نظارت لحظه‌ای، iostat, perf برای I/O و CPU profiling.
• استفاده از tuned یا راه‌حل‌های نظارتی (Prometheus + node_exporter + libvirt exporter) برای محیط‌های بزرگ. مستندات RHEL tuning و community guides توصیه‌های مفیدی دارند.

مقایسه مجازی ساز KVM با سایر مجازی‌سازها

در دنیای مجازی‌سازی، انتخاب مجازی‌ساز مناسب برای سرورها و محیط‌های آزمایشی یا Production اهمیت زیادی دارد. در ادامه KVM را با محبوب‌ترین گزینه‌ها مقایسه می‌کنیم: VMware ESXi، VirtualBox، Hyper-V و Xen.

KVM vs VMware ESXi

ویژگی	KVM	VMware ESXi
نوع مجازی‌ساز	Type-1 (داخل کرنل لینوکس)	Type-1 مستقل از OS
سیستم‌عامل میزبان	Linux	مستقل، مدیریت از طریق vSphere
هزینه	رایگان، متن‌باز	غیررایگان، لایسنس نیاز دارد
Performance	بسیار نزدیک به سخت‌افزار، مناسب Production	بسیار بهینه و پایدار، محیط Enterprise
مدیریت	Virt-Manager، virsh، CLI، OpenStack	vSphere Web Client، vCenter
انعطاف‌پذیری	بالاتر، قابل توسعه با ابزارهای متن‌باز	محدود به اکوسیستم VMware
پشتیبانی از Live Migration	بله، با shared storage	بله، با vMotion

KVM برای سازمان‌هایی که به دنبال محیط لینوکسی متن‌باز و قابل توسعه هستند مناسب است، در حالی که VMware بیشتر برای دیتاسنترهای بزرگ و محیط‌های Enterprise با پشتیبانی رسمی استفاده می‌شود.

KVM vs VirtualBox

ویژگی	KVM	VirtualBox
نوع مجازی‌ساز	Type-1 (داخل کرنل لینوکس)	Type-2 (روی OS میزبان اجرا می‌شود)
هدف اصلی	Production، سرور، ابری	تست، آموزش، دسکتاپ
Performance	بالا، نزدیک به سخت‌افزار	پایین‌تر، overhead بیشتر
مدیریت	CLI، Virt-Manager، ابزار متن‌باز	GUI محور، ابزار خط فرمان محدود
قابلیت شبکه	Bridge، NAT، Open vSwitch	NAT و Host-only، محدودتر
هزینه	رایگان، متن‌باز	رایگان، متن‌باز

VirtualBox برای کاربران دسکتاپ و تست نرم‌افزار مناسب است، اما برای محیط‌های سروری و Production KVM برتری عملکرد و انعطاف بیشتری دارد.

KVM vs Hyper-V

ویژگی	KVM	Hyper-V
نوع مجازی‌ساز	Type-1 (Kernel-based)	Type-1 (Microsoft)
سیستم‌عامل میزبان	Linux	Windows Server
هزینه	رایگان	نیاز به لایسنس Windows Server
Performance	بالا، بهینه برای لینوکس	مناسب Windows، عملکرد خوب برای VMهای لینوکس با Integration Services
مدیریت	Virt-Manager، virsh، ابزار متن‌باز	Hyper-V Manager، System Center Virtual Machine Manager
سازگاری	Linux، Windows	Windows و Linux (با محدودیت)

اگر محیط سروری شما لینوکسی است، KVM انتخاب بهتری است؛ Hyper-V بیشتر برای سازمان‌های ویندوزمحور و زیرساخت‌های Microsoft مناسب است.

