一、 KVM概述
1.1 KVM 即 Kernel-based Virtual Machine 基於內核的虛擬機。
KVM，是一個開源的系統虛擬化模塊，自 Linux 2.6.20 之后集成在 Linux 的各個主要發行版本中。它使用 Linux 自身的調度器進行管理，所以相對於Xen，其核心源碼很少。KVM 目前已成為學術界的主流 VMM(虛擬機監控器)之一。KVM 的虛擬化需要硬件支持（如 Intel VT 技術戒者 AMD V 技術)。是基於硬件的完全虛擬化。而 Xen 早期則是基於軟件模擬的 Para-Virtualization。
1.2 虛擬化技術
例如很常見的VMWare、VirtualBox、Citrix Xen、kvm等。桌面虛擬化 將原本在本地電腦安裝的桌面系統統一在后端數據中心進
行部署和管理； 用戶可以通過任何設備，在任何地點，任何時間訪問屬於
自己的桌面系統環境。還有服務器虛擬化。包括全虛擬化(Full-Virtulization)：
無需修改操作系統，VM ESXi、Linux KVM
• 半虛擬化(Para-Virtulization)：
集成半虛擬化代碼，直接運行特權指令，性能接近物理機，需要修改操作
系統，
MS Hyper-V、 Ctrix Xen、IBM PowerVM
• 操作系統層虛擬化
開發、測試環境，VM Workstation、VM Server
通過虛擬化技術將一台計算機虛擬為多台邏輯計算機，在一台計算機上同時運行多個邏輯計算機，同時每個邏輯計算機可運行不同的操作系統，應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互相不影響，從而提高計算機的工作效率
1.3構成
KVM： 是指基於 Linux 內核的虛擬機(Kernel-based Virtual Machine)。是第一個整合到 Linux內核的虛擬化技術。在 KVM 模型中，每一個虛擬機都是一個由 Linux 調度程序管理的標准進程，你可以在用戶空間啟動客戶機操作系統。
一個普通的 Linux 進程有兩種運行模式：內核和用戶。 KVM 增加了第三種模式：客戶模式(有自己的內核和用戶模式)
XEN ：需要升級內核，只能支持和物理機系統一樣的操作系統。 xen 虛擬上，可以運行 windows ？
KVM： 支持 linux 以外的其它系統。比如:windows
QEMU：是一套由 Fabrice Bellard 所編寫的以 GPL 許可證分發源碼的模擬處理器，在 GNU/Linux平台上使用廣泛。QEMU 具有高速度和跨平台的特性，QEMU 能模擬至接近真實電腦的速度。
QEMU 能模擬整個電腦系統，包括中央處理器及其他周邊設備。
QEMU 和 vmware 一樣都是支持仿真虛擬化，效率比較低。
二、虛擬化類型
1、全虛擬化：將物理硬件資源全部通過軟件的方式抽象化，最后進行調用
使用的方法:使用hypervisor（VMM）軟件，其原理是在底層硬件和服務器之間建立一個抽象層，而基於核心的虛擬機是面向Linux系統的開源產品hypervisor(VMM)可以捕捉CPU的指令，為指令訪問硬件控制器和外設充當中介。
2、半虛擬化：需要修改操作系統
3、直通：直接使用物理硬件資源（需要支持，還不完善)
三 虛擬化的優缺點
特性：
優勢
① 集中化管理（遠程管理、維護）
② 提高硬件利用率（物理資源利用率低-例如峰值，虛擬化解決了“空閑”容量）
③ 動態調整機器/資源配置（虛擬化把系統的應用程序和服務硬件分離、提高了靈活性）
④ 高可靠（可部署額外的功能和方案，可提高透明負載均衡、遷移、恢復復制等應用環境）
缺點
① 前期高額費用（初期的硬件支持）
② 降低硬件利用率（特定場景-例如極度吃資源的應用不一定適合虛擬化）
③ 更大的錯誤影響面（本地物理機down機會導致虛擬機均不可用，同時可能虛擬機中文件全部損壞）
④ 實施配置復雜、管理復雜（管理人員運維、排障困難）
⑤ 一定的限制性（虛擬化技術涉及各種限制，必須與支持/兼容虛擬化的服務器、應用程序及供應商結合使用）
⑥ 安全性（虛擬化技術自身的安全隱患）
四 KVM架構及原理：
1、客戶模式(guestOS):VM中的OS為GuestOS
客戶機在操作系統中運行的模式，客戶機分為內核模式和用戶模式，作用如下：
2、用戶模式：
為用戶提供虛擬機管理的用戶空間工具以及代表用戶執行I/O，Qemu工作在此模式下（Qemu的主要功能）
3、linux內核模式
模擬CPU、內存，實現客戶模式切換，處理從客戶模式的退出，KVM即運行在此模式下
五 KVM實際應用：
Vmware workstation、virtualbox等，是模擬硬件資源/設備
六 KVM工作流程
用戶模式的 Qemu 利用接口 libkvm 通過 ioctl 系統調用進入內核模式。 KVM驅動為虛擬機創建虛擬 CPU 和虛擬內存，
然后執行 VMLAU·NCH 指令進入客戶模式，裝載 Guest OS 並運行。Guest OS 運行過程中如果發生異常，則暫停Guest OS
的運行並保存當前狀態同時退出到內核模式來處理這些異常。
內核模式處理這些異常時如果不需要 I/O則處理完成后重新進入客戶模式。如果需要 I/O 則進入到用戶模式，
則由 Qemu 來處理 I/O，處理完成后進入內核模式，再進入客戶模式