kvm虚拟化平台(kvm虚拟化系统)

本文目录：

• 1、虚拟化技术中KVM，Xen，Qemu的区别和联系
• 2、KVM技术是什么？
• 3、Windows系统能装KVM吗？
• 4、企业级虚拟化Kvm实战
• 5、KVM网络虚拟化（二）
• 6、kvm和qemu的关系 kvm为什么没有做io虚拟化 半虚拟化和全虚拟化的区别 kvm是否在内

虚拟化技术中KVM，Xen，Qemu的区别和联系

虚拟化类型

全虚拟化（Full Virtualization)

全虚拟化也成为原始虚拟化技术，该模型使用虚拟机协调guest操作系统和原始硬件，VMM在guest操作系统和裸硬件之间用于工作协调，一些受保护指令必须由Hypervisor（虚拟机管理程序）来捕获处理。

图1 全虚拟化模型

全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟，但是性能方面不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源

半虚拟化（Para Virtualization）

半虚拟化是另一种类似于全虚拟化的技术，它使用Hypervisor分享存取底层的硬件，但是它的guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。该方法无需重新编译或引起陷阱，因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。

图2 半虚拟化模型

半虚拟化需要guest操作系统做一些修改，使guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的，但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

虚拟化技术

KVM(Kernel-based Virtual Machine)基于内核的虚拟机

KVM是集成到Linux内核的Hypervisor，是X86架构且硬件支持虚拟化技术（Intel VT或AMD-V）的Linux的全虚拟化解决方案。它是Linux的一个很小的模块，利用Linux做大量的事，如任务调度、内存管理与硬件设备交互等。

图3 kvm虚拟化平台架构

Xen

Xen 是第一类运行再裸机上的虚拟化管理程序(Hypervisor)。它支持全虚拟化和半虚拟化,Xen支持hypervisor和虚拟机互相通讯，而且提供 在所有Linux版本上的免费产品，包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server。Xen最重要的优势在于半虚拟化，此外未经修改的操作系统也可以直接在xen上运行(如Windows)，能让虚拟机有效运行而不需要仿 真，因此虚拟机能感知到hypervisor，而不需要模拟虚拟硬件，从而能实现高性能。

图4 Xen虚拟化平台架构

QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs，PearPC近似，但其具有某些后两者所不具备的特性，如高速度及跨平台的特性。经由kqemu这个开源的加速器，QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

KVM和QEMU的关系

准确来说，KVM是Linux kernel的一个模块。可以用命令modprobe去加载KVM模块。加载了模块后，才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有KVM模块是 远远不够的，因为用户无法直接控制内核模块去作事情,你还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具，kvm开发者选择了已经成型的开源虚 拟化软件 QEMU。说起来QEMU也是一个虚拟化软件。它的特点是可虚拟不同的CPU。比如说在x86的CPU上可虚拟一个Power的CPU，并可利用它编译出 可运行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并稍加改造，就成了可控制KVM的用户空间工具了。所以你会看到，官方提供的KVM下载有两 大部分(qemu和kvm)三个文件(KVM模块、QEMU工具以及二者的合集)。也就是说，你可以只升级KVM模块，也可以只升级QEMU工具。这就是 KVM和QEMU 的关系。

图5 KVM和QEMU关系

KVM技术是什么？

据我所知KVM技术是内核级虚拟化技术(Kernel-based Virtual Machine) 。

你想要使用KVM相关的软件可以使用上海贝锐家的，他们为用户提供包括：花生壳（内网穿透）、向日葵（远程控制）、蒲公英（SD-WAN组网）、域名建站等一站式的开放式互联网服务。

向日葵远程控制是公司的核心产品，他为客户提供整套支持全平台、多设备和多场景的解决方案。

蒲公英SD-WAN，他是贝锐科技为市场提供的新一代智能组网解决方案。蒲公英基于SD-WAN的智能组网方案，采用自主研发的云虚拟组网技术。

花生壳是国内内网穿透服务商，他无需公网IP、自带端口映射，能轻松穿透内网实现各类局域网应用或设备的远程连接。

2020年，贝锐科技用户量突破3000万，获得由高成资本独家领投的A轮数千万美元融资。

Windows系统能装KVM吗？

不能安装KVM。KVM是一个开源的系统虚拟化模块，使用Linux自身的调度器进行管理，所以不能安装在Windows下。

KVM的虚拟化需要硬件支持（如Intel VT技术或者AMD V技术)。是基于硬件的完全虚拟化。而Xen早期则是基于软件模拟的Para-Virtualization，新版本则是基于硬件支持的完全虚拟化。但Xen本身有自己的进程调度器，存储管理模块等，所以代码较为庞大。

