KVM虛擬化是什么

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KVM虛擬化簡(jiǎn)介

1、虛擬化分為：全虛擬化和半虛擬化，需要CPU的支持。

2、全虛擬化：不需要做任何配置，讓用戶(hù)覺(jué)得就是一臺真實(shí)的

3、半虛擬機化：需要用戶(hù)配置，有點(diǎn)麻煩。

4、KVM 僅僅是 Linux 內核的一個(gè)模塊。管理和創(chuàng )建完整的 KVM 虛擬機，需要更多的輔助工具。

5、與Xen相比較，KVM就簡(jiǎn)化的多了。它不需要重新編譯內核，也不需要對當前kernel做任何修改，它只是幾個(gè)可以動(dòng)態(tài)加載的.ko模塊。它結構更加精簡(jiǎn)、代碼量更小。所以，出錯的可能性更小。并且在某些方面，性能比Xen更勝一籌。

6、/etc/libvirt/qemu目錄，存放虛擬機的配置文件。

7、kvm的備份：拷貝/etc/libvirt/qemu目錄下的xml配置文件，以及xml中設置的img文件。

8、kvm的還原：進(jìn)入virsh，執行define 目錄下的xml文件路徑，且確保鏡像文件的存在。

virsh # define /etc/libvirt/qemu/winxp.xml

9、KVM允許客戶(hù)機過(guò)載使用（over-commit）物理資源，即給客戶(hù)機分配的CPU和內存數量多于物理上實(shí)際存在的資源。

10、CPU的過(guò)載使用，是讓一個(gè)或多個(gè)客戶(hù)機使用vCPU的總數量超過(guò)實(shí)際擁有的物理CPU數量，QEMU會(huì )啟動(dòng)更多的線(xiàn)程來(lái)為客戶(hù)機提供服務(wù)，這些線(xiàn)程也是被Linux內核調度運行在物理CPU硬件上。

11、最推薦的做法是對多個(gè)單CPU的客戶(hù)機使用over-commit，比如：在擁有4個(gè)邏輯CPU的宿主機中，同時(shí)運行多于4個(gè)（如8個(gè)、16個(gè)）客戶(hù)機，其中每個(gè)客戶(hù)機都被分配一個(gè)vCPU。這時(shí)，如果每個(gè)宿主機的負載不很大的情況下，宿主機Linux對每個(gè)客戶(hù)機的調度是非常有效的，這樣的過(guò)載使用并不會(huì )帶來(lái)客戶(hù)機中的性能損失。

12、最不推薦的做法是讓某一個(gè)客戶(hù)機的vCPU數量超過(guò)物理CPU數量。比如，在擁有4個(gè)邏輯CPU的宿主機中，同時(shí)運行一個(gè)或多個(gè)客戶(hù)機，其中每個(gè)客戶(hù)機的vCPU數量多于4個(gè)（如16個(gè)）。這樣的使用方法會(huì )帶來(lái)比較明顯的性能下降，其性能反而不如將客戶(hù)機分配2個(gè)（或4個(gè)）vCPU，而且如果客戶(hù)機中負載過(guò)重時(shí)，可能會(huì )讓整個(gè)系統運行不穩定。不過(guò)，在并非100%滿(mǎn)負載的情況下，一個(gè)（或多個(gè)）有4個(gè)vCPU的客戶(hù)機運行在擁有4個(gè)邏輯CPU的宿主機中并不會(huì )帶來(lái)明顯的性能損失。

13、總的來(lái)說(shuō)，KVM允許CPU的過(guò)載使用，但是并不推薦在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境（特別是負載較重的環(huán)境）中過(guò)載使用CPU。在生產(chǎn)環(huán)境中過(guò)載使用CPU，有必要在部署前進(jìn)行嚴格的性能和穩定性測試。

14、KVM中內存也是允許過(guò)載使用（over-commit）的，KVM能夠讓分配給客戶(hù)機的內存總數大于實(shí)際可用的物理內存總數。

15、一般來(lái)說(shuō)，有如下三種方式來(lái)實(shí)現內存的過(guò)載使用：

（1）內存交換（swapping）：用交換空間（swap space）來(lái)彌補內存的不足。

（2）氣球（ballooning）：通過(guò)virio_balloon驅動(dòng)來(lái)實(shí)現宿主機Hypervisor和客戶(hù)機之間的協(xié)作來(lái)完成。

（3）頁(yè)共享（page sharing）：通過(guò)KSM（Kernel Samepage Merging）合并多個(gè)客戶(hù)機進(jìn)程使用的相同內存頁(yè)。

其中，第一種內存交換的方式是最成熟的（Linux中很早就開(kāi)始應用），但不推薦使用虛擬內存swap。

16、KVM（模塊）：

     modprobe 命令加載 KVM 模塊，如果用 RPM 安裝 KVM 軟件包，系統會(huì )在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載模塊。加載了模塊后，才能進(jìn)一步通過(guò)其他工具創(chuàng )建虛擬機。但僅有 KVM 模塊是遠遠不夠的，因為用戶(hù)無(wú)法直接控制內核模塊去做事情，還必須有一個(gè)用戶(hù)空間的工具。

17、QEMU （管理工具）：

    QEMU 是一個(gè)強大的虛擬化軟件，它可以虛擬不同的 CPU 構架。比如說(shuō)在 x86 的 CPU 上虛擬一個(gè) Power 的 CPU，并利用它編譯出可運行在 Power 上的程序。

18、QEMU-KVM （管理工具）：

KVM 使用了 QEMU 的基于 x86 的部分，并稍加改造，形成可控制 KVM 內核模塊的用戶(hù)空間工具 QEMU-KVM。所以 Linux 發(fā)行版中分為 內核部分的 KVM 內核模塊和 QEMU-KVM 工具。

19、Libvirt、virsh、virt-manager（管理工具）：

    RedHat 為 KVM 開(kāi)發(fā)了更多的輔助工具，比如 libvirt、libguestfs 等。原因是 QEMU 工具效率不高，不易于使用。Libvirt 是一套提供了多種語(yǔ)言接口的 API，為各種虛擬化工具提供一套方便、可靠的編程接口，不僅支持 KVM，而且支持 Xen 等其他虛擬機。使用 libvirt，你只需要通過(guò) libvirt 提供的函數連接到 KVM 或 Xen 宿主機，便可以用同樣的命令控制不同的虛擬機了。Libvirt 不僅提供了 API，還自帶一套基于文本的管理虛擬機的命令virsh，你可以通過(guò)使用 virsh 命令來(lái)使用 libvirt 的全部功能。但最終用戶(hù)更渴望的是圖形用戶(hù)界面，這就是 virt-manager。它是一套用 python 編寫(xiě)的虛擬機管理圖形界面，用戶(hù)可以通過(guò)它直觀(guān)地操作不同的虛擬機。Virt-manager 就是利用 libvirt 的 API 實(shí)現的。

20、在 KVM 模型中，每一個(gè)虛擬機都是一個(gè)由 Linux 調度程序管理的標準進(jìn)程，你可以在用戶(hù)空間啟動(dòng)客戶(hù)機操作系統。一個(gè)普通的 Linux 進(jìn)程有兩種運行模式：內核和用戶(hù)。 KVM 增加了第三種模式：客戶(hù)模式(有自己的內核和用戶(hù)模式)。

21、內核模塊導出了一個(gè)名為 /dev/kvm 的設備，它可以啟用內核的客戶(hù)模式(除了傳統的內核模式和用戶(hù)模式)。有了 /dev/kvm 設備，VM 使自己的地址空間獨立于內核或運行著(zhù)的任何其他 VM 的地址空間。