KVM 虚拟化

KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于内核的虚拟机技术，具有以下优势：

• ‌开源性‌：KVM是完全开源的，这意味着它没有许可费用，适合预算有限的用户。
• ‌性能‌：KVM利用Linux内核的现有功能，通常在性能上表现出色，特别是在x86平台上。
• ‌广泛支持‌：KVM支持多种处理器架构，包括x86、PowerPC、S/390和ARM等，适用于多种硬件平台。
• ‌社区支持‌：KVM拥有活跃的开源社区，用户可以获得丰富的资源和支持。

目前VMware ESXi是领导者，

几种主流虚拟化技术架构：ESXi、Xen与KVM，其主要差别在与各组件（CPU、内存、磁盘与网络IO）的虚拟化与调度管理实现组件有所不同。在ESXi中，所有虚拟化功能都在内核实现。Xen内核仅实现CPU与内存虚拟化， IO虚拟化与调度管理由Domain0（主机上启动的第一个管理VM）实现。​KVM内核实现CPU与内存虚拟化，QEMU实现IO虚拟化，通过Linux进程调度器实现VM管理。

KVM虚拟化有两个核心模块：

1）KVM内核模块：主要包括KVM虚拟化核心模块KVM.ko，以及硬件相关的KVM_intel或KVM_AMD模块；负责CPU与内存虚拟化，包括VM创建，内存分配与管理、vCPU执行模式切换等。

2）QEMU设备模拟：实现IO虚拟化与各设备模拟（磁盘、网卡、显卡、声卡等），通过IOCTL系统调用与KVM内核交互。KVM仅支持基于硬件辅助的虚拟化（如Intel-VT与AMD-V），在内核加载时，KVM先初始化内部数据结构，打开CPU控制寄存器CR4里面的虚拟化模式开关，执行VMXON指令将Host OS设置为root模式，并创建的特殊设备文件/dev/kvm等待来自用户空间的命令，然后由KVM内核与QEMU相互配合实现VM的管理。KVM会复用部分Linux内核的能力，如进程管理调度、设备驱动，内存管理等。

参考：

《KVM实战原理、进阶与性能调优》