KVM虚拟化特性及安装

Posted 2020-11-03

首先，虚拟化技术有两种类型的实现，方式如下：

    Type-I:

        hypervisor --> vm

    Type-II:

        host --> vmm --> vms

实际上，这和当前主流的两大虚拟化技术也正好匹配，他们就是Xen和KVM，

    Xen:

        hypervisor, Dom0

    KVM:

        Kernel-based Virtual Machine

本篇将从KVM开始，记录KVM的组件、特性以及实现方式。

KVM特性：

        内存管理：        

            将分配给vm的内存交换至swap

            支持使用Huge Page

            支持使用Intel EPT或AMD RVI技术完成内存地址映射：GVA-->GPA-->HPA

            支持KSM（Kernel Same-page Merging)

        硬件支持：

            取决于Linux内核

        存储：

            本地存储

            网络附加存储

            存储区域网络

            分布式存储，例如GlusterFS

        实时迁移：

        支持的GuestOS：

            Linux，Windows，OpenBSD，FreeBSD，OpenSolaris

        设备驱动：

            IO设备的完全虚拟化：模拟硬件

            IO设备的半虚拟化：在GuestOS中安装驱动：virtio

                virtio-blk, virtio-net, virtio-pci, virtio-console, virtio-ballon

KVM局限性：

        一般局限性：

            CPU overcommit：

            时间记录难以精确，依赖于时间同步机制

        MAC地址：

            VM量特别大时，存在冲突的可能性

            实时迁移

            性能局限性

KVM模块载入后的系统的运行模式：

        内核模式：GuestOS执行I/O类操作，或其他的特殊指令操作都有内核来操作。称作“来宾-内核”模式。

        用户模式：代表GuestOS请求I/O类操作。

        来宾模式：GuestOS的非I/O类操作，事实上，它被称作虚拟机的用户模式更贴切。称作“来宾-用户”模式。

KVM的组件：

        两类组件：

            /dev/kvm：工作于hypervisor，在用户空间可通过ioctl()系统调用来完成VM创建、启动等管理功能：它是一个字符设备。

                功能：可以创建vm、为VM分配内存、读写vcpu的寄存器、向vcpu注入中断、运行vcpu等等。

            qemu进程：工作于用户空间，主要用于实现模拟PC机的IO设备。

KVM的工具栈：

        qemu:

            qemu-kvm

            qemu-img

        libvirt:

            GUI: virt-manager, virt-viewer

            CLI: virt-install, vrish

        

 QEMU主要用到以下几个部分：

            处理器模拟器

            仿真IO设备

            关联模拟的设备至真实设备

            调试器

            与模拟器交互的用户接口

KVM在CentOS 6.5上的安装：

1、首先确认CPU是否支持HVM

grep -E --color=auto "(vmx|svm)" /proc/cpuinfo

2、装载模块

modprobe kvm

modprobe kvm-intel

3、验证

ll /dev/kvm

因为从2.6.20版本开始,KVM已经被收入Linux内核，所以安装KVM显得很简单，但是要使用KVM进行虚拟机的管理还需要安装KVM的管理工具。