虚拟化（KVM）

 

1 虚拟化介绍

 

1. 简介

 

虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率

 

虚拟化使用软件的方法重新定义划分IT资源，可以实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享，提高IT资源利用率，使IT资源能够真正成为社会基础设施，服务于各行各业中灵活多变的应用需求。

 

2. 虚拟化分类

 

虚拟化技术可分为：全虚拟化和半虚拟化。

 

l 全虚拟化：最流行的虚拟化方法使用名为Hypervisor的一种软件，在虚拟服务器和底层硬件之间建立一个抽象层。VMware和微软的VirtualPC是代表该方法的两个商用产品，而基于核心的虚拟机（KVM）是面向Linux系统的开源产品。Hypervisor可以捕获CPU指令，为指令访问硬件控制器和外设充当中介。因而，完全虚拟化技术几乎能让任何一款操作系统不用改动就能安装到虚拟服务器上，而它们不知道自己运行在虚拟化环境下。主要缺点是，Hypervisor 给处理器带来的负荷会很大。

 

l 半虚拟化：完全虚拟化是处理器密集型技术，因为它要求Hypervisor管理各个虚拟服务器，并让它们彼此独立。减轻这种负担的一种方法就是，改动客户端操作系统，让它以为自己运行在虚拟环境下，能够与Hypervisor 协同工作。这种方法就叫准虚拟化（para-virtualization）Xen。它是开源准虚拟化技术的一个例子。操作系统作为虚拟服务器在Xen hypervisor上运行之前，它必须在核心层面进行某些改变。因此，Xen适用于BSD、Linux、Solaris及其他开源操作系统，但不适合像Windows这些专有的操作系统进行虚拟化处理，因为它们无法改动。准虚拟化技术的优点是性能高，经过准虚拟化处理的服务器可与Hypervisor协同工作，其响应能力几乎不亚于未经过虚拟化处理的服务器。准虚拟化与完全虚拟化相比优点明显，以至于微软和VMware都在开发这项技术，以完善各自的产品。

 

3. 虚拟化架构

 

Type-I型

 

 

 

Hypervisor直接安装在物理机上，多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。Hypervisor 实现方式一般是一个特殊定制的Linux系统。Xen和VMWare的ESXi 都属于这个类型。

 

Type-II型

 

 

 

物理机上首先安装常规的操作系统，比如 RedHat、Ubuntu和Windows。Hypervisor作为OS上的一个程序模块运行，并对管理虚拟机进行管理。KVM、VirtualBox和 VMWare Workstation 都属于这个类型。

 

2 KVM介绍

 

 1. 简介

 

KVM(Kernel-Based Virtual Machines)是一个基于Linux内核的虚拟化技术, 可以直接将Linux内核转换为Hypervisor（系统管理程序）从而使得Linux内核能够直接管理虚拟机, 直接调用Linux内核中的内存管理、进程管理子系统来管理虚拟机。

 

KVM的虚拟化需要硬件支持（如Intel VT技术或者AMD V技术)。是基于硬件的完全虚拟化。而Xen早期则是基于软件模拟的Para-Virtualization，新版本则是基于硬件支持的完全虚拟化。但Xen本身有自己的进程调度器、存储管理模块等，所以代码较为庞大。广为流传的商业系统虚拟化软件VMware ESX系列是基于软件模拟的Full-Virtualization。

 

 2. 架构

 

 KVM架构图