KVM-Entwickler: "Paravirtualisierung ist tot"

Neue Prozessortechniken machen Änderungen am Kernel überflüssig

Der Entwickler der Linux-Virtualisierungslösung KVM ist der Meinung, dass Paravirtualisierung überholt ist. Die Technik, bei der es nötig ist, den Kernel des Gastsystems zu ändern, soll dank moderner Prozessoren nicht mehr lange zum Einsatz kommen.

Durch Änderungen am Kernel des Gastes "weiß" ein paravirtualisiertes System, dass es nur in einer virtuellen Maschine läuft. Dadurch kann vor allem eine höhere Leistung erzielt werden als mit unmodifizierten Gästen - oder konnte, wenn man Avi Kivity glaubt. Der KVM-Entwickler (Kernel-based Virtual Machine) schreibt in seinem Blog, Paravirtualisierung sei tot.

Seine Aussage relativiert er allerdings auch gleich wieder: Die I/O-Gerätevirtualisierung sei sicher der beste Weg, um in virtuellen Maschinen eine gute I/O-Leistung zu erzielen. Hierfür werden spezielle Treiber verwendet, beispielsweise für Netzwerkkarten, um einen höheren Durchsatz zu erzielen. Doch die MMU-Paravirtualisierung werde verschwinden, bei der das Gastsystem geändert wird, um mit der Speicherverwaltung des Hypervisors zusammenzuarbeiten, so Kivity.

Neue Prozessortechniken wären mindestens genauso schnell oder gar schneller als Paravirtualisierung. Zudem sei es langsamer, alles mit dem Hypervisor auszumachen, als die Hardware transparent alles übernehmen zu lassen. Kivity spricht dabei AMDs "Rapid Virtualization Indexing" (RVI, früher "Nested Page Tables") und Intels "Extended Page Tables" (EPT) an. Damit bekommt eine virtuelle Maschine ihren eigenen Adressraum im Speicher und kann diesen selbst verwalten.

Das im Linux-Kernel integrierte KVM könnte RVI bereits mit dem Kernel 2.6.26 unterstützen. Erste Nehalem-Prozessoren mit EPT hingegen werden wohl erst 2009 verfügbar sein. Laut Kivity ist die Unterstützung für Paravirtualisierung in KVM so aufgebaut, dass sich einzelne Teile deaktivieren lassen. Sofern RVI vorhanden ist, soll dies automatisch genutzt werden, anstatt MMU-Paravirtualisierung zu verwenden.

Die Paravirtualisierung erhielt vor allem Aufwind durch Xen, den freien Hypervisor, der bisherigen Virtualisierungslösungen in erste Linie in Sachen Geschwindigkeit überlegen sein sollte. Doch durch die immer mehr zunehmende Verbreitung von Virtualisierungstechniken im Prozessor müssen Gastsysteme nicht mehr prinzipiell geändert werden - erst so lassen sich auch proprietäre Betriebssysteme virtualisieren. Kivity steht dabei mit seiner Meinung nicht alleine da. VMwares Chef-Forscher und Mitbegründer Dr. Mendel Rosenblum ließ in einem Pressegespräch auf der VMworld Europe 2008 ebenfalls durchblicken, dass Paravirtualisierung seiner Ansicht nach durch die neuen Hardware-Techniken in Zukunft keine Rolle mehr spielen werde.