openstack, kvm, qemu-kvm以及libvirt之間的關係

虛擬化類型

全虛擬化（Full Virtualization)

全虛擬化也成爲原始虛擬化技術，該模型使用虛擬機協調guest操做系統和原始硬件，VMM在guest操做系統和裸硬件之間用於工做協調，一些受保護指令必須由Hypervisor（虛擬機管理程序）來捕獲處理。

圖1 全虛擬化模型

全虛擬化的運行速度要快於硬件模擬，可是性能方面不如裸機，由於Hypervisor須要佔用一些資源。

表明:IBM CP/CMS，VirtualBox，KVM，VMware Workstation和VMware ESX

優勢: Guest OS無需修改，速度和功能都很是不錯，更重要的是使用很是簡單

缺點:基於Hosted模式的全虛擬產品性能方面不是特別優異，特別是I/O方面

半虛擬化（Para Virtualization）

半虛擬化是另外一種相似於全虛擬化的技術，它使用Hypervisor分享存取底層的硬件，可是它的guest操做系統集成了虛擬化方面的代碼。該方法無需從新編譯或引發陷阱，由於操做系統自身可以與虛擬進程進行很好的協做。

圖2 半虛擬化模型

半虛擬化須要guest操做系統作一些修改，使guest操做系統意識到本身是處於虛擬化環境的，可是半虛擬化提供了與原操做系統相近的性能。

表明:微軟的Hyper-V,Xen
優勢:種模式和全虛擬化相比，架構更精簡，並且在總體速度上有必定的優點
缺點:須要對Guest OS進行修改，因此在用戶體驗方面比較麻煩

虛擬化技術

KVM(Kernel-based Virtual Machine)基於內核的虛擬機

KVM是集成到Linux內核的Hypervisor，是X86架構且硬件支持虛擬化技術（Intel VT或AMD-V）的Linux的全虛擬化解決方案。它是Linux的一個很小的模塊，利用Linux作大量的事，如任務調度、內存管理與硬件設備交互等。

圖3 KVM虛擬化平臺架構

Xen

Xen是第一類運行在裸機上的虛擬化管理程序(Hypervisor)。它支持全虛擬化和半虛擬化,Xen支持hypervisor和虛擬機互相通信，而 且提供在全部Linux版本上的免費產品，包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server。Xen最重要的優點在於半虛擬化，此外未經修改的操做系統也能夠直接在xen上運行(如Windows)，能讓虛擬機有效運行而不須要仿 真，所以虛擬機能感知到hypervisor，而不須要模擬虛擬硬件，從而能實現高性能。

圖4 Xen虛擬化平臺架構

QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所編寫的模擬處理器的自由軟件。它與Bochs，PearPC近似，但其具備某些後二者所不具有的特性，如高速度及跨平臺的特性。經由kqemu這個開源的加速器，QEMU能模擬至接近真實電腦的速度。

KVM和QEMU的關係

準確來講，KVM是Linux kernel的一個模塊。能夠用命令modprobe去加載KVM模塊。加載了模塊後，才能進一步經過其餘工具建立虛擬機。但僅有KVM模塊是 遠遠不夠的，由於用戶沒法直接控制內核模塊去做事情,你還必須有一個運行在用戶空間的工具才行。這個用戶空間的工具，kvm開發者選擇了已經成型的開源虛 擬化軟件 QEMU。提及來QEMU也是一個虛擬化軟件。它的特色是可虛擬不一樣的CPU。好比說在x86的CPU上可虛擬一個Power的CPU，並可利用它編譯出 可運行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，並稍加改造，就成了可控制KVM的用戶空間工具了。因此你會看到，官方提供的KVM下載有兩 大部分(qemu和kvm)三個文件(KVM模塊、QEMU工具以及兩者的合集)。也就是說，你能夠只升級KVM模塊，也能夠只升級QEMU工具。這就是 KVM和QEMU 的關係。

圖5 KVM和QEMU關係

openstack, kvm, qemu-kvm以及libvirt之間的關係

KVM是最底層的hypervisor，它是用來模擬CPU的運行，它缺乏了對network和周邊I/O的支持，因此咱們是無法直接用它的。

QEMU-KVM就是一個完整的模擬器，它是構建基於KVM上面的，它提供了完整的網絡和I/O支持。

Openstack不會直接控制qemu-kvm，它會用一個叫libvirt的庫去間接控制qemu-kvm。libvirt提供了跨VM平臺的功能，它能夠控制除了QEMU以外的模擬器，包括vmware, virtualbox， xen等等。

因此爲了openstack的跨VM性，因此openstack只會用libvirt而不直接用qemu-kvm。libvirt還提供了一些高級的功能，例如pool/vol管理。

原文：https://huangwei.me/wiki/tech_cloud_kvm_qemu_libvirt_openstack.html