QEMU和QEMU-KVM的关系

时间 2020-06-03 标签 qemu kvm 关系

不一样的基于KVM的虚拟化平台，可能会采用不一样的虚拟化组件，目前主流的采用QEMU-KVM组件，但在不一样的产品里版本有所不一样，功能也有差别，下面就几个概念进行梳理下git

KVM：Kernel-Based Virtual Machine 基于内核的虚拟机，是Linux内核的一个可加载模块，经过调用Linux自己内核功能，实现对CPU的底层虚拟化和内存的虚拟化，使Linux内核成为虚拟化层，须要x86架构的，支持虚拟化功能的硬件支持（好比Intel VT，AMD-V），是一种全虚拟化架构。KVM在2007年年2月被导入Linux 2.6.20内核中。从存在形式来看，它包括两个内核模块：kvm.ko 和 kvm_intel.ko（或kvm_amd.ko），本质上，KVM是管理虚拟硬件设备的驱动，该驱动使用字符设备/dev/kvm（由KVM自己建立）做为管理接口，主要负责vCPU的建立，虚拟内存的分配，vCPU寄存器的读写以及vCPU的运行。vim

QEMU：是一套由Fabrice Bellard编写的模拟处理器的自由软件，它是一个完整的能够单独运行的软件，能够独立模拟出整台计算机，包括CPU，内存，IO设备，经过一个特殊的“重编译器”对特定的处理器的二进制代码进行翻译，从而具备了跨平台的通用性。QEMU有两种工做模式：系统模式，能够模拟出整个电脑系统，另外一种是用户模式，能够运行不一样与当前硬件平台的其余平台上的程序（好比在x86平台上运行跑在ARM平台上的程序）；其代码地址 http://git.qemu.org/qemu.git ，有兴趣的同窗能够本身去看看，目前最新的版本是2.7.0，在0.9.1及以前版本还可使用kqemu加速器（能够理解为QEMU的一个插件，用来提升QEMU的翻译性能，支持Windows平台），但1.0之后版本就只能使用qemu-kvm（只支持Linux）进行加速了，1.3版本后QEMU和QEMU-KVM合二为一了。服务器

QEMU-KVM：从前面对KVM内核模块的介绍知道，它只负责CPU和内存的虚拟化，加载了它之后，用户就能够进一步经过工具建立虚拟机（KVM提供接口），但仅有KVM仍是不够的，用户没法直接控制内核去作事情（KVM只提供接口，怎么建立虚拟机，分配vCPU等并不在它上面进行），还必须有个运行在用户空间的工具才行，KVM的开发者选择了比较成熟的开源虚拟化软件QEMU来做为这个工具，并对其进行了修改，最后造成了QEMU-KVM。架构

在QEMU-KVM中，KVM运行在内核空间，QEMU运行在用户空间，实际模拟建立，管理各类虚拟硬件，QEMU将KVM整合了进来，经过/ioctl 调用 /dev/kvm，从而将CPU指令的部分交给内核模块来作，KVM实现了CPU和内存的虚拟化，但kvm不能虚拟其余硬件设备，所以qemu还有模拟IO设备（磁盘，网卡，显卡等）的做用，KVM加上QEMU后就是完整意义上的服务器虚拟化框架

固然，因为qemu模拟io设备效率不高的缘由，如今经常采用半虚拟化的virtio方式来虚拟IO设备，另文再谈编辑器

综上所述，QEMU-KVM具备两大做用：工具

1.提供对cpu，内存（KVM负责），IO设备（QEMU负责）的虚拟性能

2.对各类虚拟设备的建立，调用进行管理（QEMU负责）云计算

libvirt.net

顺带提一提libvirt，这是RedHat开始支持KVM后，大概是以为QEMU+KVM方案中的用户空间虚拟机管理工具不太好用或者通用性不强，因此干脆搞了个libvirt出来，一个针对各类虚拟化平台的虚拟机管理的API库，一些经常使用的虚拟机管理工具如virsh（相似vim编辑器），virt-install，virt-manager等和云计算框架平台（如OpenStack，OpenNebula，Eucalyptus等）都在底层使用libvirt提供的应用程序接口。

libvirt主要由三个部分组成：API库，一个守护进程 libvirtd 和一个默认命令行管理工具 virsh。

总结：

目前来讲，QEMU是一个独立的虚拟化解决方案，并不依赖KVM（它自己本身能够作CPU和内存的模拟，只不过效率较低），而KVM是另外一套虚拟化解决方案，对CPU进行虚拟效率较高（采用了硬件辅助虚拟化），但自己不提供其余设备的虚拟化，借用了QEMU的代码进行了定制，因此KVM方案必定要依赖QEMU

