QEMU和QEMU-KVM的關係

不一樣的基於KVM的虛擬化平臺，可能會採用不一樣的虛擬化組件，目前主流的採用QEMU-KVM組件，但在不一樣的產品裏版本有所不一樣，功能也有差別，下面就幾個概念進行梳理下

 

KVM：Kernel-Based Virtual Machine 基於內核的虛擬機，是Linux內核的一個可加載模塊，經過調用Linux自己內核功能，實現對CPU的底層虛擬化和內存的虛擬化，使Linux內核成爲虛擬化層，須要x86架構的，支持虛擬化功能的硬件支持（好比Intel VT，AMD-V），是一種全虛擬化架構。KVM在2007年年2月被導入Linux 2.6.20內核中。從存在形式來看，它包括兩個內核模塊：kvm.ko  和  kvm_intel.ko（或kvm_amd.ko），本質上，KVM是管理虛擬硬件設備的驅動，該驅動使用字符設備/dev/kvm（由KVM自己建立）做爲管理接口，主要負責vCPU的建立，虛擬內存的分配，vCPU寄存器的讀寫以及vCPU的運行。

 

QEMU：是一套由Fabrice Bellard編寫的模擬處理器的自由軟件，它是一個完整的能夠單獨運行的軟件，能夠獨立模擬出整臺計算機，包括CPU，內存，IO設備，經過一個特殊的「重編譯器」對特定的處理器的二進制代碼進行翻譯，從而具備了跨平臺的通用性。QEMU有兩種工做模式：系統模式，能夠模擬出整個電腦系統，另外一種是用戶模式，能夠運行不一樣與當前硬件平臺的其餘平臺上的程序（好比在x86平臺上運行跑在ARM平臺上的程序）；其代碼地址 http://git.qemu.org/qemu.git  ，有興趣的同窗能夠本身去看看，目前最新的版本是2.7.0，在0.9.1及以前版本還可使用kqemu加速器（能夠理解爲QEMU的一個插件，用來提升QEMU的翻譯性能，支持Windows平臺），但1.0之後版本就只能使用qemu-kvm（只支持Linux）進行加速了，1.3版本後QEMU和QEMU-KVM合二爲一了。

 

QEMU-KVM：從前面對KVM內核模塊的介紹知道，它只負責CPU和內存的虛擬化，加載了它之後，用戶就能夠進一步經過工具建立虛擬機（KVM提供接口），但僅有KVM仍是不夠的，用戶沒法直接控制內核去作事情（KVM只提供接口，怎麼建立虛擬機，分配vCPU等並不在它上面進行），還必須有個運行在用戶空間的工具才行，KVM的開發者選擇了比較成熟的開源虛擬化軟件QEMU來做爲這個工具，並對其進行了修改，最後造成了QEMU-KVM。

在QEMU-KVM中，KVM運行在內核空間，QEMU運行在用戶空間，實際模擬建立，管理各類虛擬硬件，QEMU將KVM整合了進來，經過/ioctl 調用 /dev/kvm，從而將CPU指令的部分交給內核模塊來作，KVM實現了CPU和內存的虛擬化，但kvm不能虛擬其餘硬件設備，所以qemu還有模擬IO設備（磁盤，網卡，顯卡等）的做用，KVM加上QEMU後就是完整意義上的服務器虛擬化

固然，因爲qemu模擬io設備效率不高的緣由，如今經常採用半虛擬化的virtio方式來虛擬IO設備，另文再談

綜上所述，QEMU-KVM具備兩大做用：

1.提供對cpu，內存（KVM負責），IO設備（QEMU負責）的虛擬

2.對各類虛擬設備的建立，調用進行管理（QEMU負責）

 

libvirt

順帶提一提libvirt，這是RedHat開始支持KVM後，大概是以爲QEMU+KVM方案中的用戶空間虛擬機管理工具不太好用或者通用性不強，因此乾脆搞了個libvirt出來，一個針對各類虛擬化平臺的虛擬機管理的API庫，一些經常使用的虛擬機管理工具如virsh（相似vim編輯器），virt-install，virt-manager等和雲計算框架平臺（如OpenStack，OpenNebula，Eucalyptus等）都在底層使用libvirt提供的應用程序接口。

libvirt主要由三個部分組成：API庫，一個守護進程 libvirtd 和一個默認命令行管理工具 virsh。

 

總結：

目前來講，QEMU是一個獨立的虛擬化解決方案，並不依賴KVM（它自己本身能夠作CPU和內存的模擬，只不過效率較低），而KVM是另外一套虛擬化解決方案，對CPU進行虛擬效率較高（採用了硬件輔助虛擬化），但自己不提供其餘設備的虛擬化，借用了QEMU的代碼進行了定製，因此KVM方案必定要依賴QEMU

即便後來RedHat後來開發了libvirt，也只能簡單的認爲是個虛擬機管理工具，仍然須要經過用戶空間QEMU來與KVM進行交互

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Aha，突然發現我也是個標題黨，十分鐘搞定某某技能這種標題最吸引人了。固然我也不是華而不實，是否是乾貨，你讀了才知道。話說，接觸Xen這麼久了，如今才花時間搞清楚這個問題，要不是須要給別人解釋，還不知道要等到何時纔來寫這篇博客。閒話少說，進入正題。

關於qemu

Qemu是一個獨立的虛擬化解決方案，經過intel-VT 或AMD SVM實現全虛擬化，安裝qemu的系統，能夠直接模擬出另外一個徹底不一樣的系統環境，虛擬機的建立經過qemu-image既可完成。QEMU自己能夠不依賴於KVM，可是若是有KVM的存在而且硬件(處理器)支持好比Intel VT功能，那麼QEMU在對處理器虛擬化這一塊能夠利用KVM提供的功能來提高性能。

關於KVM

KVM是集成到Linux內核的Hypervisor，是X86架構且硬件支持虛擬化技術（IntelVT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。準確來講，KVM是Linuxkernel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。

關於Xen

實驗室課題緣故，從一開始接觸的就是Xen虛擬機，關於Xen的使用和開發都作了，也算是熟悉。Xen的編譯安裝是第一個要掌握的東西，首先你須要下載Xen的源碼，而後執行configure、make 、make install。固然你也能夠選擇性的安裝make install-xen，這種方法僅限於第二次使用Xen,並對源碼作了更改後，能夠不去編譯安裝tools文件夾下的東西，直接編譯安裝xen便可。那麼tools下有什麼東西呢？實際tools除了實現xl 、xm命令以外，還有很重要的一部分，也就是qemu-xen,qemu-xen-traditional等一些與qemu有關的程序。這也就是咱們今天要解釋的xen中是如何使用qemu的。

總結

Qemu是一套獨立的虛擬化解決方案，KVM是另外一套虛擬化解決方案，不過由於這個方案實際上只實現了內核中對處理器(Intel VT, AMDSVM)虛擬化特性的支持，換言之，它缺少設備虛擬化以及相應的用戶空間管理虛擬機的工具，因此它借用了QEMU的代碼並加以精簡，連同KVM一塊兒構成了另外一個獨立的虛擬化解決方案，不妨稱之爲：KVM+QEMU.。Xen是另外一套獨立的虛擬化解決方案，最初的Xen只支持半虛擬化，Intel VT技術出現後，添加了全虛擬化功能，這個全虛擬化功能也是藉助了qemu實現，但不是徹底依賴qemu。

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