QEMU مقابل KVM: استعراض عملاقَي الافتراضية

قبل الخوض في أساسيات QEMU مقابل KVM ونقاطهما الرئيسية، لنبدأ بسؤال يراودك على الأرجح: ما أهمية برامج المحاكاة الافتراضية؟

إجابة مباشرة دون تعقيد تقني: إنها توفر إدارة تقنية المعلومات وتنفيذها على مستوى عالٍ.

برامج المحاكاة الافتراضية في أوج انتشارها الآن، وهناك سبب وجيه لذلك. سواء كنت متداولاً أو مطوراً أو صاحب عمل أو مهتماً بالألعاب، فإن تقنية المحاكاة الافتراضية قد تكون حليفك الأقوى. إن كنت تسعى إلى تحسين مرونة تقنية المعلومات وكفاءتها بتكلفة معقولة، اقرأ هذا المقال عن QEMU مقابل KVM حتى النهاية، وترقّب عرضنا الخاص على VPS، فهو يستحق الاهتمام.  

ما هو Hypervisor؟

قبل الحديث عن ماهية KVM وماهية QEMU، لا بد من توضيح مفهوم برنامج مراقبة الافتراضية (Hypervisor). برنامج مراقبة الافتراضية هو آلية تقنية تفصل بين مكونات عتاد المضيف ونظام تشغيل الحاسوب. 

ثمة نوعان من برامج مراقبة الافتراضية يعملان بطريقة مختلفة. النوع الأول، المعروف بالـ Bare-Metal Hypervisor، ينفّذ الأوامر مباشرةً على عتاد المضيف. أما النوع الثاني، المعروف بالـ Hosted Hypervisor، فيُنشئ بيئات افتراضية على أجهزة متعددة مع عمله فوق نظام تشغيل تقليدي. 

ما هو QEMU؟

QEMU اختصار لـ محاكي سريع وهو برنامج افتراضية مفتوح المصدر يستطيع محاكاة CPUs والعتاد. بعبارة أخرى، يمكنك استخدام QEMU لتشغيل أنظمة التشغيل والتطبيقات غير المتوافقة مع منصة عتاد نظام التشغيل المضيف لديك. باختصار، QEMU هو أداة لافتراضية العتاد قادرة على تحسين أداء آلتك الافتراضية. فعلى سبيل المثال، إن كان لديك حاسوب Linux مبني على معمارية x86، يمكن لـ QEMU مساعدتك على تشغيل برامج ARM (غير المتوافقة مع عتادك الذي يعتمد معمارية x86). 

بما أن QEMU يحاكي نظامًا كاملًا، يمكنك استخدامه لتشغيل أنظمة تشغيل مختلفة دون الحاجة إلى إعادة تشغيل حاسوبك. وللإشارة السريعة إلى أبرز الفوارق بين QEMU وKVM، يعمل QEMU على كلٍّ من Windows وLinux، بينما يعمل KVM فقط على نظام التشغيل المضيف المبني على Linux. 

ما هو KVM؟

KVM اختصار لـ الآلة الافتراضية المعتمدة على النواة (KVM) وهو يحوّل نظام Linux لديك إلى برنامج مراقبة افتراضية من النوع الأول (Bare-Metal). يتيح لك KVM إنشاء بيئات افتراضية معزولة، وبما أنه مدمج في كود نواة Linux، فإنه يتمتع بجميع ميزات تلك النواة. للاستفادة القصوى من KVM، نفّذه على توزيعة Linux مدعومة، كـ Ubuntu أو CentOS.

QEMU مقابل KVM: ما الفرق الرئيسي بينهما؟

عند المقارنة بين KVM وQEMU، من المهم أن تعرف أن KVM يعمل كطبقة حماية خارجية تراقب تنفيذ QEMU وتضمن الحفاظ على أعلى مستويات الأداء. لكن كيف يُحسّن KVM الأداء؟ تخيّل أنك قسّمت CPU لإنشاء CPU افتراضي لبيئتك الافتراضية. من خلال توفير مدعومة بالأجهزة المحاكاة الافتراضية، يتيح KVM عملية ربط بين vCPU وCPU الفعلي. هذا وبهذه الطريقة، تُنفَّذ جميع المهام الموكلة إلى vCPU على شريحة صغيرة من CPU المادي. يعمل KVM كوحدة نواة Linux، وهذا ما يمكّنه من تقديم محاكاة افتراضية مدعومة بالأجهزة دون التأثير على الأداء. 