即便后来RedHat后来开发了libvirt，也只能简单的认为是个虚拟机管理工具，仍然须要经过用户空间QEMU来与KVM进行交互

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Aha，突然发现我也是个标题党，十分钟搞定某某技能这种标题最吸引人了。固然我也不是华而不实，是否是干货，你读了才知道。话说，接触Xen这么久了，如今才花时间搞清楚这个问题，要不是须要给别人解释，还不知道要等到何时才来写这篇博客。闲话少说，进入正题。

关于qemu

Qemu是一个独立的虚拟化解决方案，经过intel-VT 或AMD SVM实现全虚拟化，安装qemu的系统，能够直接模拟出另外一个彻底不一样的系统环境，虚拟机的建立经过qemu-image既可完成。QEMU自己能够不依赖于KVM，可是若是有KVM的存在而且硬件(处理器)支持好比Intel VT功能，那么QEMU在对处理器虚拟化这一块能够利用KVM提供的功能来提高性能。

关于KVM

KVM是集成到Linux内核的Hypervisor，是X86架构且硬件支持虚拟化技术（IntelVT或AMD-V）的Linux的全虚拟化解决方案。它是Linux的一个很小的模块，利用Linux作大量的事，如任务调度、内存管理与硬件设备交互等。准确来讲，KVM是Linuxkernel的一个模块。能够用命令modprobe去加载KVM模块。加载了模块后，才能进一步经过其余工具建立虚拟机。但仅有KVM模块是远远不够的，由于用户没法直接控制内核模块去做事情,你还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具，kvm开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件QEMU。提及来QEMU也是一个虚拟化软件。它的特色是可虚拟不一样的CPU。好比说在x86的CPU上可虚拟一个Power的CPU，并可利用它编译出可运行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并稍加改造，就成了可控制KVM的用户空间工具了。因此你会看到，官方提供的KVM下载有两大部分(qemu和kvm)三个文件(KVM模块、QEMU工具以及两者的合集)。也就是说，你能够只升级KVM模块，也能够只升级QEMU工具。这就是KVM和QEMU的关系。

关于Xen

实验室课题缘故，从一开始接触的就是Xen虚拟机，关于Xen的使用和开发都作了，也算是熟悉。Xen的编译安装是第一个要掌握的东西，首先你须要下载Xen的源码，而后执行configure、make 、make install。固然你也能够选择性的安装make install-xen，这种方法仅限于第二次使用Xen,并对源码作了更改后，能够不去编译安装tools文件夹下的东西，直接编译安装xen便可。那么tools下有什么东西呢？实际tools除了实现xl 、xm命令以外，还有很重要的一部分，也就是qemu-xen,qemu-xen-traditional等一些与qemu有关的程序。这也就是咱们今天要解释的xen中是如何使用qemu的。

总结

Qemu是一套独立的虚拟化解决方案，KVM是另外一套虚拟化解决方案，不过由于这个方案实际上只实现了内核中对处理器(Intel VT, AMDSVM)虚拟化特性的支持，换言之，它缺少设备虚拟化以及相应的用户空间管理虚拟机的工具，因此它借用了QEMU的代码并加以精简，连同KVM一块儿构成了另外一个独立的虚拟化解决方案，不妨称之为：KVM+QEMU.。Xen是另外一套独立的虚拟化解决方案，最初的Xen只支持半虚拟化，Intel VT技术出现后，添加了全虚拟化功能，这个全虚拟化功能也是借助了qemu实现，但不是彻底依赖qemu。