Linux虚拟化介绍

一、Linux虚拟化介绍

1、虚拟化模型如下，通过虚拟化工具把cpu、内存、硬盘等真实硬件资源模拟成更少的虚拟硬件资源

2、为什么使用虚拟化？

硬件资源使用率最大化，独立出多台机器出来，把空闲资源利用起来

应用在云计算领域，例如：腾讯云和阿里云的vps（云计算的核心技术：虚拟化）

3、虚拟化分类

软件级别，所有的硬件（cpu、网卡、内存）通过模拟器模拟出来（qemu）

硬件级别，通过VMM（虚拟机监视器）将硬件分配和管理，操作系统运行在建立好的vm上，（xen，vmware[ESX、workstation]、kvm、virtualbox）

操作系统级别，虚拟机操作系统和宿主机操作系统共享，可以模拟上千个虚拟机出来（openvz）

4、半虚拟化(para-virtualization)/全虚拟化（full virtualization）

半虚拟化宿主机（母机）和客户机（子机）都需要修改操作系统内核，客户机知道宿主机的存在，两者需要协同合作。（Xen支持半虚拟化）

全虚拟化为客户机提供了完整的虚拟硬件资源，客户机上不需要做任何更改，它不知道宿主机存在。（KVM属于全虚拟化，vmware也是全虚拟化）

半虚拟化性能比全虚拟化性能高

5、Xen和KVM比较

不管cpu是否支持虚拟化，Xen都可以安装，而KVM必须要cpu支持虚拟化才可以安装

Xen支持半虚拟化也支持全虚拟化，KVM仅仅支持全虚拟化

安装Xen后，Xen会替换原来的内核接管系统管理。而KVM仅仅是Linux内核的一个模块，依然由系统原来的内核管理

KVM是后起之秀，历史没有Xen早，但是KVM很受欢迎，就是因为KVM不想Xen那样需要修改内核，接管内核

Xen被Ctrix收购，有商业版的Xen Server，而KVM被RedHat收购

在Xen的体系结构中，Xen Hypervisor运行于硬件之上，并且将系统资源进行了虚拟化，将虚拟化的资源分配给上层的虚拟机（VM），然后通过虚拟机VM来运行相应的客户机操作系统

二、KVM

1、KVM介绍

KVM全称kernel virtual machine，是针对包含虚拟化扩展（Intel VT或AMD-V）的x86硬件上的完全原生态的虚拟化解决方案

是以色列Qumrannet开发，基于Linux内核，2008年9月4日被Redhat收购

rhel5/centos5默认是Xen，rhel6/centos6默认是KVM

2、KVM架构

KVM驱动：作为Linux内核的一个模块，主要负责虚拟机的创建，虚拟内存的分配，VCPU寄存器的读写以及VCPU的运行

Qemu：用于模拟虚拟机的用户空间组件，提供I/O设备模型，访问外设的途径

LibVirt，virsh：由于QEMU工具效率不高，RedHat为KVM开发了辅助工具，如libvirt、libguestfs等，Libvirt是一套提供了多种语言接口的API，为各种虚拟化工具提供了一套可靠方便的编程接口，而且支持Xen。使用libvirt，你只需要通过libvirt提供的函数连接到KVM或者Xen宿主机了，便可以用同样的命令控制不同的虚拟机了。Libvirt不仅提供了APi，还自带一套基于文本的管理虚拟机命令virsh，可以通过使用virsh命令来使用libvirt的全部功能

virt-manager是一套paython编写的虚拟机管理图形界面，用户可以通过它直观地操作不通的虚拟机，利用libvirt的API实现的