扩展资料

RHEV-M是KVM管理工具，使用图形用户界面管理物理与逻辑资源。允许管理员查看并管理虚拟机及其镜像，还支持热迁移，配置高可用性集群。

作为红帽虚拟化平台的核心组件，RHEV-M管理控制台还能运行虚拟机的主机节点。可将RHEV-H hypervisor或带有虚拟化授权的R红帽企业Linux服务器配置为节点。

这两种类型的节点使用KVM作为底层的hypervisor。RHEV-H hypervisor是设置RHEV节点的默认选项，是裸机hypervisor，只包含了运行虚拟机RHEL代码的一个子集。

参考资料来源：百度百科-KVM虚拟机

企业级虚拟化Kvm实战

常用的虚拟化产品有哪些

1.Kvm（redhat）企业级

2.Vmware:

– – Vmware-workstation(windows和linux)桌面级

– -Vmware-fusion(mac)

– -Vmware-esxi(企业级别)本身就是一个操作系统。

3.hyper-v(微软）

4.Ovm（oracle公司–Windows linux） virtulbox

5.Xen（rhel6之前所有版本默认用的虚拟化产品）

虚拟化技术的分类:

我们通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化技术，通过使用控制程序（Control Program，也被称为 Virtual Machine Monitor(虚拟监控器VMM) 或 Hypervisor ，隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境（称为虚拟机）。

平台虚拟化类型

全虚拟化（Full Virtualization):

半虚拟化（Para Virtualization）:

硬件辅助虚拟化

部分虚拟化

企业级虚拟化与桌面级虚拟化的区别

从rhel6开始使用 直接把kvm的模块做成了内核的一部分

xen用在rhel6之前的企业版中 默认内核不支持，需要重新安装带xen功能的内核

KVM 针对运行在 x86 硬件上的、驻留在内核中的虚拟化基础结构。KVM 是第一个成为原生 Linux 内核（2.6.20）的一部分的 hypervisor，它是由 Avi Kivity 开发和维护的，现在归 Red Hat 所有。

这个 hypervisor 提供 x86 虚拟化，同时拥有到 PowerPC® 和 IA64 的通道。另外，KVM 最近还添加了对对称多处理（SMP）主机（和来宾）的支持，并且支持企业级特性，比如活动迁移（允许来宾操作系统在物理服务器之间迁移）。

KVM 是作为内核模块实现的，因此 Linux 只要加载该模块就会成为一个hypervisor。KVM 为支持 hypervisor 指令的硬件平台提供完整的虚拟化（比如 Intel® Virtualization Technology [Intel VT] 或 AMD Virtualization [AMD-V] 产品）。KVM 还支持准虚拟化来宾操作系统，包括 Linux 和 Windows®。

这种技术由两个组件实现。第一个是可加载的 KVM 模块，当在 Linux 内核安装该模块之后，它就可以管理虚拟化硬件，并通过 /proc 文件系统公开其功能。第二个组件用于 PC 平台模拟，它是由修改版 QEMU 提供的。QEMU 作为用户空间进程执行，并且在来宾操作系统请求方面与内核协调。

当新的操作系统在 KVM 上启动时（通过一个称为 kvm 的实用程序），它就成为宿主操作系统的一个进程，因此就可以像其他进程一样调度它。但与传统的 Linux 进程不一样，来宾操作系统被 hypervisor 标识为处于 “来宾” 模式（独立于内核和用户模式）。

每个来宾操作系统都是通过 /dev/kvm 设备映射的，它们拥有自己的虚拟地址空间，该空间映射到主机内核的物理地址空间。如前所述，KVM 使用底层硬件的虚拟化支持来提供完整的（原生）虚拟化。I/O 请求通过主机内核映射到在主机上（hypervisor）执行的 QEMU 进程。

KVM 在 Linux 环境中以主机的方式运行，不过只要底层硬件虚拟化支持，它就能够支持大量的来宾操作系统.

KVM网络虚拟化（二）

前面介绍的虚拟化技术本质上都是共享设备，带来的代价就是性能的降低，在追求性能的场景中并不适用。设备透传技术提供了虚拟机独占设备的方法，这在网卡PCI Passthrough可以将物理网卡直接交给虚拟机使用。虚拟机独占网卡，使用性能接近物理网卡。

因为PCI透传虚机要独占网卡，所以对宿主的网卡数也是有要求的。同时设备透传在虚机热迁移时还会遇到问题。

SR-IOV全称Single-Root I/O Virtualization，是一个将PCI-E设备共享给虚拟机的使用方案，多用在网络设备。SR-IOV从硬件上绕过系统和虚拟化层，使每个虚机能有单独的内存地址、中断、DMA流。

