【KVM-5】KVM架构

前言

大家好，我是秋意零。今天分析的内容是KVM架构。

简介

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一、KVM组成部分

KVM是硬件虚拟化技术之上构建起来的虚拟机监控器。

不是非要所有这些（CPU、内存、I/O）硬件虚拟化都支持才能运行KVM虚拟化，KVM对硬件最低的依赖是CPU的硬件虚拟化支持，如：Intel的VT技术和AMD的AMD-V技术，而其他的内存和I/O的硬件虚拟化支持，会提高KVM虚拟化的性能。

KVM虚拟化的核心主要由以下两个模块组成：

• KVM内核模块：它属于标准Linux内核的一部分，是一个专门提供虚拟化功能的模块，主要负责CPU和内存的虚拟化，包括: 客户机的创建、虚拟内存的分配、CPU执行模式的切换、vCPU寄存器的访问、vCPU的执行。
• QEMU用户态工具：它是一个普通的Linux进程，为客户机提供设备模拟的功能，包括模拟BIOS、PCI/PCIE总线、磁盘、网卡、显卡、声卡、键盘、鼠标等。同时它通过ioctl系统调用与内核态的KVM模块进行交互。

二、KVM架构图

KVM是在硬件虚拟化支持下的完全虚拟化技术，也就是没有修改过客户机内核的虚拟化，所以它能支持在相应硬件上运行几乎所以的操作系统，如：LInux、Windows、MacOS等。

• 每个客户机就是一个QEMU进程，在一个宿主机上有多少个虚拟机就会有多少个QEMU进程；
• 客户机中的每一个虚拟vCPU对应QEMU进程中的一个线程；
• 一个宿主机中只有一个KVM内核模块，所有客户机与这个KVM内核模块进行交互。

可以看到图中，最底层是 VT和AMD-V硬件虚拟化技术 -> Linux系统内核包含KVM内核 -> 用户进程和QEMU虚拟机进程。