على الرغم من أن هذه الأدوات متشابهة إلى حد بعيد في النتيجة النهائية، فإن اختيار أحدهما على المدى البعيد يستلزم التعرف على ميزاتهما الفريدة، وهنا يأتي دور جدول المقارنة الشامل. 

KVM هو hypervisor من النوع الأول، بينما QEMU هو hypervisor من النوع الثاني. هذا هو الفارق الجوهري بين QEMU وKVM، لكن إن كنت تريد اختيار أحدهما على المدى البعيد، فأنت بحاجة إلى معرفة ميزاتهما الفريدة، وهنا يأتي دور جدول المقارنة الشامل. 

اقرأ

KVM مقابل OpenVZ في ٢٠٢٢: أيهما الأفضل في الافتراضية؟

QEMU مقابل KVM؛ جدول المقارنة الشامل لعام 2022

أفضل طريقة للاختيار بين QEMU وKVM هي دراسة كل منهما على حدة. غير أن KVM، بوصفه hypervisor من النوع الأول، يستطيع أن يعمل كحل افتراضي مستقل بالكامل، مما قد يجعله الخيار الأنسب. أما QEMU، فيُنفّذ جميع الأوامر باستقلالية تامة عن الأجهزة، مما يعني أنه يُترجم باستمرار بين المعالجات، وينعكس ذلك سلباً على الأداء. لكن عند تفعيل KVM واستخدامه مع QEMU، يتحسن أداء البيئة الافتراضية بشكل ملحوظ. 

لفهم الفوارق بين QEMU وKVM، من الأفضل الاطلاع على المزايا التفصيلية لكل منهما.

الميزة/التقنية	QEMU	KVM
نظام التشغيل	Linux، وMicrosoft Windows، وmacOS، وبعض أنظمة UNIX الأخرى	Linux، وmacOS، وبعض أنظمة UNIX الأخرى
مفتوح المصدر ومجاني	✔	✔
يدعم صيغ متعددة لصور الأقراص	✔	✖
الترحيل المباشر	يمكن تنفيذه عبر إجراءات معقدة	✔
تشغيل عدة CPU افتراضية بالتوازي	✔	نعم، وذلك وفقاً لحدود الحِمل المسموح بها للأجهزة الافتراضية الضيفة
التكامل مع حلول VM المختلفة	نعم، بما في ذلك VirtualBox وXen-HVM وWin4Lin Pro Desktop	مقيّد بحد أقصى يبلغ ٤ أجهزة IDE (Integrated Drive Electronics) افتراضية (محاكاة) لكل جهاز افتراضي ضيف
تشغيل نسخ Docker	غير ممكن في معظم الحالات	✔
إدارة الذاكرة الديناميكية	✖	✔
دعم الأجهزة الافتراضية	محدودة	✔
واجهة مستخدم رسومية أصلية	محدودة	محدودة
Multipath I/O	مدعوم	مدعوم
إدارة الذاكرة	ذاكرة وضع المستخدم	يتضمن ميزات إدارة الذاكرة الخاصة بـ Linux
زمن استجابة منخفض	أعلى مقارنةً بـ KVM	✔
المعالجات ٣٢ بت و٦٤ بت	مدعوم	مدعوم
الحد الأدنى من RAM لتهيئة نظام التشغيل المضيف	1 GB	1 GB
مضيفو SMP	مدعوم	مدعوم
ضيوف SMP	مدعوم حتى ٢٥٥ من CPU	مدعوم حتى ١٦ من CPU

مزايا KVM مقارنةً بـ QEMU في مجال الافتراضية 

مع تصاعد الاهتمام بالأجهزة الافتراضية، يتطلع كثيرون إلى فهم الفوائد الحقيقية لبرامج المحاكاة الافتراضية، التي قد ترفع مستوى أعمالهم أو تداولهم أو تجربتهم في الألعاب وغيرها. دعونا نستعرض أبرز مزايا KVM مقابل QEMU. 

