Power-User nutzen oft mehrere Betriebssysteme simultan in virtuellen Umgebungen. Unter Linux geht das mit Bordmitteln und freier Software besonders flott und einfach.

Moderne Rechner verfügen über mehr als genügend Ressourcen, um zwei oder mehr Betriebssysteme simultan auszuführen. Das ist etwa dann sinnvoll, wenn neben einem Allround-System als Host zusätzlich in einer virtuellen Maschine ein Gastsystem für spezielle Aufgaben läuft.

Linux-Anwendern fällt beim Stichwort virtuelle Maschine meist sofort die Software Virtualbox ein, die Oracle bereits seit einigen Jahren pflegt und weiterentwickelt [1]. Sie eignet sich durch ihre leichte Installation und auch die einfache Konfiguration der Systeme gleichermaßen für Einsteiger wie Power-User.

Weniger bekannt dagegen ist, dass Linux selbst eine ausgereifte Applikation zum Verwalten virtueller Systeme mitbringt. Das Duo KVM/Qemu bietet in Verbindung mit der grafischen Oberfläche Aqemu eine Basis für virtuelle Maschinen, die im Vergleich zu Virtualbox vor allem mit einer größeren Flexibilität und einer signifikant höheren Geschwindigkeit der virtuellen Maschine glänzt.

Funktionsweise

Seit dem bereits sehr betagten Kernel 2.6.20 hat Linux die Kernel-based Virtual Machine (KVM) implementiert, deren Pflege seit 2008 in den Händen von Red-Hat-Entwicklern liegt [2]. Hierbei handelt es sich um ein Kernel-Modul, das als Schnittstelle des Betriebssystemkerns fungiert und daher auf eine Umgebung zum Virtualisieren angewiesen ist. Auf dem Desktop eignet sich dazu Qemu [3], das in allen größeren Distributionen bereitsteht. Sie installieren die Software also in der Regel bequem per Paketverwaltung.

Um das Gespann KVM/Qemu überhaupt nutzen zu können, benötigt der Rechner aber eine CPU, die Hardware-Virtualisierung unterstützt. Nutzen Sie einen Computer mit Intel-Prozessor, dann finden Sie durch Eingabe des Befehls grep --color vmx /proc/cpuinfo heraus, ob sich der Prozessor eignet und Intel-VT unterstützt. Das Kommando hebt das Flag vmx farbig hervor, sofern vorhanden. Verfügen Sie über einen Computer mit AMD-Prozessor, lautet die Befehlsfolge analog zur oben dargestellten grep --color svm /proc/cpuinfo.

Erhalten Sie die entsprechenden Flags nicht angezeigt, obwohl die eingesetzte CPU Hardware-Virtualisierung unterstützen sollte, empfiehlt sich ein Blick in die BIOS-Einstellungen: Manche BIOS-Varianten gestatten das explizite Ein- und Ausschalten der Funktion.

Zusätzlich sollten Sie zum Einrichten des KVM/Qemu-Duos das Spice-Protokoll sowie den QXL-Grafiktreiber installieren, da das System ansonsten lediglich eine quasi antike Cirrus-Grafikkarte emuliert, die auf hochauflösenden Monitoren keine brauchbare Bildschirmausgabe erlaubt. Beide Komponenten befinden sich ebenfalls in den Repositories aller gängigen Distributionen.

Anschließend installieren Sie Aqemu [4], eine grafische Umgebung zum Verwalten virtueller Maschinen. Die Software basiert auf den Qt-Bibliotheken und orientiert sich optisch stark an Oracles Virtualbox. Das erleichtert speziell Umsteigern den Einstieg erheblich. Sie finden das Programm in aller Regel ebenfalls in den Repositories, sodass Sie es samt Abhängigkeiten über die Paketverwaltung einrichten können. Zusätzlich steht die Applikation bei Sourceforge zum Download bereit [5].

