إنشاء آلات افتراضية باستخدام KVM

إنشاء آلات افتراضية في بيئة KVM باستخدام وسائط تثبيت شبكية

تعد تقنية المحاكاة الافتراضية واحدة من الأساسيات الحديثة في إدارة الخوادم والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات. من بين العديد من أدوات المحاكاة الافتراضية المتاحة، يعتبر KVM (Kernel-based Virtual Machine) أحد الخيارات الأكثر شهرة وفاعلية. يُمكّن KVM المستخدمين من إنشاء بيئات افتراضية لتشغيل الأنظمة التشغيلية المختلفة على نفس الخادم. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص في المؤسسات التي تعتمد على تقليل التكاليف وتحسين الاستفادة من الموارد.

إحدى المميزات الكبيرة لKVM هي قدرته على دعم استخدام الوسائط الشبكية لتثبيت الأنظمة التشغيلية (Network-based Installation). يسمح ذلك بإنشاء آلات افتراضية بدون الحاجة إلى وسائط مادية للتثبيت، مما يسهل عمليات النشر ويعزز من المرونة في الإدارة.

ما هو KVM؟

KVM هو حل افتراضي يعتمد على نواة النظام التشغيل لينكس، ويتيح تشغيل أنظمة تشغيل متعددة على نفس الخادم المادي باستخدام الأجهزة الافتراضية. يعتبر KVM جزءًا من النواة في نظام التشغيل لينكس ويعتمد على معالج يدعم تقنيات الافتراضية مثل Intel VT-x أو AMD-V. يُتيح KVM للمستخدمين إدارة بيئات متعددة على نفس الخادم، مما يساهم في تحسين استغلال الموارد وتقليل التكاليف.

تتم إدارة KVM باستخدام أدوات مثل libvirt و virt-manager، وهي توفر واجهات رسومية وأوامر لإدارة الآلات الافتراضية. يمكن للمستخدمين إنشاء، تشغيل، وإيقاف الآلات الافتراضية بسهولة باستخدام هذه الأدوات.

أهمية التثبيت الشبكي للآلات الافتراضية

في الماضي، كان من الضروري استخدام وسائط مادية مثل الأقراص المضغوطة أو USB لتثبيت أنظمة التشغيل على الآلات الافتراضية. ومع ذلك، فإن التثبيت باستخدام الوسائط الشبكية يعزز من الكفاءة بشكل كبير، حيث يُمكّن المستخدم من تحميل الملفات الضرورية للتثبيت مباشرة من الشبكة.

تُستخدم وسائط تثبيت الشبكة عادةً في بيئات الخوادم والأنظمة الموزعة حيث يكون هناك العديد من الآلات الافتراضية أو الخوادم التي تحتاج إلى التثبيت أو التحديث في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، فإن التثبيت عبر الشبكة يساعد في تسريع عمليات النشر ويقلل من الحاجة إلى التفاعل اليدوي مع كل جهاز على حدة.

خطوات إنشاء آلة افتراضية في بيئة KVM باستخدام وسائط تثبيت شبكية

1. إعداد بيئة KVM

أول خطوة هي التأكد من أن بيئة KVM قد تم إعدادها بشكل صحيح على الخادم. يتطلب ذلك التأكد من أن المعالج يدعم تقنيات الافتراضية (Intel VT-x أو AMD-V) وأن وحدة المعالجة المركزية تم تفعيلها في إعدادات BIOS.

• تثبيت KVM على نظام لينكس:
  لتثبيت KVM على توزيعات لينكس الحديثة، يمكن استخدام الحزم الخاصة بالتركيب باستخدام مديري الحزم مثل apt أو yum:

  bash
  CopyEdit
  sudo apt update
  sudo apt install qemu-kvm libvirt-bin bridge-utils virt-manager
  

• التحقق من دعم المعالج للـ KVM:
  للتحقق من دعم معالجك للـ KVM، يمكنك استخدام الأمر التالي:

  bash
  CopyEdit
  egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
  

  إذا كانت النتيجة 1 أو أكثر، فهذا يعني أن معالجك يدعم تقنيات الافتراضية.

2. إعداد شبكة التثبيت

لتثبيت الآلات الافتراضية عبر الشبكة، يجب أن يكون لديك بيئة شبكة قادرة على توفير ملفات تثبيت النظام. هناك العديد من الأساليب المتاحة لتنفيذ ذلك مثل استخدام بروتوكولات مثل PXE (Preboot Execution Environment).

• إعداد خادم PXE:
  يجب إعداد خادم PXE في الشبكة لتحميل ملفات التثبيت عبر الشبكة. يمكن تثبيت خادم PXE باستخدام الحزمة dnsmasq التي تدير DHCP و TFTP بشكل متكامل.