• استخدام موارد الأجهزة على المستوى البرمجي

بما أن الأجهزة الافتراضية تستخدم الموارد المادية في معظم الحالات، يمكن لنظام التشغيل الضيف الوصول إلى الأجهزة المادية كذاكرة المضيف و CPU ومساحة التخزين، واستخدامها بحرية وكفاءة أعلى. 

• التحكم في الإعدادات 

يمكنك تهيئة الأجهزة الافتراضية مباشرةً من المضيف، مما يمنحك تحكمًا برمجيًا كاملًا في عملية الإعداد. 

• استقرار نظام التشغيل المضيف وأمانه

تعمل النوى الافتراضية بمعزل عن نظام التشغيل المضيف. ولأن نظام التشغيل الضيف يعتمد على هذه النوى الافتراضية، يظل نظام التشغيل المضيف محميًا من أي أعطال قد يتعرض لها الضيف. 

• موفّر للتكاليف 

الخوادم المادية مكلفة للغاية، ولا يمكنك المجازفة بميزانيتك كاملةً لتكتشف لاحقًا أن برامج المحاكاة الافتراضية كانت الخيار الأفضل بكثير. أكبر ميزة للأجهزة الافتراضية أنها تُلغي تكاليف الصيانة التي لا مفر منها حتى مع أفضل الخوادم المادية.

• مجاني ومفتوح المصدر

يُعدّ استخدام البرامج مفتوحة المصدر ميزةً كبيرة لتحسين أنظمة الاتصالات، وإدارة المخزون والمحاسبة، وتطبيقات الإنتاجية الشخصية، وإدارة جهات الاتصال، وأنظمة التشغيل. تُقدّم هذه البرامج فوائد عديدة، منها: خفض تكاليف الأجهزة، وتوحيد الإدارة، وتبسيط إدارة التراخيص، إضافةً إلى مزايا أخرى كثيرة. 

اقرأ

بدائل VMware: دليل تقني لمنافسيها والخيارات مفتوحة المصدر

KVM أم QEMU، متى تختار أيًّا منهما؟ 

رغم أننا تناولنا في هذا المقال الإمكانات الكبيرة لاستخدام KVM وQEMU معًا، تجدر الإشارة إلى أن لكل أداة منهما غرضها المحدد. يُعدّ اختيار KVM قرارًا موفقًا حين تحتاج إلى تشغيل عدة أجهزة افتراضية على خادم فعلي واحد، إذ يتيح لك الاستفادة من عمل هذه الأجهزة بالتوازي مع الحفاظ على مستوى أداء مرتفع. 

أما QEMU فهو محاكي آلات قادر على محاكاة معماريات أجهزة متنوعة وتشغيل أنظمة تشغيل ضيفة تختلف عن معمارية المضيف. لذا يمكن استخدامه أداةً مستقلة لمحاكاة الأنظمة.

استضافة KVM/QEMU VPS؛ الحل لجميع مشكلات الأمان والأداء لديك

يُفضي توظيف تقنية KVM في بناء الخوادم الافتراضية إلى خوادم VPS تتفوق على أي خدمة مماثلة من حيث الأداء. بوصفها أكثر أساليب الافتراضية كفاءةً، تندمج KVM مع بنية الخادم التحتية بسلاسة، مُقدِّمةً استثنائيًا أداءً ووظائف متميزة. 

على صعيد الأمان، تستثمر KVM الافتراضية بالكامل لعزل الجهاز الافتراضي بصورة أكبر، مما يمنحك حمايةً مدمجةً دون الحاجة إلى إعدادات إضافية. 