Erste Schritte

Beim ersten Start von Aqemu öffnet sich zunächst ein Dialog, der Ihnen beim Einrichten hilft. Unter anderem gehört dazu, dass Sie hier die Sprache für die Oberfläche umstellen. Es empfiehlt sich jedoch, die voreingestellte Sprache Englisch beizubehalten, da es für die in Russland entwickelte Applikation noch keine deutsche Lokalisierung gibt und daher ansonsten ein englisch-kyrillisches Kauderwelsch in den Dialogen erscheint (Abbildung 1).

Abbildung 1: Der Assistent macht die Konfiguration der Software Aqemu zum Kinderspiel. Allerdings hapert es noch bei der Übersetzung ins Deutsche.

Im weiteren Verlauf des Einrichtens durchsucht die Software das System nach den aktiven Versionen von KVM und Qemu und zeigt diese in einer Tabelle an. Fehlt eines der beiden Pakete, müssen Sie die Installation überprüfen, da der Einsatz von virtuellen Maschinen mit Aqemu beide zwingend voraussetzt.

Nach der Konfiguration aller Parameter verzweigt die Routine ins Hauptfenster, das sehr stark an Virtualbox erinnert: Links finden Sie nach dem Anlegen der virtuellen Maschinen deren Bezeichnungen tabellarisch aufgelistet, rechts zeigt Aqemu die Einstellungen dazu in mehreren, jeweils in Registerkarten zusammengefassten Dialogen. Darüber befindet sich eine horizontale Leiste mit Schaltflächen zur schnellen Auswahl der wichtigsten Funktionen. Ein horizontal am oberen Fensterrand angeordnetes Menü mit drei Einträgen rundet die Elemente der Applikation ab.

Einstellungen

Aqemu bildet den kompletten Befehlssatz von KVM/Qemu ab und fasst ihn in den Elementen der grafischen Oberfläche zusammen. Entsprechend umfangreich fallen die Dialoge zum Einstellen der Parameter aus. Sie finden diese im Menü File in den Untermenüs General Settings und Advanced Settings. Hier legen Sie in den grundlegenden Einstellungen den Pfad für die virtuellen Maschinen und einige Optionen zum Erscheinungsbild des Programms fest.

Außerdem definieren Sie hier bei Bedarf die Standardvorlage. Sie liefert später in den einzelnen Dialogen zum Anlegen einer virtuellen Maschine die Vorgaben, die Sie jedoch nachträglich anpassen dürfen. Als Interface Language: dient Englisch, was Sie als deutschsprachiger Nutzer wegen der unvollständigen Lokalisierung auch nicht ändern sollten.

Im Menü Advanced Settings treffen Sie verschiedene Einstellungen zur Hardware-Emulation und geben den Pfad zu den Log-Dateien vor. Im Reiter Information in Info Tab aktivieren Sie bei Bedarf weitere Optionen für die Anzeige. Diese erscheinen im Hauptfenster gleich im ersten Reiter (Abbildung 2). Neben hardwarespezifischen Details umfassen die Optionen auch Befehlsparameter für KVM/Qemu.

Abbildung 2: Die Dialoge mit den Optionen für die virtuellen Maschinen fallen sehr umfangreich aus, da die Software alle verfügbaren Funktionen abbildet.

VMs anlegen

Zum Anlegen einer virtuellen Maschine klicken Sie zunächst links in der Leiste mit den Schaltflächen auf jene mit dem Symbol des Zauberstabs. Damit rufen Sie einen Assistenten auf, der Sie in wenigen Schritten zu einer funktionsfähigen VM leitet. Dabei entsprechen die Optionen in den Reitern des Dialogs für ein einfaches System denen der eingestellten Vorlage.

