3.23 KVM虚拟化知识大汇总

vieyahn2017 commented 6 years ago

KVM虚拟化知识大汇总

基础入门

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Qemu

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网络虚拟化基础介绍

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存储虚拟化基础介绍

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其他

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进阶成长

网络专题类

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故障处理

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Linux磁盘空间满定位步步通 NFV现网升级VMTools常见问题

参考

案例（内部参考）

【服务器虚拟化/NFV领域】Windows虚拟机经典案例集【服务器虚拟化/NFV领域】Linux虚拟机经典案例集【NFV领域】主机经典案例合集 wiki 【虚拟化存储】如何定位IO性能、IO错误、存储断链、存储多路径异常等问题【虚拟化存储】如何定位FSP-cinder组件扫盘失败问题

vieyahn2017 commented 4 years ago

KVM详解

原文：http://blog.csdn.net/sdulibh/article/details/52703687

KVM 介绍（1）：简介及安装 http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543110.html

学习 KVM 的系列文章：

（1）介绍和安装 http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543110.html

（2）CPU 和内存虚拟化 https://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543597.html

（3）I/O QEMU 全虚拟化和准虚拟化（Para-virtulizaiton） https://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543657.html

（4）I/O PCI/PCIe设备直接分配和 SR-IOV （5）libvirt 介绍（6）Nova 通过 libvirt 管理 QEMU/KVM 虚机（7）快照（snapshot）（8）迁移（migration）

vieyahn2017 commented 4 years ago

KVM 全称是基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine），它是一个 Linux 的一个内核模块，该内核模块使得 linux 变成了一个 Hypervisor：

它由 Quramnet 开发，该公司于 2008年被 Red Hat 收购。它支持 x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc 等 CPU。它从 Linux 2.6.20 起就作为一模块被包含在 Linux 内核中。它需要支持虚拟化扩展的 CPU。它是完全开源的。官网。

vieyahn2017 commented 4 years ago

KVM 是基于虚拟化扩展（Intel VT 或者 AMD-V）的 X86 硬件的开源的 Linux 原生的全虚拟化解决方案。KVM 中，虚拟机被实现为常规的 Linux 进程，由标准 Linux 调度程序进行调度；虚机的每个虚拟 CPU 被实现为一个常规的 Linux 进程。这使得 KMV 能够使用 Linux 内核的已有功能。

但是，KVM 本身不执行任何硬件模拟，需要客户空间程序通过 /dev/kvm 接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间，向它提供模拟的 I/O，并将它的视频显示映射回宿主的显示屏。目前这个应用程序是 QEMU。

vieyahn2017 commented 4 years ago

KVM 是实现拦截虚机的 I/O 请求的原理：

现代 CPU 本身了对特殊指令的截获和重定向的硬件支持，甚至新的硬件会提供额外的资源来帮助软件实现对关键硬件资源的虚拟化从而提高性能。以 X86 平台为例，支持虚拟化技术的 CPU 带有特别优化过的指令集来控制虚拟化过程。通过这些指令集，VMM 很容易将客户机置于一种受限制的模式下运行，一旦客户机视图访问物理资源，硬件会暂停客户机的运行，将控制权交回给 VMM 处理。VMM 还可以利用硬件的虚级化增强机制，将客户机在受限模式下对一些特定资源的访问，完全由硬件重定向到 VMM 指定的虚拟资源，整个过程不需要暂停客户机的运行和 VMM 的参与。由于虚拟化硬件提供全新的架构，支持操作系统直接在上面运行，无需进行二进制转换，减少了相关的性能开销，极大简化了VMM的设计，使得VMM性能更加强大。从 2005 年开始，Intel 在其处理器产品线中推广 Intel Virtualization Technology 即 IntelVT 技术。 QEMU-KVM：

其实 QEMU 原本不是 KVM 的一部分，它自己就是一个纯软件实现的虚拟化系统，所以其性能低下。但是，QEMU 代码中包含整套的虚拟机实现，包括处理器虚拟化，内存虚拟化，以及 KVM需要使用到的虚拟设备模拟（网卡、显卡、存储控制器和硬盘等）。为了简化代码，KVM 在 QEMU 的基础上做了修改。VM 运行期间，QEMU 会通过 KVM 模块提供的系统调用进入内核，由 KVM 负责将虚拟机置于处理的特殊模式运行。遇到虚机进行 I/O 操作，KVM 会从上次的系统调用出口处返回 QEMU，由 QEMU 来负责解析和模拟这些设备。从 QEMU 的角度看，也可以说是 QEMU 使用了 KVM 模块的虚拟化功能，为自己的虚机提供了硬件虚拟化加速。除此以外，虚机的配置和创建、虚机运行说依赖的虚拟设备、虚机运行时的用户环境和交互，以及一些虚机的特定技术比如动态迁移，都是 QEMU 自己实现的。

vieyahn2017 commented 4 years ago

KVM 的功能列表

KVM 所支持的功能包括：

支持CPU 和 memory 超分（Overcommit）支持半虚拟化I/O （virtio）支持热插拔（cpu，块设备、网络设备等）支持对称多处理（Symmetric Multi-Processing，缩写为 SMP ）支持实时迁移（Live Migration）支持 PCI 设备直接分配和单根I/O 虚拟化（SR-IOV）支持内核同页合并（KSM ）支持 NUMA （Non-Uniform Memory Access，非一致存储访问结构）

vieyahn2017 commented 4 years ago

KVM 工具集合

libvirt：操作和管理KVM虚机的虚拟化 API，使用 C 语言编写，可以由 Python,Ruby, Perl, PHP, Java 等语言调用。可以操作包括 KVM，vmware，XEN，Hyper-v, LXC 等 Hypervisor。 Virsh：基于 libvirt 的命令行工具（CLI） Virt-Manager：基于 libvirt 的 GUI 工具 virt-v2v：虚机格式迁移工具 virt-* 工具：包括 Virt-install （创建KVM虚机的命令行工具）， Virt-viewer （连接到虚机屏幕的工具），Virt-clone（虚机克隆工具），virt-top 等 sVirt：安全工具

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