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Virtualisierungs-Software Qemu 2.5: 3D in Linux-VMs und bessere Live-Migration

Zwei Erweiterungen verbessern die Übertragung laufender VMs auf ein anders System. Über neue Schnittstellen sollen Linux in KVM-VMs zukünftig die 3D-Beschleunigung des Grafik-Hardware im Host verwenden können.

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Qemu 2.5

Die neue Version 2.5 der Virtualisierungs-Software Qemu bringt zwei Funktionen, die eine Übertragung einer laufenden virtuellen Maschine (VM) auf ein anderes Wirtssystem robuster machen. Bei solch einer Live-Migration wird der Arbeitsspeicherinhalt der VM typischerweise vorab auf den neuen Wirt transferiert; dann wird die VM angehalten, um die seit Migrations-Beginn veränderten Arbeitsspeicherinhalte und andere Zustandsinformationen auf den Wirt zu übertragen, wo die VM danach wieder gestartet wird.

Bei der mit Qemu 2.5 neuen "Post-copy live migration" können nach Migrations-Beginn geänderte Arbeitsspeicherinhalte auf dem alten Wirt zurückbleiben und werden erst später vom neuen Wirt abgerufen. Dies nachträgliche Anfordern passiert entweder beim ersten Zugriff auf betroffene Arbeitsspeicherbereiche oder zu einem späteren Zeitpunkt, um die Live Migration abzuschließen.

Das verschlechtert die VM-Performance, bis der gesamte Arbeitsspeicher vom alten auf den neuen Wirt übertragen wurde. Dafür ermöglicht der Ansatz aber eine Live-Migration in Situationen, in denen die VM den Arbeitsspeicher sehr stark nutzt: Beim bisher genutzten Ansatz kann es bei knapp bemessener Netzwerkbandbreite passieren, dass eine Live-Migration nicht praktikabel ist, weil die VM zu lange angehalten werden müsste, um die seit Migrations-Beginn veränderten Arbeitsspeicherinhalte zu übertragen.

Dieser neue Ansatz des bei der Virtualisierung mit KVM oder Xen verwendete Qemu erfordert allerdings einen Kernel mit der Userfaultfd-Funktion, die Linux 4.3 beherrscht. Die zweite neue Qemu-Funktion funktioniert auch mit älteren Kernel-Versionen: Bei der "Autoconverge Live Migration" reduziert Qemu die in der VM nutzbare Prozessorzeit, wenn die Live-Migration begonnen wird; als Folge davon sinkt vielfach auch die Menge der Änderungen im Arbeitsspeicher, was eine Live-Migration praktikabel macht.

Die neue Version von Qemu bringt zudem Schnittstellen, mit der ein Linux in einer mit KVM betriebenen VM die 3D-Beschleunigung des Wirts verwenden kann. Dieses "Virgl 3D" genannte Verfahren erfordert Treiber, die der im Januar erwartete Linux-Kernel 4.4 und das kürzlich veröffentlichte Mesa 11.1 enthalten.

Qemu 2.5 bringt zudem Hotplug-Unterstützung für PCIe-Geräte, die mehrere virtuelle Funktionen bereitstellen. In Kombination mit Linux 4.4 soll der Treiber Virtio-Pci bessere Performance bieten. Details zu diesen und weiteren Neuerungen erläutern die Ankündigung von Qemu 2.5 und das detaillierte Changelog. (thl)

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