虚拟化介绍、以及kvm

什么是虚拟化？

在计算机领域中虚拟化，和我们平时说的虚拟化并没有什么两样，说白了就是一个虚拟出来的东西罢了，并不是真实存在的。

虚拟化的历史

虚拟化早在20实际60年代末，由IBM开发被命名为vmm（Virtual Machine Monitor）虚拟机监视器的软件，我们知道那时候工艺技术并不发达，电脑也不像现在这样属于每家每户的标配，IBM为了解决电脑使用的问题，就开发了此软件，用于将一台大型计算机硬件虚拟分为多个计算机，以提供多用户对计算机的使用。

此图是一个标准虚拟化场景，硬件上方安装一个操作系统（我们成为宿主机），由操作系统上安装一个软件（我们称之为Hypervisor）创建出多个虚拟机（我们成为来宾主机），guest主机如果发起系统调用等特权指令的操作会被hypervisor接收，并转换后交给host实现系统调用。

虚拟化的分类

半虚拟化：虚拟机明确的知道自己运行与虚拟机中，发起的所有系统调用被称作为hypercall，由hypercall直接向硬件发出指令。

完全虚拟化：又被称为硬件辅助的虚拟化，其实还有一种被称之为模拟化的东西，模拟化是什么呢？就是guest所有设备都是通过hypervisor模拟出来的，底层硬件和guest的硬件甚至可以完全不一样，但是这样就会多个上面提到的指令转换的过程，这样性能就大大被降低。为了解决这个问题，一些硬件厂商直接在硬件上提供了一些技术支持，例如我们知道cpu有个叫做运行环的概念，用户空间的指令在环3上运行，如果有对硬件的操作，都是通过发起系统调用，由内核操作硬件来完成这类型的指令，是在环0上执行，支持硬件辅助的cpu会虚拟出一个叫环-1的东西，我们host的内核从此就在环-1上呆着了，cpu上的指令集依然在环0上，这时候如果guest发出一个系统调用，就会直接被cpu捕获，再由cpu激活运行在环-1上的host内核来执行，这样一来是不是就比前面说的模拟化性能大大提升啊~。（当然在这里只提到了cpu的虚拟化，甚至cpu的MMU和TLB的虚拟化都没提到，还有内存的虚拟化，IO的虚拟化，这里就不多做介绍了）

另外其实还有很多种虚拟化的分类，例如我们使用的tomcat 应用级别的虚拟化，还有现在的容器虚拟化（只隔离用户空间，多个用户空间共享内核空间）等等，但这些不是今天我们所说的重点。

看了对半虚拟化和完全虚拟化，如果我描述正常的话，相信你已经有个一点点概念了，半虚拟化无疑是运行性能应该是最好的，但是需要修改guest上的内核，以让他知道自己运行在虚拟机的环境中，但是这又很难实现，毕竟修改内核也不是谁都会玩的，再说了有些系统闭源你根本没法修改~。所以一般都使用的完全虚拟化类型。

再说kvm之前还必须提一下一个重要的软件qemu，qemu本身是一款模拟软件，可以模拟出各种硬件，xen和kvm都是依赖于qemu，IO设备一般有qemu模拟，cpu和内存一般就基于硬件辅助技术虚拟出来，qemu同时也是一款管理工具，但自身是一个比较底层的工具，底层也就意味着不好用。。。

kvm介绍

kvm有一家以色列的公司Qumranet开发，但后来被红帽收购，已经被收录至内核之中，想使用，我们直接在内核中加载此模块，在用工具进行管理即可。

kvm依赖hvm硬件需要支持虚拟化技术，也就是我们上面提到的硬件辅助

kvm的管理工具

qemu：我们上文中提到的，但太过底层，所以不好用。

libvirt：有红帽牵头提出的项目，为所有虚拟化的场景中提供一个通用层，可管理所有虚拟化场景中的主机，但本身是作为一个守护进程运行在host主机上，所以较为重量级。

libvirt提供了几个工具virsh 命令行管理工具，具有重多的子命令，用于管理guest（例如添加内存大小啊）好在帮助很好查看，后文介绍，virt-install guest的管理工具用于创建guest主机等操作，另外还提供了一个图形化的管理工具virt-manager，用于创建管理guest。

接着来看如何使用

在vmwaer中勾选此项，并启动系统。

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo            #进入系统后，查看cpu信息

确保cpu支持虚拟化技术 intel为vmx  amd为svm

[root@localhost ~]# modinfo kvm            #查看当前系统是否有kvm模块，如果有模块的响应信息就代表OK了

[root@localhost ~]# modprobe kvm_intel        #装载此模块

[root@localhost ~]# ls /dev/kvm             #可以看到在设备目录下有个叫kvm的设备。
/dev/kvm

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

[root@localhost ~]# systemctl start libvirtd            #启动服务

[root@localhost ~]# yum install virt-manager        #安装图形化管理工具

接着执行virt-manager就可以直接启用图形化接口了，记得要安装linux图形界面才行，如果还要远程打开图形化窗口记得ssh -X重新登录（我这使用-X一直登录不了，就直接在虚拟机上截图看看吧）。

看到这里有没有很熟悉的感觉~，就跟我们用的vmwaer差不多，除了丑了点，接着就可以添加虚拟机，等等做修改处理了。

virsh的使用

virsh –help  可以看到有非常多的子命令，并且后面也有简单的描述，比如我想使用attach-disk添加磁盘的命令，那么使用virsh attach-disk –help 就可以看到具体使用格式，以及支持的选项。

具体的就不演示了

到这里其实还有不少问题，比如网络，磁盘，的虚拟化，用qemu-img模拟出一个磁盘，网络的虚拟化等等。

自己本来也并未完全吸收，这里就不过多介绍了，不然就成了门外汉在这指手画脚闹笑话了，以后了解了，能组织出自己的语言，再来介绍。

另外自我认为，想要学习虚拟化的使用，难得不在部署上，在虚拟化的背后有太多的理论知识，那才是重点，就像开篇标红出说的，了解那些才能真真知道虚拟化具体是咋回事，此篇就当写着玩好了~~~