SR-IOV有两个功能模型:

kvm和qemu的关系 kvm为什么没有做io虚拟化 半虚拟化和全虚拟化的区别 kvm是否在内

不同的基于KVM的虚拟化平台，可能会采用不同的虚拟化组件，目前主流的采用QEMU-KVM组件，但在不同的产品里版本有所不同，功能也有差异，下面就几个概念进行梳理下

KVM：Kernel-Based Virtual Machine 基于内核的虚拟机，是Linux内核的一个可加载模块，通过调用Linux本身内核功能，实现对CPU的底层虚拟化和内存的虚拟化，使Linux内核成为虚拟化层，需要x86架构的，支持虚拟化功能的硬件支持（比如Intel VT，AMD-V），是一种全虚拟化架构。KVM在2007年年2月被导入Linux 2.6.20内核中。从存在形式来看，它包括两个内核模块：kvm.ko  和  kvm_intel.ko（或kvm_amd.ko），本质上，KVM是管理虚拟硬件设备的驱动，该驱动使用字符设备/dev/kvm（由KVM本身创建）作为管理接口，主要负责vCPU的创建，虚拟内存的分配，vCPU寄存器的读写以及vCPU的运行。

QEMU：是一套由Fabrice Bellard编写的模拟处理器的自由软件，它是一个完整的可以单独运行的软件，可以独立模拟出整台计算机，包括CPU，内存，IO设备，通过一个特殊的“重编译器”对特定的处理器的二进制代码进行翻译，从而具有了跨平台的通用性。QEMU有两种工作模式：系统模式，可以模拟出整个电脑系统，另一种是用户模式，可以运行不同与当前硬件平台的其他平台上的程序（比如在x86平台上运行跑在ARM平台上的程序）；其代码地址   ，有兴趣的同学可以自己去看看，目前最新的版本是2.7.0，在0.9.1及之前版本还可以使用kqemu加速器（可以理解为QEMU的一个插件，用来提高QEMU的翻译性能，支持Windows平台），但1.0以后版本就只能使用qemu-kvm（只支持Linux）进行加速了，1.3版本后QEMU和QEMU-KVM合二为一了。

QEMU-KVM：从前面对KVM内核模块的介绍知道，它只负责CPU和内存的虚拟化，加载了它以后，用户就可以进一步通过工具创建虚拟机（KVM提供接口），但仅有KVM还是不够的，用户无法直接控制内核去做事情（KVM只提供接口，怎么创建虚拟机，分配vCPU等并不在它上面进行），还必须有个运行在用户空间的工具才行，KVM的开发者选择了比较成熟的开源虚拟化软件QEMU来作为这个工具，并对其进行了修改，最后形成了QEMU-KVM。

在QEMU-KVM中，KVM运行在内核空间，QEMU运行在用户空间，实际模拟创建，管理各种虚拟硬件，QEMU将KVM整合了进来，通过/ioctl 调用 /dev/kvm，从而将CPU指令的部分交给内核模块来做，KVM实现了CPU和内存的虚拟化，但kvm不能虚拟其他硬件设备，因此qemu还有模拟IO设备（磁盘，网卡，显卡等）的作用，KVM加上QEMU后就是完整意义上的服务器虚拟化

当然，由于qemu模拟io设备效率不高的原因，现在常常采用半虚拟化的virtio方式来虚拟IO设备，另文再谈

综上所述，QEMU-KVM具有两大作用：

1.提供对cpu，内存（KVM负责），IO设备（QEMU负责）的虚拟

2.对各种虚拟设备的创建，调用进行管理（QEMU负责）

libvirt

顺带提一提libvirt，这是RedHat开始支持KVM后，大概是觉得QEMU+KVM方案中的用户空间虚拟机管理工具不太好用或者通用性不强，所以干脆搞了个libvirt出来，一个针对各种虚拟化平台的虚拟机管理的API库，一些常用的虚拟机管理工具如virsh（类似vim编辑器），virt-install，virt-manager等和云计算框架平台（如OpenStack，OpenNebula，Eucalyptus等）都在底层使用libvirt提供的应用程序接口。

libvirt主要由三个部分组成：API库，一个守护进程 libvirtd 和一个默认命令行管理工具 virsh。

总结：

目前来说，QEMU是一个独立的虚拟化解决方案，并不依赖KVM（它本身自己可以做CPU和内存的模拟，只不过效率较低），而KVM是另一套虚拟化解决方案，对CPU进行虚拟效率较高（采用了硬件辅助虚拟化），但本身不提供其他设备的虚拟化，借用了QEMU的代码进行了定制，所以KVM方案一定要依赖QEMU

即使后来RedHat后来开发了libvirt，也只能简单的认为是个虚拟机管理工具，仍然需要通过用户空间QEMU来与KVM进行交互

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