kvm虚拟化管理面板

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一、虚拟化技术—QEMU-KVM基于内核的虚拟机

探索虚拟化巅峰：QEMU-KVM的基石和高效运行

QEMU-KVM作为与Linux内核集成的高效虚拟化解决方案，其核心是TYPE1Hypervisor，采用硬件辅助虚拟化技术，与Linux内核紧密配合，以其优异的性能和资源管理能力脱颖而出。要了解KVM，首先要知道它是如何利用硬件支持作为核心模块，提供对虚拟环境的控制和优化，保证兼容性和效率。

2007年，KVM正式加入Linux家族，支持多核架构（SMP），并将NUMA功能扩展到LiveMigration和KernelSame-pageMerging（KSM），显着提高了动态性。虚拟机。启动时，KVM内核模块在RootMode下初始化，通过UserApplicationQEMU像魔术一样模拟虚拟硬件，为虚拟机提供服务。

QEMU，由天才开发者FabriceBellard于2001年推出，名为TYPE2Hypervisor，依赖动态二进制翻译技术，兼容多种CPU架构和设备模拟，虽然性能略低于KVM虽然稍逊一筹，但QEMU的灵活性使其可以与KVM结合，创造出强大的分支QEMU-KVM。两者共同推进虚拟化技术的创新。

KVM软件组件包括：核心模块、开源虚拟机管理器QEMU、AWS、阿里云等云服务商使用的QEMU-KVM以及virtio驱动程序共同构建为虚拟化技术奠定了坚实的基础。

虽然QEMU-KVM分支是QEMU的一部分，但在KVM环境中，我们更愿意称QEMU为KVM的执行引擎。KVM的工作原理是智能位于内核空间，通过/dev/kvm与用户空间实时交互，并提供libkvm库。QEMU通过open、close、ioctl等系统调用访问KVM接口，实现CPU、内存和I/O虚拟化，而VM管理和I/O模拟则由QEMU独立处理。

创建虚拟机的过程就像一门艺术一样精确：首先打开/dev/kvm，通过ioctl命令创建VM并配置硬件抽象层（HVA）和物理层地址(HPA)，以及PCI设备的仿真。然后映射QEMU映像、构建vCPU并启动GuestOS。在此过程中，主线程不断监听VM的退出事件，以响应虚拟环境中的中断和设备访问。

当页面错误中断或设备访问触发退出事件时，KVM接管CPU，Linux内核通过ioctl与QEMU交互，以管理虚拟机及其vCPU。KVM支持三种操作模式：用户、内核（root模式）和guest（非root模式）。QEMU通过/dev/kvm实现内存虚拟化，并创建全局页表（GPA）映射以确保GuestOS的隔离。对于I/O虚拟化，QEMU负责模拟设备并捕获I/O请求，构建QEMU-KVM架构，该架构由vCPU、虚拟内存、虚拟I/O和GuestOS构建而成，形成独特的用户进程结构。

QEMU-KVM的架构设计巧妙。HostOS调度时，vCPU由GuestOS和HostOS共同管理，形成两层调度：GuestOS负责高层。HostOS（LinuxScheduler）负责涉及vCPU线程、QEMU线程和物理CPU的低级调度。KVM支持SMP和NUMA，允许用户自定义虚拟机的vCPU布局，保证迁移过程中CPU型号的安全。

通过-qemu-kvm命令，开发者可以自定义虚拟机的CPU配置，并选择自定义型号和功能。然而，应该注意的是，软件模拟会影响性能。默认使用-host模式，磁盘驱动器选项丰富多样，包括文件路径、接口类型、索引、格式等。-boot等引导选项用于指定引导设备，并根据体系结构支持不同的字符标识符。QEMU的网卡模拟功能强大，支持多种网卡类型、MAC地址、VLAN。它甚至可以通过Tap接口连接到物理网络，并支持用户模式下的网络堆栈设计。

虚拟化技术的卓越之旅，QEMU-KVM以其卓越的性能和灵活性引领我们探索更高层次的计算世界。无论是基本配置还是高级功能，QEMU-KVM以其优秀的工程设计为云计算和虚拟化环境提供了强有力的支持。

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二、linux虚拟化之kvm（一个150行的x86虚拟机代码）在Linux虚拟化技术中，KVM（Kernel-basedVirtualMachine）是典型的Type2Hypervisor，其运行方式主要在主机操作系统（HostOS）层面。尽管对其分类存在争议，但本文更愿意将其视为一种混合解决方案，KVM在用户空间中执行部分虚拟化并优化CPU和内存管理，如QEMU中所示。KVM的核心是一个150行x86虚拟机代码示例，演示了虚拟机的配置和运行过程。
首先，了解虚拟化，虚拟化是在一台物理机上模拟多个虚拟机，每个虚拟机可以运行独立的操作系统。Type1（如QNXhypervisor）直接运行在硬件上，代码简单，需要的资源较少，适合自动驾驶等安全要求较高的场景。另一方面，Type2（如Vmware或QEMU）取决于主机操作系统，性能和安全性受主机影响。
KVM技术示例代码涉及创建虚拟机，包括分配内存、创建VCPU、设置寄存器等步骤。在X86架构中，代码从地址0开始执行，通过IO操作控制虚拟机的行为，直到遇到hlt指令。这个简化的KVM例子来自《QEMU/KVM源码分析与应用》等资料，是学习KVM的基本介绍。

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三、Linux桌面虚拟化技术KVM安装虚拟机本文主要介绍Linux桌面虚拟化技术KVM的安装步骤以及与VMware、Xen等虚拟化技术的比较。KVM是Linux内核的完整虚拟化模块，不像Xen那样依赖内核升级，并且支持包括Windows在内的多种操作系统。安装KVM需要确保你的CPU支持硬件虚拟化，比如Intel的VT技术或者AMD的V技术。配置KVM时，您必须首先为虚拟机分配足够的内存（例如6GB或更多）。启用vmware的虚拟化支持后，使用yum命令安装KVM模块、管理工具、libvirt等组件。接下来使用virt-manager创建虚拟机，并使用桥接技术配置网络，使虚拟机能够访问外部网络。最后，实践部分向您展示如何通过KVM创建和安装新的虚拟机，包括上传ISO镜像和正常的系统安装步骤。
具体步骤为：1）安装KVM相关软件包，2）启用并设置libvirtd服务，3）验证并启用KVM模块，4）Bridge配置网络，5）创建并创建后桥配置文件。6)使用virsh命令配置网桥和DNS。7）实际创建虚拟机，上传ISO镜像到KVM，并进行正常安装。在整个过程中，KVM的优势在于完全基于硬件的虚拟化，从而带来高性能和广泛的兼容性。