في Cloudzy، اخترنا KVM أسلوبَ الافتراضية الأساسي لتعزيز أداء خوادمنا وحمايتها. وعلى ذلك، أضفنا طبقةً أمنيةً إضافيةً لا يمكن اختراقها: حماية DDoS. بعبارة مباشرة، خوادم KVM VPS لدينا محمية بمستويين. ومن أبرز الميزات الأخرى التي نوفرها على خطط KVM VPS: نظام تشغيل مُثبَّت مسبقًا، وصول كامل بصلاحيات المسؤول والجذر، ضمان استرداد المال خلال 14 يومًا، وقت تشغيل بنسبة 99.95%، ودعم على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. إن كنت تبحث عن خادم يجمع بين الأمان العالي والأداء القوي، اطّلع على KVM VPS خططنا.

خاتمة

ثمة عوامل عديدة تدخل في الحسبان عند البت في الاستثمار ببرامج الافتراضية، لا سيما حين تكون المقارنة محتدمة كمقارنة KVM بـQEMU. غير أن الأهم هو اختيار البرنامج الذي يلائم احتياجاتك بالدرجة الأولى. نوصي باستخدام كل من KVM وQEMU للحصول على جميع المزايا في حزمة واحدة، لكن إن أجبرك ميزانيتك الحالية على الاختيار بينهما، فإن KVM يوفر تجربة افتراضية قوية بمفرده. 

يمكنك الاستفادة من عرض VPS الخاص لدينا والحصول على جميع مزايا KVM بأفضل سعر ممكن. قرار واحد ذكي قد يضعك خطواتٍ كثيرةً للأمام، ومع خدمات VPS الموفرة لدينا، يمكنك تجربة الأجهزة الافتراضية على مستوى مختلف تمامًا. 

الأسئلة الشائعة

KVM مقابل QEMU؛ أيهما أسرع؟

KVM أسرع، لكن السرعة ليست المعيار الوحيد الذي ينبغي أخذه بعين الاعتبار. يجمع حل الافتراضية المثالي بين السرعة والأمان والموثوقية والكفاءة من حيث التكلفة. إن كنت تبحث عن الحزمة المثالية للأجهزة الافتراضية، فنوصي باستخدام الاثنين معًا.

هل يستلزم KVM وجود QEMU؟

KVM حل افتراضية كامل قائم على Linux، لذا يمكنك استخدامه بالتأكيد دون QEMU. لكن إن كنت تبحث عن hypervisor قوي من النوع الأول يوفر أداءً واستقرارًا أفضل، فإن استخدام KVM وQEMU معًا هو الخيار الأمثل. 

ما أنظمة التشغيل التي يمكن استخدامها مع KVM؟

إلى جانب Linux، يدعم KVM أنظمة تشغيل شائعة عديدة، منها: BSD وSolaris وWindows وHaiku وReactOS وPlan 9 وAROS Research Operating System وmacOS. تجدر الإشارة إلى أنه يمكنك تثبيت Windows كنظام تشغيل ضيف على KVM.

هل يعمل QEMU بدون KVM؟

نعم. KVM وQEMU مستقلان تمامًا عن بعضهما. غير أنك إن استخدمت KVM لتشغيل QEMU، فلن تقلق بشأن إخفاقات التنفيذ على CPU المضيف.

هل QEMU برنامج مراقبة افتراضية (Hypervisor)؟

QEMU هو hypervisor من النوع الثاني (hypervisor مُضاف) يمكنه إنشاء بيئات افتراضية متعددة مع محاكاة مكوّنات الأجهزة الأساسية كبطاقات الفيديو، ووحدات التحكم في الأقراص، وبطاقات الشبكة، وغيرها.

هل QEMU آمن؟

ينفّذ QEMU الأوامر الصادرة من CPU الضيف، مما يجعله عُرضةً للهجمات الخبيثة. لذا إن أردت اتخاذ احتياطات أمنية، احرص على تشغيل QEMU في بيئة مقيّدة لا يصل فيها إلا إلى الموارد الضرورية لتشغيل الجهاز الافتراضي.