虛擬化介紹、以及kvm

什么是虛擬化？

在計算機領域中虛擬化，和我們平時說的虛擬化并沒有什么兩樣，說白了就是一個虛擬出來的東西罷了，并不是真實存在的。

虛擬化的歷史

虛擬化早在20實際60年代末，由IBM開發被命名為vmm（Virtual Machine Monitor）虛擬機監視器的軟件，我們知道那時候工藝技術并不發達，電腦也不像現在這樣屬于每家每戶的標配，IBM為了解決電腦使用的問題，就開發了此軟件，用于將一臺大型計算機硬件虛擬分為多個計算機，以提供多用戶對計算機的使用。

此圖是一個標準虛擬化場景，硬件上方安裝一個操作系統（我們成為宿主機），由操作系統上安裝一個軟件（我們稱之為Hypervisor）創建出多個虛擬機（我們成為來賓主機），guest主機如果發起系統調用等特權指令的操作會被hypervisor接收，并轉換后交給host實現系統調用。

虛擬化的分類

半虛擬化：虛擬機明確的知道自己運行與虛擬機中，發起的所有系統調用被稱作為hypercall，由hypercall直接向硬件發出指令。

完全虛擬化：又被稱為硬件輔助的虛擬化，其實還有一種被稱之為模擬化的東西，模擬化是什么呢？就是guest所有設備都是通過hypervisor模擬出來的，底層硬件和guest的硬件甚至可以完全不一樣，但是這樣就會多個上面提到的指令轉換的過程，這樣性能就大大被降低。為了解決這個問題，一些硬件廠商直接在硬件上提供了一些技術支持，例如我們知道cpu有個叫做運行環的概念，用戶空間的指令在環3上運行，如果有對硬件的操作，都是通過發起系統調用，由內核操作硬件來完成這類型的指令，是在環0上執行，支持硬件輔助的cpu會虛擬出一個叫環-1的東西，我們host的內核從此就在環-1上呆著了，cpu上的指令集依然在環0上，這時候如果guest發出一個系統調用，就會直接被cpu捕獲，再由cpu激活運行在環-1上的host內核來執行，這樣一來是不是就比前面說的模擬化性能大大提升啊~。（當然在這里只提到了cpu的虛擬化，甚至cpu的MMU和TLB的虛擬化都沒提到，還有內存的虛擬化，IO的虛擬化，這里就不多做介紹了）

另外其實還有很多種虛擬化的分類，例如我們使用的tomcat 應用級別的虛擬化，還有現在的容器虛擬化（只隔離用戶空間，多個用戶空間共享內核空間）等等，但這些不是今天我們所說的重點。

看了對半虛擬化和完全虛擬化，如果我描述正常的話，相信你已經有個一點點概念了，半虛擬化無疑是運行性能應該是最好的，但是需要修改guest上的內核，以讓他知道自己運行在虛擬機的環境中，但是這又很難實現，畢竟修改內核也不是誰都會玩的，再說了有些系統閉源你根本沒法修改~。所以一般都使用的完全虛擬化類型。

再說kvm之前還必須提一下一個重要的軟件qemu，qemu本身是一款模擬軟件，可以模擬出各種硬件，xen和kvm都是依賴于qemu，IO設備一般有qemu模擬，cpu和內存一般就基于硬件輔助技術虛擬出來，qemu同時也是一款管理工具，但自身是一個比較底層的工具，底層也就意味著不好用。。。

kvm介紹

kvm有一家以色列的公司Qumranet開發，但后來被紅帽收購，已經被收錄至內核之中，想使用，我們直接在內核中加載此模塊，在用工具進行管理即可。

kvm依賴hvm硬件需要支持虛擬化技術，也就是我們上面提到的硬件輔助

kvm的管理工具

qemu：我們上文中提到的，但太過底層，所以不好用。

libvirt：有紅帽牽頭提出的項目，為所有虛擬化的場景中提供一個通用層，可管理所有虛擬化場景中的主機，但本身是作為一個守護進程運行在host主機上，所以較為重量級。

libvirt提供了幾個工具virsh 命令行管理工具，具有重多的子命令，用于管理guest（例如添加內存大小?。┖迷趲椭芎貌榭?，后文介紹，virt-install guest的管理工具用于創建guest主機等操作，另外還提供了一個圖形化的管理工具virt-manager，用于創建管理guest。

接著來看如何使用

在vmwaer中勾選此項，并啟動系統。

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo            #進入系統后，查看cpu信息

確保cpu支持虛擬化技術 intel為vmx  amd為svm

[root@localhost ~]# modinfo kvm            #查看當前系統是否有kvm模塊，如果有模塊的響應信息就代表OK了

[root@localhost ~]# modprobe kvm_intel        #裝載此模塊

[root@localhost ~]# ls /dev/kvm             #可以看到在設備目錄下有個叫kvm的設備。
/dev/kvm

[root@localhost ~]# yum install  libvirt                #安裝libvirt

[root@localhost ~]# systemctl start libvirtd            #啟動服務

[root@localhost ~]# yum install virt-manager        #安裝圖形化管理工具

接著執行virt-manager就可以直接啟用圖形化接口了，記得要安裝linux圖形界面才行，如果還要遠程打開圖形化窗口記得ssh -X重新登錄（我這使用-X一直登錄不了，就直接在虛擬機上截圖看看吧）。

看到這里有沒有很熟悉的感覺~，就跟我們用的vmwaer差不多，除了丑了點，接著就可以添加虛擬機，等等做修改處理了。

virsh的使用

virsh –help  可以看到有非常多的子命令，并且后面也有簡單的描述，比如我想使用attach-disk添加磁盤的命令，那么使用virsh attach-disk –help 就可以看到具體使用格式，以及支持的選項。

具體的就不演示了

到這里其實還有不少問題，比如網絡，磁盤，的虛擬化，用qemu-img模擬出一個磁盤，網絡的虛擬化等等。

自己本來也并未完全吸收，這里就不過多介紹了，不然就成了門外漢在這指手畫腳鬧笑話了，以后了解了，能組織出自己的語言，再來介紹。

另外自我認為，想要學習虛擬化的使用，難得不在部署上，在虛擬化的背后有太多的理論知識，那才是重點，就像開篇標紅出說的，了解那些才能真真知道虛擬化具體是咋回事，此篇就當寫著玩好了~~~