Нужен ли еще один гипервизор?

Вступление

В настоящее время только глухой и слепой IT-шник спустившийся с гор может не знать про виртуализацию, ну а рядовые юзеры могут пользоваться ей даже сами об этом не ведая. Сейчас в этом секторе рынка предлагается множество решений на любой вкус и цвет и под разные задачи — свободные и проприетарные, с разными технологическими подходами (эмуляция, паравиртуализация, полная виртуализациия), ориентированные на серверы или десктопы и работающие под разным окружением (OS-hosted и bare-metal).
Вот о последнем различии я и хотел поговорить. Насколько я понимаю, оно заключается в использовании на хосте ОС общего назначения либо специализированной системы, заточенной под работу именно в качестве ОС для гипервизора. Самый типичный пример такого продукта — VMware ESX(i), который использует переработанный RHEL. С точки зрения производительности и удобства управления это лидирующий продукт (адепты Xen's CLI, без флейма!), вот только использовать его на десктопе не получится вследствие его привязанности к серверным платформам (поддерживает в основном серверное железо, работать с гостевыми ОС можно только удаленно).

А вот если бы...

Я посмотрел презентацию Splashtop (см. также Phoenix HyperSpace) и обратил внимание на одну деталь — эта встроенная ОС поддерживает запуск и одновременную работу с несколькими гостевыми ОС «из коробки». Если все эти медиаплейеры, скайпы и прочие огнелисы из нее выбросить, то в остатке получается desktop-oriented bare-metal hypervisor!
Такая концепция «супер-BIOS'а» с необходимым минимумом софта + что-то похожее на VirtualBox мне кажется весьма привлекательной, будь она реализована в виде оптимизированного под это дело GNU/Linux-дистрибутива с полной поддержкой современного железа и некоторым количеством базовых virtual appliances (даже не знаю как адекватно перевести этот термин). К большому сожалению Splashtop — продукт закрытый и переделать его нет никакой возможности :(

Кому и зачем это надо?

Мне, для интереса. :)) Если серьезно, то я могу предположить востребованность такого продукта следующими группами пользователей:

• Админами, в гетерогенных Linux/BSD/Windows сетях;
• Разработчиками, что пишут кросс-платформенное ПО;
• Игрунами, для которых белый свет не мил без HoMM, Fallout и прочих сталкеров;
• Линуксоидами, взалкавшими насущного (Adobe CS, AutoCAD, FineReader etc...);
• Виндузятниками, желающими странного (OSS).

Идея

Состоит в создании десктоп-ориентированного юзер-френдли гипервизора со следующими параметрами:

1. Использование в качестве хостовой ОС модифицированного Archlinux или LFS и свободной системы виртуализации
2. Поддержка обычного десктопного железа
3. Минимальное количество необходимых компонентов хостовой ОС
4. Минимизация использования ресурсов хостовой ОС
5. Использование быстрого и максимально облегченного WM
6. Настройка и упрвление гипервизором и гостями через GUI
7. Экспорт/импорт гостевых ОС по сети или на внешние носители
8. Динамическое распределение и расшаривание дискового пространства между гостевыми ОС
9. Включение в дистрибутив преднастроенных гостевых ОС (a.k.a. virtual appliances)
10. Возможность использования ОС семейства Windows в качестве гостевой системы (с поддержкой аппаратного ускорения Direct3D/OpenGL)*

Подробнее

Рассмотрим эти пункты более детально.

• Использование в качестве хостовой ОС модифицированного Archlinux или LFS и свободной системы виртуализации

Причина выбора в качестве хостовой ОС именно Арча состоит исключительно в моем субъективном ощущении простоты и «легковесности» этого дистрибутива, но может оказаться что LFS для этого подойдет лучше. Если мне кто-нибудь аргументированно докажет что для этих целей лучше заточить Debian или Gentoo — тоже будет хорошо. Далее, что касается модификации — что именно придется пилить и переделывать я пока даже не имею представления, но без этого, естественно, не обойтись. Не холивара ради, а только для пользы проекта — что использовать в качестве ядра гипервизора — Xen или VirtualBox OSE? А может взять VMware Server?..