KVM vs Xen

ویژگی	KVM	Xen
نوع مجازی‌ساز	Type-1، داخل کرنل لینوکس	Type-1 مستقل، Xen Hypervisor
Performance	عالی، نزدیک به سخت‌افزار	عالی، مخصوص سرور و Cloud
مدیریت	libvirt، Virt-Manager، CLI	XenCenter، xl CLI
محیط مناسب	لینوکس، Cloud، OpenStack	لینوکس، Cloud، محیط‌های Enterprise
پیچیدگی نصب	متوسط، ساده با توزیع‌های لینوکس	پیچیده‌تر، نیاز به پیکربندی Hypervisor جداگانه

Xen برای دیتاسنترهای بزرگ و محیط‌های Cloud سنتی مناسب است، ولی KVM به خاطر ادغام با کرنل لینوکس و پشتیبانی ابزارهای متن‌باز، انعطاف بیشتری برای توسعه و محیط‌های OpenStack دارد.

جمع‌بندی کلی مقایسه

• KVM: بهترین انتخاب برای لینوکس، محیط‌های ابری و Production متن‌باز با انعطاف و کارایی بالا
• VMware: مناسب دیتاسنترهای Enterprise و محیط‌های با نیاز به پشتیبانی رسمی
• VirtualBox: مناسب دسکتاپ، تست و آموزش
• Hyper-V: مناسب محیط‌های ویندوزمحور و زیرساخت Microsoft
• Xen: مناسب دیتاسنترهای بزرگ و Cloud سنتی، پیچیدگی نصب بیشتر

بیشتر بخوانید <<>> مهم‌ترین مزایای مجازی سازی

سوالات متداول درباره مجازی ساز KVM

1. مجازی ساز KVM چیست و چه کاربردی دارد؟

مجازی ساز KVM (Kernel-based Virtual Machine) یک راهکار مجازی‌سازی سطح کرنل لینوکس است که به شما اجازه می‌دهد چندین ماشین مجازی (VM) با سیستم‌عامل‌های متفاوت روی یک سرور اجرا کنید. کاربردهای KVM شامل آزمایش نرم‌افزار، توسعه و تست، محیط‌های Production، و اجرای سرورهای ابری است.

2. KVM بهتر است یا VMware/VirtualBox؟

KVM برای محیط‌های لینوکس و Production بسیار بهینه و سبک است.

VMware برای محیط‌های سازمانی و دسکتاپ با ابزارهای گرافیکی کامل مناسب است.

VirtualBox بیشتر برای تست و محیط‌های آموزشی استفاده می‌شود. KVM به دلیل سازگاری با لینوکس و دسترسی به منابع سیستم، در سرورهای حرفه‌ای و دیتاسنترها ترجیح داده می‌شود.

3. چطور KVM را روی اوبونتو نصب کنم؟

برای نصب مجازی ساز KVM در اوبونتو کافی است بسته‌های زیر را نصب کنید:

sudo apt update
sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients virt-manager bridge-utils -y
sudo systemctl enable –now libvirtd

سپس با virt-manager یا virt-install می‌توانید VM بسازید.

4. آیا KVM روی ویندوز هم اجرا می‌شود؟

خیر، KVM بخشی از کرنل لینوکس است و فقط روی توزیع‌های لینوکسی اجرا می‌شود. برای محیط ویندوز، باید KVM را روی یک ماشین لینوکس نصب کنید یا از راهکارهای مشابه مانند Hyper-V استفاده کنید.

5. چطور می‌توانم منابع VM را بهینه کنم؟

برای بهینه‌سازی عملکرد VM در KVM:

• از CPU Pinning و NUMA-aware placement استفاده کنید
• HugePages برای کاهش overhead حافظه فعال کنید
• دیسک VM را با Virtio و فرمت raw تنظیم کنید
• برای VMهای مشابه، KSM را فعال کنید

بیشتر بخوانید <<>> معرفی بهترین نرم افزار مجازی‌ سازی لینوکس در سال 2024

6. شبکه VMها چطور مدیریت می‌شود؟

شبکه پیش‌فرض KVM NAT است و VMها از طریق میزبان به اینترنت دسترسی دارند.

برای محیط‌های حرفه‌ای می‌توان از Bridge Networking یا Open vSwitch (OVS) استفاده کرد تا VMها مستقیم به شبکه LAN وصل شوند.

