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qemu,kvm,qemu-kvm,xen,libvirt的区别

Q
 QEfarmer
发布于 2015/03/13 19:22
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KVM:(Kernel-based Virtual Machine)基于内核的虚拟机

KVM是集成到Linux内核的Hypervisor,是X86架构且硬件支持虚拟化技术(Intel VT或AMD-V)的Linux的全虚拟化解决方案。它是Linux的一个很小的模块,利用Linux做大量的事,如任务调度、内存管理与硬件设备交互等。

从存在形式看,KVM是两个内核模块kvm.ko和kvm_intel.ko(对AMD处理器来说,就是kvm_amd.ko),这两个模块用来实现CPU的虚拟化。 如果要让用户在KVM上完成一个虚拟机相关的操作,显然需要用户空间的东西,同时还包括IO虚拟化,所以KVM的解决方案借鉴了QEMU的东西并做了一定的修改,形成了自己的KVM虚拟机工具集和IO虚拟化的支持,也就是所谓的qemu-kvm.(KVM is a fork of QEMU, namely qemu-kvm)

Xen

Xen是第一类运行再裸机上的虚拟化管理程序(Hypervisor)。它支持全虚拟化和半虚拟化,Xen支持hypervisor和虚拟机互相通讯,而且提供在所有Linux版本上的免费产品,包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server。Xen最重要的优势在于半虚拟化,此外未经修改的操作系统也可以直接在xen上运行(如Windows),能让虚拟机有效运行而不需要仿真,因此虚拟机能感知到hypervisor,而不需要模拟虚拟硬件,从而能实现高性能。 QEMU is used by Xen.

QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs,PearPC近似,但其具有某些后两者所不具备的特性,如高速度及跨平台的特性,qemu可以虚拟出不同架构的虚拟机,如在x86平台上可以虚拟出power机器kqemu为qemu的加速器经由kqemu这个开源的加速器,QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

QEMU本身可以不依赖于KVM,但是如果有 KVM的存在并且硬件(处理器)支持比如Intel VT功能,那么QEMU在对处理器虚拟化这一块可以利用KVM提供的功能来提升性能。


KVM和QEMU的关系

准确来说,KVM是Linux kernel的一个模块。可以用命令modprobe去加载KVM模块。加载了模块后,才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有KVM模块是 远远不够的,因为用户无法直接控制内核模块去作事情,你还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具,kvm开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件 QEMU。说起来QEMU也是一个虚拟化软件。它的特点是可虚拟不同的CPU。比如说在x86的CPU上可虚拟一个Power的CPU,并可利用 它编译出可运行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分,并稍加改造,就成了可控制KVM的用户空间工具了。所以你会看到,官方提供的KVM 下载有两大部分(qemu和kvm)三个文件(KVM模块、QEMU工具以及二者的合集)。也就是说,你可以只升级KVM模块,也可以只升级QEMU工 具。这就是KVM和QEMU 的关系。

QEMU是个独立的虚拟化解决方案,从这个角度它并不依赖KVM。 而KVM是另一套虚拟化解决方案,不过因为这个方案实际上只实现了内核中对处理器(Intel VT, AMD SVM)虚拟化特性的支持,换言之,它缺乏设备虚拟化以及相应的用户空间管理虚拟机的工具,所以它借用了QEMU的代码并加以精简,连同KVM一起构成了另一个独立的虚拟化解决方案,不妨称之为:KVM+QEMU. 

KVM用户空间虚拟机管理工具有kvm, kvm-img, kvm-nbd ,kvm-ok 和kvm_stat,实际上kvm就是一个指向qemu-system-x86_64的符号链接,kvm-img则是指向qemu-img的符号链接。从适用的范围来讲, QEMU虚拟化方案除了支持x86架构外,还支持其他很多架构,比如qemu-system-m68k,qemu-system-mips64, qemu-system-ppc64, qemu-system-arm等等。但是目前提到KVM,一般指x86上基于Intel VT和AMD SVM的解决方案,虽然目前将KVM移植到ARM, PPC的工作正在进行中。


当然由于redhat已经开始支持KVM,它认为KVM+QEMU'的方案中用户空间虚拟机管理工具不太好使,或者通用性不强
,所以redhat想了一个libvirt出来,一个用来管理虚拟机的API库,不只针对KVM,也可以管理Xen等方案下的虚拟机。


 

kvm-qemu可执行程序像普通Qemu一样:分配RAM,加载代码,不同于重新编译或者调用callingKQemu,它创建了一个线程(这个很重要);这个线程调用KVM内核模块去切换到用户模式,并且去执行VM代码。当遇到一个特权指令,它从新切换会KVM内核模块,该内核模块在需要的时候,像Qemu线程发信号去处理大部分的硬件仿真。

这个体系结构一个比较巧妙的一个地方就是客户代码被模拟在一个posix线程,这允许你使用通常Linux工具管理。如果你需要一个有2或者4核的虚拟机,kvm-qemu创建2或者4个线程,每个线程调用KVM内核模块并开始执行。并发性(若果你有足够多的真实核)或者调度(如果你不管)是被通用的Linux调度器,这个使得KVM代码量十分的小。
当一起工作的时候,KVM管理CPU和MEM的访问,QEMU仿真硬件资源(硬盘,声卡,USB,等等)当QEMU单独运行时,QEMU同时模拟CPU和硬件。

from http://yansu.org/2013/03/20/different-bewteen-kvm-xen-qemu.html

from http://blog.chinaunix.net/uid-23769728-id-3256677.html

from http://zhidao.baidu.com/question/536621740.html


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