Linux虚拟化入门（一）Qemu，KVM，Virsh 概念指南

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当你安装了一台 Linux，想启动一个 KVM 虚拟机的时候，你会发现需要安装不同的软件，启动虚拟机的时候，有多种方法：

• virsh start
• kvm 命令
• qemu 命令
• qemu-kvm 命令
• qemu-system-x86_64 命令

QEMU

首先看 qemu，其中关键字 emu，全称 emulator，模拟器，所以单纯使用 qemu 是采用的完全虚拟化的模式。

Qemu 向 Guest OS 模拟 CPU，也模拟其他的硬件，GuestOS 认为自己和硬件直接打交道，其实是同 Qemu 模拟出来的硬件打交道，Qemu 将这些指令转译给真正的硬件。由于所有的指令都要从 Qemu 里面过一手，因而性能比较差。

完全虚拟化是非常慢的，所以要使用硬件辅助虚拟化技术 Intel-VT，AMD-V，所以需要 CPU 硬件开启这个标志位，一般在 BIOS 里面设置。查看是否开启

# 对于Intel CPU 可用命令判断
grep "vmx" /proc/cpuinfo 

# 对于AMD CPU 可用命令判断
grep "svm" /proc/cpuinfo 

当确认开始了标志位之后，通过 KVM，GuestOS 的 CPU 指令不用经过 Qemu 转译，直接运行，大大提高了速度。

所以 KVM 在内核里面需要有一个模块，来设置当前 CPU 是 Guest OS 在用，还是 Host OS 在用。

KVM

基于内核的虚拟机（英语：Kernel-based Virtual Machine，缩写为 KVM）是一种用于 Linux 内核中的虚拟化基础设施，可将 Linux 内核转化为一个虚拟机监视器。

KVM 提供抽象的设备，但不模拟处理器。它开放了 /dev/kvm 接口，供用户模式的主机使用。

qemu-kvm

Qemu 将 KVM 整合进来，通过 ioctl 调用 /dev/kvm 接口，将有关 CPU 指令的部分交由内核模块来做，就是 qemu-kvm (qemu-system-XXX)

qemu 和 kvm 整合之后，CPU 的性能问题解决了，另外 Qemu 还会模拟其他的硬件，如 Network, Disk，同样全虚拟化的方式也会影响这些设备的性能。

于是 qemu 采取半虚拟化或者类虚拟化的方式，让 Guest OS 加载特殊的驱动来做这件事情。

例如网络需要加载 virtio_net，存储需要加载 virtio_blk，Guest 需要安装这些半虚拟化驱动，GuestOS 知道自己是虚拟机，所以数据直接发送给半虚拟化设备，经过特殊处理，例如排队，缓存，批量处理等性能优化方式，最终发送给真正的硬件，一定程度上提高了性能。

virsh

然而直接用 qemu 或者 qemu-kvm 或者 qemu-system-xxx 的少，大多数还是通过 virsh 启动， virsh 属于 libvirt 工具， libvirt 是目前使用最为广泛的对 KVM 虚拟机进行管理的工具和 API ，可不止管理 KVM。

Libvirt 分服务端和客户端， Libvirtd 是一个 daemon 进程，是服务端，可以被本地的 virsh 调用，也可以被远程的 virsh 调用，virsh 相当于客户端。

Libvirtd 调用 qemu-kvm 操作虚拟机，有关 CPU 虚拟化的部分，qemu-kvm 调用 kvm 的内核模块来实现

这下子，整个相互关系才搞清楚了。

参考文献

• 我是虚拟机内核我困惑？！
• Qemu，KVM，Virsh 傻傻的分不清
• 基于内核的虚拟机 - Wikipedia