VLAN و VXLAN برای جداسازی و امنیت شبکه مناسب هستند.

7. آیا می‌توان از KVM برای محیط Production استفاده کرد؟

بله، با رعایت نکات زیر KVM محیط Production بسیار پایدار و امنی فراهم می‌کند:

• اختصاص منابع دقیق CPU و RAM و استفاده از HugePages
• بهینه‌سازی دیسک و شبکه با Virtio و raw disk
• استفاده از sVirt/SELinux برای ایزوله‌سازی VMها
• مانیتورینگ منابع و پایش عملکرد
• بکاپ و Snapshot منظم برای Disaster Recovery

8. چطور از VMها Backup بگیرم؟

استفاده از Snapshot داخلی libvirt برای ذخیره وضعیت VM

Export کردن VM به فایل qcow2 و XML و ذخیره روی سرور دیگر یا storage امن

virsh shutdown <vm>
virsh dumpxml <vm> > <vm>.xml
scp /var/lib/libvirt/images/<vm>.qcow2 backup_host:/backup/
virsh define <vm>.xml
virsh start <vm>

9. آیا KVM رایگان است؟

بله، KVM یک پروژه متن‌باز است و تحت مجوز GPL منتشر شده است. می‌توانید بدون هزینه روی لینوکس نصب و استفاده کنید.

10. چه ابزارهایی برای مدیریت KVM وجود دارد؟

• Virt-Manager → رابط گرافیکی برای ساخت و مدیریت VM
• virsh → ابزار خط فرمان برای مدیریت حرفه‌ای VM
• virt-top → نمایش مصرف منابع VMها

ابزارهای مانیتورینگ سازمانی: Prometheus + Grafana + libvirt-exporter

آنچه در مقاله مجازی ساز نصب KVM بررسی شد

مجازی ساز KVM یک راهکار متن‌باز و قدرتمند برای مجازی‌سازی سرورها و محیط‌های لینوکسی است که امکان اجرای چندین ماشین مجازی با عملکرد نزدیک به سخت‌افزار را فراهم می‌کند. با استفاده از KVM، می‌توانید منابع سرور را به شکل بهینه تخصیص دهید، محیط‌های آزمایشی و Production بسازید و از قابلیت‌هایی مانند Live Migration، Snapshot و مدیریت شبکه پیشرفته بهره‌مند شوید. این ویژگی‌ها باعث می‌شود KVM گزینه‌ای ایده‌آل برای مدیران IT و سازمان‌هایی باشد که به دنبال راهکاری انعطاف‌پذیر، پایدار و متن‌باز هستند.

یکی از مزایای بزرگ KVM، امکان بهینه‌سازی منابع و امنیت VMهاست. با رعایت نکات بهینه‌سازی CPU، RAM و دیسک، فعال‌سازی sVirt/SELinux و استفاده از شبکه‌های امن Bridge و OVS، می‌توان محیطی ایجاد کرد که هم عملکرد بالایی داشته باشد و هم ایزوله و امن باشد. به علاوه، ابزارهای مدیریت مثل Virt-Manager و virsh به همراه مانیتورینگ پیشرفته، به شما کمک می‌کنند تا کنترل کامل بر ماشین‌های مجازی و منابع سرور داشته باشید.

در نهایت، اگر به دنبال راهکاری هستید که هم برای محیط‌های آموزشی و تست نرم‌افزار مناسب باشد و هم قابلیت مقیاس‌پذیری و پایداری لازم برای محیط‌های Production را داشته باشد، مجازی ساز KVM بهترین انتخاب است. با استفاده از راهنمای گام‌به‌گام نصب، مدیریت و بهینه‌سازی که در این مقاله ارائه شد، می‌توانید به سرعت اولین ماشین‌های مجازی خود را راه‌اندازی کرده و از قابلیت‌های پیشرفته KVM بهره‌مند شوید، بدون آنکه نیازی به مراجعه به منابع دیگر داشته باشید.