Nach dem Beenden des Assistenten weisen Sie der neuen Maschine noch ein Medium zum Booten zu. Der Assistent hat bislang nur eine virtuelle Festplatte nach Ihren Vorgaben angelegt. Üblicherweise handelt es sich beim Boot-Medium entweder um einen optischen Datenträger oder ein ISO-Image. Im Reiter CD/DVD/Floppy aktivieren Sie das optische Laufwerk durch Aktivieren der Checkbox vor der Option CD/DVD-ROM. Im darunter befindlichen Auswahlfeld wählen Sie dann ein entsprechendes Image oder physisches Laufwerk aus.

Im Reiter General passen Sie das Tastaturlayout an. Danach starten Sie die virtuelle Maschine durch einen Klick auf Play. In einem in Größe und Auflösung angepassten zweiten Fenster startet nun das neue System. Reagiert es auffällig träge, empfiehlt es sich, nach dem Beenden der Sitzung weitere Optionen anzupassen.

Der Assistent stellt die RAM-Größe der neuen VM auf lediglich 256 MByte ein. Für viele Distributionen empfiehlt es sich also, im Reiter General per Schieberegler auf einen höheren Wert einzustellen – für ein typisches Live-Systeme etwa 2 GByte oder mehr, ausreichend realen Arbeitsspeicher vorausgesetzt. Für kompakte Distributionen wie Slitaz oder Puppy Linux genügen dagegen die 256 MByte.

Auch die Anzahl der nutzbaren Prozessorkerne beschränkt Aqemu in der Vorgabe auf lediglich einen Kern. Sofern der Host über eine moderne CPU mit aktivierter HT-Technologie verfügt, können Sie der VM im Reiter General unter Number of CPU: zwei oder mehr Kerne zuordnen.

Um ein gestartetes Live-System dauerhaft auf die virtuelle Festplatte zu befördern, stoßen Sie den Installationsprozess der jeweiligen Distribution an und wählen im Installer als Massenspeicher das entsprechende virtuelle Image aus. Den vorgesehenen Massenspeicher finden Sie im Reiter HDD des Aqemu-Fensters in aller Regel als HDA (Primary Master) angegeben, inklusive der maximalen Größe der virtuellen Festplatte. Letztere passen Sie gegebenenfalls bei ausgeschalteter VM über die Schaltfläche Format an.

Nach Abschluss der Einstellungen kontrollieren Sie die wichtigsten Details im Reiter Info noch einmal (Abbildung 3). Auf dieselbe Art und Weise legen Sie beliebig viele virtuelle Systeme an, die Aqemu anschließend jeweils links im Programmfenster untereinander auflistet.

Abbildung 3: Der Info-Reiter bietet eine kurze Systemübersicht der virtuellen Maschine.

Manuelles Anlegen

Statt via Assistent können Sie neue VMs auch von Hand anlegen. Dazu klicken Sie ganz links auf die Schaltfläche mit dem grünen Pluszeichen. Die Software fragt nun zunächst nach einem Namen für das neue System, danach geben Sie alle weiteren Einstellungen manuell in den einzelnen Reitern ein.

Dabei wirft Ihnen Aqemu jedoch einige Knüppel zwischen die Beine. So ist im Reiter General im Auswahlfeld Computer Type: zunächst eine ARM-Emulation voreingestellt. Das stellen Sie auf IBM PC 64Bit um, sodass Sie anschließend im Feld Number of CPU: die Anzahl der Prozessorkerne modifizieren können.

Im Reiter HDD sollten Sie außerdem beim Einrichten mehrerer virtueller Maschinen im Segment HDA (Primary Master) für jede Maschine ein neues Image für eine Festplatte anlegen. Aqemu übernimmt sonst ein einmal angelegtes Image einfach für neue VMs (Abbildung 4). Im Reiter CD/DVD/Floppy modifizieren Sie außerdem das Image, das beim ersten Start des virtuellen Systems zum Einsatz kommt.

Abbildung 4: Das manuelle Anlegen einer neuen virtuellen Maschine erfordert etwas Handarbeit.

