CPU 和内存虚拟化原理 - 天天5分钟玩转 OpenStack（6）

前面咱们成功地把 KVM 跑起来了，有了些感性认识，这个对于初学者很是重要。不过还不够，咱们多少得了解一些 KVM 的实现机制，这对之后的工做会有帮助。

CPU 虚拟化

KVM 的虚拟化是须要 CPU 硬件支持的。还记得咱们在前面的章节讲过用命令来查看 CPU 是否支持KVM虚拟化吗？

root@ubuntu:~# egrep -o '(vmx|svm)'  /proc/cpuinfo vmx

若是有输出 vmx 或者 svm，就说明当前的 CPU 支持 KVM。CPU 厂商 Intel 和 AMD 都支持虚拟化了，除非是很是老的 CPU。

一个 KVM 虚机在宿主机中实际上是一个 qemu-kvm 进程，与其余 Linux 进程同样被调度。 好比在个人实验机上运行的虚机 kvm1 在宿主机中 ps 能看到相应的进程。

虚机中的每个虚拟 vCPU 则对应 qemu-kvm 进程中的一个线程。看下图

在这个例子中，宿主机有两个物理 CPU，上面起了两个虚机 VM1 和 VM2。 VM1 有两个 vCPU，VM2 有 4 个 vCPU。能够看到 VM1 和 VM2 分别有两个和 4 个线程在两个物理 CPU 上调度。

这里也演示了另外一个知识点，即虚机的 vCPU 总数能够超过物理 CPU 数量，这个叫 CPU overcommit（超配）。 KVM 容许 overcommit，这个特性使得虚机可以充分利用宿主机的 CPU 资源，但前提是在同一时刻，不是全部的虚机都满负荷运行。 固然，若是每一个虚机都很忙，反而会影响总体性能，因此在使用 overcommit 的时候，须要对虚机的负载状况有所了解，须要测试。

内存虚拟化

KVM 经过内存虚拟化共享物理系统内存，动态分配给虚拟机。看下图

为了在一台机器上运行多个虚拟机，KVM 须要实现 VA（虚拟内存） -> PA（物理内存） -> MA（机器内存）直接的地址转换。虚机 OS 控制虚拟地址到客户内存物理地址的映射 （VA -> PA），可是虚机 OS 不能直接访问实际机器内存，所以 KVM 须要负责映射客户物理内存到实际机器内存 （PA -> MA）。具体的实现就不作过多介绍了，你们有兴趣能够查查资料。

还有一点提醒你们，内存也是能够 overcommit 的，即全部虚机的内存之和能够超过宿主机的物理内存。但使用时也须要充分测试，不然性能会受影响。

下一节咱们讨论 KVM 如何实现存储虚拟化。