qemu、kvm、qemu-kvm、openstack、libvert概念讲解

最新推荐文章于 2025-06-26 19:06:08 发布

George_Fal

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文章标签：操作系统运维内存管理

原文链接：http://blog.51cto.com/11970509/2349404

本文详细解析了KVM与QEMU在虚拟化技术中的角色与合作方式，KVM作为Linux内核模块提供CPU和内存虚拟化，而QEMU则负责模拟其他硬件设备。二者结合形成了QEMU-KVM，实现全面的服务器虚拟化。同时，文章介绍了libvirt在管理虚拟机和虚拟化功能中的应用，以及其与OpenStack的关系。

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QEMU

Qemu是一个独立的虚拟化解决方案，通过inter-VT或AMD SVM实现虚拟化，安装qemu的系统，可以直接模拟吹另一个完全不同的系统环江，虚拟机的创建通过qemu-image即可完成。Qemu本身可以不依赖KVM，但是如果有KVM的存在并且硬件（处理器）支持比如Inter VT功能，那么QEMU在对处理器虚拟化这一块可与里哦用KVM提供的功能来提升性能。

KVM

KVM 是集成到 Linux 内核的 Hypervisor 是 X86 架构且硬件支持虚拟化技术（IntelVT或AMD-V）的Linux 的全虚拟化解决方案。它是Linux 的一个很小的模块，利用 Linux 做大量的事，如任务调度、内存管理与硬件设备交互等。准确来说，KVM 是Linux kernel 的一个模块。可以用命令 modprobe 去加载KVM 模块。加载了模块后，才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有KVM 模块是远远不够的，因为用户无法直接控制内核模块去作事情,你还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具，kvm 开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件 QEMU。说起来QEMU 也是一个虚拟化软件。它的特点是可虚拟不同的CPU。比如说在x86 的CPU 上可虚拟一个Power 的CPU，并可利用它编译出可运行在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 的用户空间工具了。所以你会看到，官方提供的 KVM 下载有两大部分(qemu 和 kvm)三个文件(KVM 模块、QEMU 工具以及二者的合集)。也就是说，你可以只升级 KVM 模块，也可以只升级QEMU 工具。这就是 KVM 和QEMU 的关系。 KVM 内核模块本身只能提供CPU 和内存的虚拟化，所以它必须结合QEMU 才能构成一个完成的虚拟化技术，这就是下面要说的qemu-kvm。

KVM-QEMU

Qemu 将KVM 整合进来，通过 ioctl 调用/dev/kvm 接口，将有关CPU 指令的部分交由内核模块来做。kvm 负责 cpu 虚拟化+内存虚拟化，实现了 cpu 和内存的虚拟化，但kvm不能模拟其他设备。qemu 模拟 IO 设备（网卡，磁盘等），kvm 加上 qemu 之后就能实现真正意义上服务器虚拟化。因为用到了上面两个东西，所以称之为qemu-kvm。 Qemu 模拟其他的硬件，如 Network, Disk，同样会影响这些设备的性能，于是又产生了pass through 半虚拟化设备virtio_blk, virtio_net，提高设备性能。
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LIBVIRT

Libvirt 是管理虚拟机和其他虚拟化功能，比如存储管理，网络管理的软件集合。它包括一个API 库，一个守护程序（libvirtd）和一个命令行工具（virsh）；libvirt 本身构建于一种抽象的概念之上。它为受支持的虚拟机监控程序实现的常用功能提供通用的 API。 libvirt 的主要目标是为各种虚拟化工具提供一套方便、可靠的编程接口，用一种单一的方式管理多种不同的虚拟化提供方式。

功能

虚拟机管理：包括不同的领域生命周期操作，比如：启动、停止、暂停、保存、恢复和迁移。支持多种设备类型的热插拔操作，包括：磁盘、网卡、内存和CPU。
远程机器支持：只要机器上运行了 libvirt daemon，包括远程机器，所有的libvirt 功能就都可以访问和使用。支持多种网络远程传输，使用最简单的 SSH，不需要额外配置工作。
存储管理：任何运行了libvirt daemon 的主机都可以用来管理不同类型的存储：创建不同格式的文件镜像（qcow2、vmdk、raw 等）、挂接NFS 共享、列出现有的LVM 卷组、创建新的LVM 卷组和逻辑卷、对未处理过的磁盘设备分区、挂接iSCSI 共享，等等等等。因为libvirt 可以远程工作，所有这些都可以通过远程主机使用。
网络接口管理：任何运行了libvirt daemon 的主机都可以用来管理物理和逻辑的网络接口。虚拟NAT 和基于路由的网络：任何运行了libvirt daemon 的主机都可以用来管理和创建虚拟网络。
openstack, kvm, qemu-kvm 及 libvirt 之间的关系（照抄自网络）

KVM 是最底层的 hypervisor，它是用来模拟 CPU 的运行，它缺少了对 network 和周边 I/O 的支持，所以我们是没法直接用它的。QEMU-KVM 就是一个完整的模拟器，它是构建基于KVM 上面的，它提供了完整的网络和 I/O 支持。Openstack 不会直接控制qemu-kvm，它会用一个叫libvirt 的库去间接控制qemu-kvm。libvirt 提供了跨 VM 平台的功能，它可以控制除了 QEMU 之外的模拟器，包括 vmware, virtualbox， xen 等等。所以为了openstack 的跨 VM 性，所以openstack 只会用 libvirt 而不直接用 qemu-kvm。libvirt还提供了一些高级的功能，例如 pool/vol 管理。

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