  أولاً، قم بتثبيت الحزمة على الخادم الذي سيتم استخدامه كخادم PXE:

  bash
  CopyEdit
  sudo apt install dnsmasq
  

  بعد ذلك، يمكن تكوين خادم PXE لتقديم ملفات التثبيت إلى الآلات الافتراضية باستخدام ملف إعدادات dnsmasq الذي يتضمن تكوينات لـ DHCP و TFTP.

  تأكد من أن ملفات تثبيت النظام متاحة في مجلد الـ TFTP لكي يمكن تحميلها من الآلات الافتراضية.

3. إنشاء الآلات الافتراضية

بعد إعداد البيئة المطلوبة، يمكن الآن إنشاء الآلات الافتراضية باستخدام أدوات مثل virt-manager أو virt-install. هذا يمكن أن يتم عبر واجهة رسومية أو عبر سطر الأوامر.

• استخدام سطر الأوامر (virt-install):
  لإنشاء آلة افتراضية باستخدام سطر الأوامر، يمكن تنفيذ الأمر التالي:

  bash
  CopyEdit
  sudo virt-install --name vm1 --ram 2048 --vcpus 2 --disk path=/var/lib/libvirt/images/vm1.img,size=20 --network network=default --os-type linux --os-variant ubuntu20.04 --cdrom /path/to/ubuntu.iso
  

  في هذه الحالة، يشير الأمر إلى استخدام صورة التثبيت من ملف ISO موجود في المسار المحدد، ولكن إذا كنت تريد استخدام التثبيت عبر الشبكة، يمكن تحديد الـ PXE كطريقة التثبيت:

  bash
  CopyEdit
  sudo virt-install --name vm1 --ram 2048 --vcpus 2 --network network=default --pxe
  

4. التفاعل مع الآلة الافتراضية أثناء التثبيت

بعد بدء تثبيت الآلة الافتراضية باستخدام PXE، ستبدأ الآلة في تحميل ملفات التثبيت عبر الشبكة. يتم التفاعل مع عملية التثبيت بشكل مشابه لتثبيت النظام على جهاز مادي. باستخدام واجهات مثل virt-manager أو عبر وحدة التحكم الخاصة بـ KVM، يمكنك مراقبة تقدم عملية التثبيت والتفاعل مع المثبت باستخدام واجهة المستخدم.

• استخدام Virt-Manager:
  يوفر virt-manager واجهة رسومية حيث يمكن متابعة عملية التثبيت. عند إنشاء آلة افتراضية جديدة، يمكنك تحديد خيار “تثبيت من الشبكة” أو تفعيل PXE لتحميل ملف التثبيت من خادم الشبكة.

5. إعداد نظام التشغيل بعد التثبيت

بعد أن يتم تثبيت النظام على الآلة الافتراضية عبر الشبكة، يمكنك البدء في إعداد النظام كما لو كان جهازًا حقيقيًا. يشمل ذلك تثبيت التحديثات، إضافة الحزم الضرورية، وتخصيص البيئة بما يتناسب مع احتياجاتك.

مميزات استخدام وسائط تثبيت شبكية في KVM

1. توفير الوقت والموارد: يسمح التثبيت عبر الشبكة بتوفير الوقت والموارد من خلال الحد من الحاجة إلى وسائط مادية. هذا يُعتبر مفيدًا جدًا في البيئات الكبيرة حيث يتم تثبيت العديد من الأنظمة.

2. إدارة مركزية: يمكن إدارة جميع عمليات التثبيت عن بُعد من خادم مركزي، مما يسهل صيانة الأنظمة الموزعة.

3. تقليل التكاليف: يقلل من الحاجة إلى مكونات مادية إضافية مثل الأقراص المدمجة أو USB، مما يساهم في تقليل التكاليف الإجمالية.

4. المرونة: يتيح تثبيت الأنظمة التشغيلية من مصادر مختلفة عبر الشبكة، مما يوفر مرونة أكبر في تحديد مصدر التثبيت.

5. سهولة التحديث: يتم تحديث الأنظمة عبر الشبكة بسهولة أكبر، حيث يمكن نشر التحديثات على جميع الآلات الافتراضية من الخادم المركزي.

الخلاصة

تعتبر تقنية KVM واحدة من أقوى حلول المحاكاة الافتراضية المتاحة في بيئات لينكس، واستخدام وسائط تثبيت الشبكة يعزز من قدرة هذه التقنية على تقديم حلول أكثر كفاءة ومرونة. من خلال إعداد خوادم PXE وتوفير بيئة شبكية للتثبيت، يمكن للمستخدمين تحسين كفاءة عمليات التثبيت والنشر على الآلات الافتراضية بشكل كبير. هذه العمليات تسهم في تقليل التكاليف وتحسين أداء الشبكة والأنظمة بشكل عام.