部署KVM虚拟化平台

最新推荐文章于 2025-04-28 16:08:41 发布

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文章标签： linux 网络运维

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KVM原理简介

KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于Linux内核的采用硬件辅助虚拟化技术的全虚拟化解决方案。以下是对KVM原理的详细简介：

一、KVM的基本概念

全称：Kernel-based Virtual Machine
开发者：最初由以色列的初创公司Qumranet开发，并在linux-2.6.20中开始被纳入Linux内核，成为内核源码的一部分。该公司后于2008年被Red Hat收购。
定位：基于硬件辅助的虚拟化来提供全虚拟化的支持，以内核模块的形式被加载。

二、KVM的工作原理

KVM的工作原理涉及虚拟化技术、硬件支持以及内核模块等多个方面：

硬件支持：KVM依赖于硬件虚拟化扩展，如Intel VT或AMD-V。这些扩展提供了虚拟化所需的特权级别和权限控制，使得虚拟机可以在一个隔离的环境中运行。
内核模块加载：在物理主机上启动KVM之前，需要加载KVM内核模块。这个内核模块提供了虚拟化所需的核心功能，包括虚拟机管理、设备模拟和内存管理等。
虚拟机创建：一旦KVM内核模块加载成功，用户可以通过管理工具（如libvirt或virt-manager）创建虚拟机。虚拟机可以使用不同的操作系统和应用程序，就像在独立的物理主机上一样。
虚拟机运行：当虚拟机启动时，KVM内核模块会将虚拟机的运行环境隔离起来，使其独立于物理主机和其他虚拟机。KVM利用硬件虚拟化扩展提供的特权级别和权限控制，确保虚拟机之间的安全隔离。
设备模拟：KVM通过设备模拟来提供虚拟机对物理设备的访问。它可以模拟各种设备，如磁盘、网络和图形设备等。虚拟机可以通过这些模拟设备与外部世界进行通信。
内存管理：KVM使用内存管理单元（MMU）来管理虚拟机的内存访问。它将虚拟机的虚拟地址映射到物理地址，以确保虚拟机可以正常访问内存。
调度和资源管理：KVM通过调度器来管理虚拟机的运行。调度器负责分配物理资源，如处理器时间和内存空间，以确保虚拟机的正常运行。

三、KVM与QEMU的关系

虽然KVM提供了核心虚拟化功能，但它本身并不直接与用户交互。KVM需要借助用户空间的程序（如QEMU）来实现与用户的交互。QEMU是一个模拟处理器，在GNU/Linux平台上使用广泛。它本身是一个纯软件的支持CPU虚拟化、内存虚拟化及I/O虚拟化等功能的用户空间程序。QEMU借助KVM提供的虚拟化支持，将CPU、内存等虚拟化工作交由KVM处理，自己则处理大多数I/O虚拟化的功能，从而实现极高的虚拟化效率。