阿里云虚拟化技术

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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的基石与高效运行

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内核模块等硬件支持来提供对虚拟环境的控制和优化，以保证兼容性和效率。

2007年，KVM正式加入Linux家族，支持多核架构（SMP）和NUMA。其功能已扩展到LiveMigration和KernelSame-pageMerging(KSM)，显着提高了虚拟机的动态性。迁移和内存管理的效率。启动时，KVM内核模块在RootMode下初始化，并通过UserApplicationQEMU神奇地模拟虚拟硬件，为虚拟机提供服务。

QEMU是由天才开发者FabriceBellard于2001年推出的，和TYPE2Hypervisor一样，都是基于动态二进制翻译技术来兼容多种CPU架构和设备模拟，虽然性能稍差一些。低于LowerKVM，但QEMU的灵活性使其可以与KVM结合，从而产生强大的QEMU-KVM分支。两者共同推动虚拟化技术的创新。

KVM软件组件包括：内核模块、QEMU开源虚拟机管理器、AWS、阿里云等云提供商使用的QEMU-KVM以及virtio驱动程序，我们一起构建一个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环境中我们更喜欢将QEMU称为KVM执行引擎。KVM的工作方式非常巧妙。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命令创建虚拟机并配置硬件抽象层（HVA）和物理地址(HPA)，以及模拟PCI设备。然后映射QEMU映像、创建vCPU并启动GuestOS。在此过程中，主线程不断监听VM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会控制CPU，Linux内核通过ioctl与QEMU交互来管理虚拟机及其vCPU。KVM支持三种操作模式：User、Kernel（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，由vCPU、虚拟内存、虚拟I/O和GuestOS构建，形成独特的用户进程结构。

QEMU-KVM的架构经过智能化设计。vCPU在HostOS调度下由GuestOS和HostOS共同管理，形成两级调度：GuestOS负责高层。HostOS（LinuxScheduler）负责底层调度，涉及vCPU线程、QEMU线程和物理CPU。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。

使用-qemu-kvm命令，开发人员可以自定义虚拟机的CPU配置并选择自定义模板和功能。然而，应该注意的是，软件模拟会影响性能。默认使用-host模式，磁盘设备选项丰富多样，包括文件路径、接口类型、索引、格式等。像-boot这样的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的网络适配器模拟功能强大，支持多种网卡类型、MAC地址和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带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、阿里云主机和服务器及VPS有什么区别云主机和VPS的区别主要体现在以下几点：
1.虚拟化技术：VPS采用操作系统虚拟化，而云主机采用硬件辅助虚拟化。
2.资源控制：VPS可以控制。一些系统应用程序，即核心系统应用程序，可以控制操作系统和上面列出的所有软件，但不受操作系统控制。
3.性能保证：VPS的公共部分比较大，云主机有专用的硬件能力和性能保证。
4、资源和故障隔离：VPS在应用层隔离，操作系统层故障在硬件层共享。
服务器是一个统称