• Поддержка обычного десктопного железа

На сегодняшний день в ядре присутствуют драйверы почти что для всего современного железа, но сложность состоит в прокидывании нестандартных PCI-устройств в гостевые системы. Что делать с веб-камерами, TV-тюнерами, WiFi/WiMAX/блютус-адаптерами, карт-ридерами, FireWire и т.п. устройствами — непонятно.

• Минимальное количество необходимых компонентов хостовой ОС

Этот пункт тесно связан с предыдущим. Если какую-либо железку не удасться виртуализовать или передать гостям то, видимо, придется добавлять в хост прикладной софт для работы с ней и это не есть гут. Идеальный вариант к которому надо стремиться — это драйверы, гипервизор, X-Server (эх, где же ты, Wayland?) + WM и GUI-утилита для настройки и управления хостом и гостями.

• Минимизация использования ресурсов хостовой ОС

Ну тут все очевидно — чем меньше лишнего будет крутиться на хосте тем привольнее будет гостям. Разумеется, тюнинг ядра и необходимых служб приветствуется.

• Использование быстрого и максимально облегченного WM

В выборе оптимального оконного менеджера я принципиальных сложностей не вижу — можно взять, к примеру, AfterStep.

• Настройка и управление гипервизором и гостями через GUI

Только пересборкой дистрибутива обойтись не удастся, очевидно что какой-то GUI front-end для управления всем хозяйством придется писать. Гуй для гипервизора — это вообще отдельная песня, надо сначала определиться с первым пунктом.

• Экспорт/импорт гостевых ОС по сети или на внешние носители

Сам по-себе экспорт/импорт виртуальных хостов представляет собой тривиальное копирование образа виртуальной машины (возможно, в сжатом виде), если бы ещё при этом был какой-то унифицированный формат образа…

• Динамическое распределение и расшаривание дискового пространства между гостевыми ОС

Эту возможность можно попробовать реализовать с помощью LVM (некоторые гипервизоры позволяют использовать динамически расширяющиеся образы дисков). Так же необходима возможность использования общих для нескольких гостей виртуальных дисков (эмулировать сетевые диски/тома с помощью хоста?).

• Включение в дистрибутив преднастроенных гостевых ОС (a.k.a. virtual appliances)

Сам по-себе «голый» гипервизор мало кому нужен, а включение в дистрибутив того же, скажем, PuppyLinux даст возможность сразу приступить к использованию системы (как минимум, скачать нужный установочный образ или virtual appliance)

• Возможность использования ОС семейства Windows в качестве гостевой системы (с поддержкой аппаратного ускорения Direct3D/OpenGL)*

На любителя. Или для игр под Windows. *Поддержка аппаратного ускорения Direct3D/OpenGL остается за разработчиком системы виртуализации (и вендоров железа).

Итак

По поводу написанного хотелось бы получить следующие комментарии:

1. "Баян" — если я изобретаю очередной «велосипед» — пожалуйста, укажите на похожий открытый проект (похожий — это такой, который ставит перед собой те же или почти те же самые цели).
2. Поправки и исправления — вполне допускаю, что в моих знаниях по этому материалу есть существенные пробелы, поэтому если Вы считаете что я где-то ошибся или использовал неправильный термин буду только рад исправить статью с Вашей помощью.
3. Концептуальные замечания — если можете, предложите более стройную или гибкую модель проекта, или помогите откалибровать акценты на задачи — как известно, самые грубые ошибки допускаются на этапе проектирования.
4. Детализация — если Вам интересен этот проект, Вы можете помочь мне сделать следующий шаг — дробление задач на простые подзадачи и составление плана разработки.
5. Технические Howto — в сообществе активных пользователей Linux каждый человек начинает с азов и постепенно но неудержимо прогрессирует в направлении эксперта/гуру/бога, так что я буду очень признателен каждому просветленному за любую техническую информацию, касающуюся способа реализации той или иной фичи этого проекта.