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KVM：(Kernel-based Virtual Machine)基于內(nèi)核的虛擬機(jī)

KVM是集成到Linux內(nèi)核的Hypervisor，是X86架構(gòu)且硬件支持虛擬化技術(shù)（Intel VT或AMD-V）的Linux的全虛擬化解決方案。它是Linux的一個(gè)很小的模塊，利用Linux做大量的事，如任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理與硬件設(shè)備交互等。

從存在形式看,KVM是兩個(gè)內(nèi)核模塊kvm.ko和kvm_intel.ko(對AMD處理器來說，就是kvm_amd.ko)，這兩個(gè)模塊用來實(shí)現(xiàn)CPU的虛擬化。 如果要讓用戶在KVM上完成一個(gè)虛擬機(jī)相關(guān)的操作，顯然需要用戶空間的東西，同時(shí)還包括IO虛擬化，所以KVM的解決方案借鑒了QEMU的東西并做了一定的修改，形成了自己的KVM虛擬機(jī)工具集和IO虛擬化的支持，也就是所謂的qemu-kvm.（KVM is a fork of QEMU, namely qemu-kvm)

Xen

Xen是第一類運(yùn)行再裸機(jī)上的虛擬化管理程序(Hypervisor)。它支持全虛擬化和半虛擬化,Xen支持hypervisor和虛擬機(jī)互相通訊，而且提供在所有Linux版本上的免費(fèi)產(chǎn)品，包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server。Xen最重要的優(yōu)勢在于半虛擬化，此外未經(jīng)修改的操作系統(tǒng)也可以直接在xen上運(yùn)行(如Windows)，能讓虛擬機(jī)有效運(yùn)行而不需要仿真，因此虛擬機(jī)能感知到hypervisor，而不需要模擬虛擬硬件，從而能實(shí)現(xiàn)高性能。 QEMU is used by Xen.

QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所編寫的模擬處理器的自由軟件。它與Bochs，PearPC近似，但其具有某些后兩者所不具備的特性，如高速度及跨平臺的特性，qemu可以虛擬出不同架構(gòu)的虛擬機(jī)，如在x86平臺上可以虛擬出power機(jī)器。kqemu為qemu的加速器，經(jīng)由kqemu這個(gè)開源的加速器，QEMU能模擬至接近真實(shí)電腦的速度。

QEMU本身可以不依賴于KVM，但是如果有 KVM的存在并且硬件(處理器)支持比如Intel VT功能，那么QEMU在對處理器虛擬化這一塊可以利用KVM提供的功能來提升性能。

KVM和QEMU的關(guān)系

準(zhǔn)確來說，KVM是Linux kernel的一個(gè)模塊。可以用命令modprobe去加載KVM模塊。加載了模塊后，才能進(jìn)一步通過其他工具創(chuàng)建虛擬機(jī)。但僅有KVM模塊是 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)橛脩魺o法直接控制內(nèi)核模塊去作事情,你還必須有一個(gè)運(yùn)行在用戶空間的工具才行。這個(gè)用戶空間的工具，kvm開發(fā)者選擇了已經(jīng)成型的開源虛擬化軟件 QEMU。說起來QEMU也是一個(gè)虛擬化軟件。它的特點(diǎn)是可虛擬不同的CPU。比如說在x86的CPU上可虛擬一個(gè)Power的CPU，并可利用 它編譯出可運(yùn)行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并稍加改造，就成了可控制KVM的用戶空間工具了。所以你會看到，官方提供的KVM 下載有兩大部分(qemu和kvm)三個(gè)文件(KVM模塊、QEMU工具以及二者的合集)。也就是說，你可以只升級KVM模塊，也可以只升級QEMU工 具。這就是KVM和QEMU 的關(guān)系。

QEMU是個(gè)獨(dú)立的虛擬化解決方案，從這個(gè)角度它并不依賴KVM。 而KVM是另一套虛擬化解決方案，不過因?yàn)檫@個(gè)方案實(shí)際上只實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核中對處理器(Intel VT, AMD SVM)虛擬化特性的支持，換言之，它缺乏設(shè)備虛擬化以及相應(yīng)的用戶空間管理虛擬機(jī)的工具，所以它借用了QEMU的代碼并加以精簡，連同KVM一起構(gòu)成了另一個(gè)獨(dú)立的虛擬化解決方案，不妨稱之為：KVM+QEMU. 

KVM用戶空間虛擬機(jī)管理工具有kvm， kvm-img， kvm-nbd ，kvm-ok 和kvm_stat，實(shí)際上kvm就是一個(gè)指向qemu-system-x86_64的符號鏈接，kvm-img則是指向qemu-img的符號鏈接。從適用的范圍來講， QEMU虛擬化方案除了支持x86架構(gòu)外，還支持其他很多架構(gòu)，比如qemu-system-m68k，qemu-system-mips64， qemu-system-ppc64， qemu-system-arm等等。但是目前提到KVM，一般指x86上基于Intel VT和AMD SVM的解決方案，雖然目前將KVM移植到ARM, PPC的工作正在進(jìn)行中。

當(dāng)然由于redhat已經(jīng)開始支持KVM，它認(rèn)為KVM+QEMU'的方案中用戶空間虛擬機(jī)管理工具不太好使，或者通用性不強(qiáng)，所以redhat想了一個(gè)libvirt出來，一個(gè)用來管理虛擬機(jī)的API庫，不只針對KVM,也可以管理Xen等方案下的虛擬機(jī)。

kvm-qemu可執(zhí)行程序像普通Qemu一樣：分配RAM,加載代碼，不同于重新編譯或者調(diào)用callingKQemu，它創(chuàng)建了一個(gè)線程（這個(gè)很重要）；這個(gè)線程調(diào)用KVM內(nèi)核模塊去切換到用戶模式，并且去執(zhí)行VM代碼。當(dāng)遇到一個(gè)特權(quán)指令，它從新切換會KVM內(nèi)核模塊，該內(nèi)核模塊在需要的時(shí)候，像Qemu線程發(fā)信號去處理大部分的硬件仿真。

這個(gè)體系結(jié)構(gòu)一個(gè)比較巧妙的一個(gè)地方就是客戶代碼被模擬在一個(gè)posix線程，這允許你使用通常Linux工具管理。如果你需要一個(gè)有2或者4核的虛擬機(jī)，kvm-qemu創(chuàng)建2或者4個(gè)線程，每個(gè)線程調(diào)用KVM內(nèi)核模塊并開始執(zhí)行。并發(fā)性（若果你有足夠多的真實(shí)核）或者調(diào)度（如果你不管）是被通用的Linux調(diào)度器，這個(gè)使得KVM代碼量十分的小。
當(dāng)一起工作的時(shí)候，KVM管理CPU和MEM的訪問，QEMU仿真硬件資源（硬盤，聲卡，USB，等等）當(dāng)QEMU單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，QEMU同時(shí)模擬CPU和硬件。

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文章來源：http://aaarwkj.com/article12/pjcegc.html

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