简述kvm虚拟化原理

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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
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客户操作系统和原始硬件。为了协调来宾操作系统和裸机硬件，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必须占用一定的资源
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共享对底层硬件的访问，但其客户操作系统集成到虚拟化代码中。这种方法不需要重新编译或遇到问题，因为操作系统本身可以很好地与虚拟进程配合。
图2半虚拟化模型
半虚拟化要求来宾操作系统进行一些更改，以使来宾操作系统了解其处于虚拟化环境中，但半虚拟化提供的性能与到原来的操作系统。
虚拟化技术
基于内核的虚拟机KVM（Kernel-basedVirtualMachine）
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，使用Linux来执行许多任务，例如调度任务、管理内存以及与硬件设备交互等。
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，并在所有版本的Linux上提供免费产品，包括RedHatEnterpriseLinux和SUSELinuxEnterpriseServer。Xen最重要的优势是半虚拟化。此外，未经修改的操作系统还可以直接运行在Xen之上（如Windows），允许虚拟机无需模拟即可高效运行，因此虚拟机无需模拟虚拟就可以访问虚拟机管理程序。硬件，从而实现高性能。
Figure4Xen虚拟化平台的架构
QEMU
QEMU是由FabriceBellard编写的一组模拟处理器的免费软件。它与Bochs和PearPC类似，但它具有后两者所没有的一些特性，例如高速和跨平台特性。使用开源加速器kqemu，QEMU可以模拟接近真实计算机的速度。
KVM与QEMU的关系
准确的说，KVM是一个Linux内核模块
。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内核模块做事。您还需要有一个在用户空间中运行的工具。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也是虚拟化软件。它的特殊性在于它可以虚拟化不同的处理器。例如，Power处理器可以在x86处理器上虚拟化，并且可以用来编译可以在Power上运行的程序。KVM使用了QEMU的一部分并稍作修改，成为能够控制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工具和两者的集合）。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