kvm半虚拟化

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一、虚拟化与云计算中KVM，Xen，Qemu的区别和联系虚拟化类型
全虚拟化(FullVirtualization)
全虚拟化也成为最初的虚拟化技术。该模型使用虚拟机来协调来宾操作系统和本机硬件。为了协调来宾操作系统和裸硬件，虚拟机管理程序必须捕获并处理一些受保护的指令。
图1全虚拟化模型
全虚拟化运行速度比硬件模拟快，但性能不如裸机，因为hypervisor需要占用一些资源
半虚拟化（ParaVirtualization）
半虚拟化是另一种类似于全虚拟化的技术。它使用虚拟机管理程序来共享对底层硬件的访问，但来宾操作系统集成了虚拟化代码。这种方法不需要重新编译或陷阱，因为操作系统本身可以很好地与虚拟进程配合使用。
图2半虚拟化模型
半虚拟化需要客户操作系统进行一些修改，使客户操作系统意识到自己处于虚拟化环境中，但半虚拟化提供的性能与到原来的操作系统。
虚拟化技术
KVM（Kernel-basedVirtualMachine）基于内核的虚拟机
KVM是集成到Linux内核中的Hypervisor，是一个X86架构针对Linux的完整虚拟化解决方案，其硬件支持虚拟化技术（IntelVT或AMD-V）。它是Linux的一个小模块，利用Linux来做很多事情，比如任务调度、内存管理、与硬件设备交互等。
图3KVM虚拟化平台架构
Xen
Xen是第一种运行在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支持虚拟机管理程序和虚拟机之间的通信，并在所有Linux版本上提供免费产品，包括RedHatEnterpriseLinux和SUSELinuxEnterpriseServer。Xen的主要优点是半虚拟化，另外，不加修改的操作系统也可以直接运行在xen上（比如Windows），这样虚拟机就可以高效运行，不需要仿真，这样虚拟机就可以去hypervisor了需求。模拟虚拟硬件，从而实现高性能。
图4Xen虚拟化平台架构
QEMU
QEMU是一套由FabriceBellard编写的模拟处理器的免费软件。它与Bochs和PearPC类似，但它具有后两者所不具备的一些特性，例如高速和跨平台能力。通过开源加速器kqemu，QEMU可以模拟接近真实计算机的速度。
KVM与QEMU的关系
准确地说，KVM是Linux
内核的一个模块。您可以使用modprobe命令加载KVM模块。加载模块后，您可以通过其他工具进一步创建虚拟机。但仅靠KVM模块是不够的，因为用户无法直接控制核心模块来做事。您还必须在用户区域中运一个工具。对于这个用户空间工具，kvm开发人员选择了已经成熟的开源虚拟化软件QEMU。说起来，QEMU也是一个虚拟化软件。它的特点是可以虚拟不同的CPU。例如，PowerCPU可以在x86CPU上虚拟化，并且可以用来编译可以在Power上运行的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并对其进行了一些修改，成为可以控制KVM的用户空间工具。所以你会看到官方的KVM下载有两个部分（qemu和kvm）和三个文件（KVM模块、QEMU工具和两者的编译）。也就是说，您可以只升级KVM模块或只升级QEMU工具。这就是KVM和QEMU的关系。
图5KVM与QEMU关系

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二、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，其代价是性能较低，在注重性能的场景中并不适用。设备直通技术为虚拟机提供了独占设备的能力。这种情况下，PCIPassthrough网卡可以将物理网卡直接传递给虚拟机使用。虚拟机拥有专属网卡，性能接近物理网卡。
由于采用透明PCI传输的虚拟机只需要占用网卡，因此对​​主机中的网卡数量也有要求。同时，设备透明传输也带来了虚拟机热迁移的问题。
SR-IOV的全称是Single-RootI/OVirtualization。它是一种与虚拟机共享PCI-E设备的解决方案。SR-IOV绕过系统和硬件虚拟化层，允许每个虚拟机拥有单独的内存地址、中断和DMA流。
SR-IOV有两种功能模型：

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三、kvm虚拟化分为哪三层？

KVM虚拟化分为以下三种：

1．6.20从版本1开始，KVM完全正式包含在Linux内核中。KVM模块已经存在于Linux内核中，我们在安装系统时安装它。KVM模块已加载，只需在CLI命令模式下启用KVM模块即可。

2.它不需要特殊的qemu-kvm（可以使用它，现在CentOS使用它），但只需要在QEMU的通用选项中添加“-enable-kvm”即可使用KVM功能驱动虚拟机，即QEMU可以调用KVM内核，所以效率比纯QEMU高很多。

3.工具管理的方法有很多种。如果公司的云计算团队只有40-50人，那么WebVirtMgr、ProxmoxVE等管理工具是比较合适的财务助手，可以借助OpenStack这样的计算管理平台玩转云计算。