Nach dem Ändern aller kritischen Einstellungen schließen Sie den Dialog durch einen Klick auf Apply. Mit einem Klick auf Play starten Sie anschließend die gewünschte VM. Aqemu passt nun die Bildschirmauflösung automatisch an. Außerdem fängt es in den meisten Fällen automatisch den Mauszeiger, sodass Sie bequem zwischen Host- und Gastsystem wechseln, ohne Tastenkombinationen zu betätigen.

Zum Beenden einer Sitzung holen Sie das Fenster von Aqemu in den Vordergrund und klicken auf Stop. In einem überlagernden Dialog fragt die Software nun, ob sie die virtuelle Maschine beenden soll. Nach einer entsprechenden Bestätigung schließt Aqemu das entsprechende Fenster.

Schnappschuss

Ähnlich wie bei RAID-Systemen und inzwischen vielen Distributionen haben Sie die Möglichkeit, Schnappschüsse einer virtuellen Maschine anzufertigen. Ein solcher Snapshot konserviert einen definierten Zustand der VM, der es erlaubt, bei Problemen den ursprünglichen Zustand zu rekonstruieren.

Achten Sie darauf, dass beim Anlegen eines Snapshots die betreffende virtuelle Maschine läuft. Dann wählen Sie im Hauptfenster im Menü VM die Option Manage Snapshots. Im folgenden Dialog klicken Sie auf + Create und geben dann einen Namen und optional eine Kurzbeschreibung für den Snapshot ein. Nach einem abschließenden Klick auf OK legt die Aqemu den Schnappschuss an.

Im selben Fenster sehen Sie im Bereich Snapshot List: die vorhandenen Schnappschüsse und aktivieren bei Bedarf einen davon über Start.

Konvertieren

Aqemu beherrscht das Konvertieren vorhandener Images in andere Formate. Dazu öffnen Sie im Menü File den Dialog Convert HDD Image und wählen die Quelldatei aus. Danach geben Sie einen Namen für die neue Datei ein und legen im Feld Format: fest, für welche Software das Image bestimmt ist. Auf diese Weise legen Sie etwa Images für Virtualbox an (Abbildung 5).

Abbildung 5: Bei Bedarf überführen Sie Images ins passende Format für Virtualbox.

Nach einem Klick auf Convert beginnt die Software mit der Arbeit. Beachten Sie, dass Sie unabhängig vom gewählten Format dem Dateinamen die passende Extension geben müssen, damit andere virtuelle Umgebungen die Datei problemlos akzeptieren (Abbildung 6).

Abbildung 6: Ein via Aqemu konvertiertes Image läuft problemlos in VirtualBox.

Protokollarisches

Aqemu bietet wie andere virtuelle Umgebungen eine Log-Funktion, die vor allem bei Problemen weiterhilft. Sie finden die Protokolle im Hauptfenster im Menü VM. Hier sehen Sie über Show QEMU/KVM Error Log Window das Protokoll ein oder lassen sich über Show QEMU/KVM Arguments die Parameter der aktuell markierten virtuellen Maschine anzeigen.

Fazit

Das Trio KVM/Qemu/Aqemu hängt Virtualbox auf Desktop-Systemen in Bezug auf die Funktionen locker ab. Dank der grafischen Oberfläche eignet sich die in Linux integrierte freie Software endlich für Endanwender, die nicht erst stundenlang Kommandozeilenparameter erlernen wollen, um die virtuellen Möglichkeiten von KVM/Qemu zu nutzen.

Dabei gibt sich das freie Programm wesentlich flexibler als das Pendant von Oracle: So dürfen Sie nicht nur fremde Hardware-Architekturen wie ARM oder gar Sparc nutzen, sondern erzielen durch den verminderten Overhead eine deutlich bessere Performance der Gastsysteme. Die noch unzureichende deutsche Lokalisierung von Aqemu stellt das einzige Manko der grafischen Oberfläche dar, dürfte aber selbst Anwender mit nur rudimentären Englisch-Kenntnissen beim Bedienen der Software kaum vor Probleme stellen.