KVM虚拟化技术及常用命令详解

KVM全称是Kernel-based Virtual Machine，即基于内核的虚拟机，是采用硬件辅助虚拟化技术的全虚拟化解决方案。对于I/O设备（如硬盘、网卡等），KVM即支持QEMU仿真的全虚，也支持virtio方式的半虚。

KVM从诞生开始就定位于基于硬件虚拟化支持的全虚实现，由于其在Linux内核2.6版本后被集成，通过内核加载模式使得Linux内核变成一个事实上的Hypervisor(虚拟机管理器，也叫VMM（Virtual Machine Monitor）)，但是硬件管理还是由Linux Kernel来完成。

Hypervisor和VMM：

可以把hypervisor和VMM（virtual machine monitor）理解为同一样东西，它们都是用于监控和控制虚拟机操作系统。

在创建虚拟机的过程中，会虚拟出一整套的硬件资源，例如硬盘、内存、CPU、网络设备等，这些工作都是由hypervisor负责，除此之外，它还负责虚拟系统运行过程的资源分配和虚拟机的生命周期管理等。

一个KVM客户机就对应一个Linux进程，每个vCPU对应这个进程下的一个线程，还有单独处理I/O的线程，属于同一个进程组。

所以，宿主机上Linux Kernel可以像调度普通Linux进程一样调度KVM虚拟机，这种机制使得Linux Kernel的进程优化和调度功能优化等策略，都能用于KVM虚拟机。比如：通过进程权限限定功能可以限制KVM客户机的权限和优先级等。

由于KVM嵌入Linux内核中，除了硬件辅助虚拟化（如VT-d）的硬件设备能被虚拟机看见外，其他的I/O设备都是QEMU模拟出来的，所以QEMU是KVM天生的好基友。

可以说KVM就是在硬件辅助虚拟化技术之上构建起来的VMM。

但并非要求所有硬件虚拟化技术都支持才能运行KVM虚拟化，KVM对硬件最低的依赖是CPU的硬件虚拟化支持（比如：Intel的VT-x技术和AMD的AMD-V技术），而其他的内存和I/O的硬件虚拟化支持，会让整个KVM虚拟化下的性能得到更多的提升。

所以在虚拟机部署KVM功能时，首先就是要查看宿主机Host（也就是主机上的虚拟机，这里是在VMware Workstations的虚拟机打开CPU虚拟化功能。

然后在Linux系统中可以通过如下命令确定支持VT-x功能:

如果什么输出都没有，那说明你的系统并没有支持虚拟化的处理 ，不能使用KVM。

“vmx” 是 Intel CPU 的虚拟化技术标识，”svm” 是 AMD CPU 的虚拟化技术标识。安装KVM及相关的工具：

sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virt-manager

– qemu-kvm：KVM虚拟化的基本包

– libvirt-daemon-system：libvirt守护程序，提供API和管理虚拟化功能

– libvirt-clients：包含用于与libvirt守护程序通信的客户端实用程序

– bridge-utils：用于创建和管理网络桥接的工具集

– virt-manager：用于管理虚拟机的图形化工具确认libvirtd服务已启动并运行：

sudo systemctl start libvirtd
sudo systemctl status libvirtd
#确保在系统启动时自动启动
sudo systemctl enable libvirtd

通过virt-manger（图形化工具）来创建或者管理虚拟机

或者通过virsh（命令行工具）来创建或者管理虚拟机

下面是一些常用的virsh命令：

• virsh list: 列出当前运行的虚拟机
• virsh start <domain>: 启动指定名称的虚拟机
• virsh shutdown <domain>: 关闭指定名称的虚拟机
• virsh reboot <domain>: 重启指定名称的虚拟机
• virsh create <xmlfile>: 根据指定的XML文件创建虚拟机
• virsh destroy <domain>: 强制停止指定名称的虚拟机
• virsh undefine <domain>: 删除指定名称的虚拟机配置
• virsh console <domain>: 进入指定名称的虚拟机控制台
• virsh dominfo <domain>: 显示指定名称的虚拟机信息
• virsh domstate <domain>: 显示指定名称的虚拟机状态

接下来分析一下kvm的Makefile :

可以看出kvm的Makefile主要生成三个模块,kvm.o和kvm-intel.o、kvm-amd.o。

• kvm.o是kvm的核心模块，kvm基本只实现硬件辅助虚拟化相关部分，而不支持的用Qemu来模拟实现。
• kvm-intel.o是intel平台架构虚拟化模块，平台相关
• kvm-amd.o是amd架构虚拟化模块，平台相关