KVM 虛拟化 | 學習筆記

開發者學堂課程【KVM 虛拟化第一課時：KVM 虛拟化】學習筆記，與課程緊密聯系，讓使用者快速學習知識。

課程位址：

https://developer.aliyun.com/learning/course/809/detail/13903

KVM 虛拟化

在本系列課程中，主要學習KVM虛拟化，并且在電腦上完成KVM的安裝和簡單的使用，在最後的課程當中為大家介紹一些KVM管理和使用上的一些技巧，并且給出大家進一步的學習和指引。

一、雲計算的發展

雲計算于2006年，首次被Google前首席執行官Eric Schmidt提出；

在20世紀60年代，麥卡錫就提出了把計算能力作為一種像水和電一樣的公用事業提供給使用者；

在20世紀90年代，網格計算的誕生讓人們看到了雲計算的雛形

二、雲計算與虛拟化

虛拟化正是建構雲計算基礎架構不可或缺的一個關鍵技術。

雲計算的雲端系統，其實質上就是一個大型的分布式系統。

虛拟化通過在一個實體平台上虛拟出更多的虛拟平台，而其中的每一個虛拟平台則可以作為獨立的終端加入雲端的分布式系統。

比起直接使用實體平台，虛拟化在資源的有效利用、動态調配和高可靠性方面有着巨大的優勢。

利用虛拟化，企業不必抛棄現有的基礎架構即可建構全新的基礎架構，進而更加充分地利用原有的IT投資。

借助于虛拟化，企業可以更好的去管理他們的這些資産。

三、何為虛拟化

我們可以将一般的計算模型抽象成為一定的實體資源和運作之上的計算元件，它們之間通過定義的實體資源接口進行互動，将這樣的一種行為稱為虛拟化。

随着計算機硬體技術的發展，實體資源的容量越來越大而價格越來越低，在既有的計算元件架構下，實體資源不可避免地産生了閑置和浪費。

為了充分利用新的實體資源，提高效率，一個比較直接的方法就是更新計算元件以利用更加豐富的物力資源。

但是，人們往往出于對穩定性和相容性的追求，并不情願頻繁地對已經存在的計算元件作大幅度的變更。

虛拟化技術則是另辟蹊徑，通過引入一個新的虛拟化層，對下管理真實的實體資源，對上提供虛拟的系統資源，進而實作了在擴大硬體容量的同時，簡化軟體的重新配置過程。

四、不同的虛拟化

最為常見的虛拟化主要有以下4種：

1. 伺服器虛拟化，我們實作伺服器虛拟化以後，多個作業系統可以作為虛拟機在單台實體伺服器上運作，并且每個作業系統都可以通路底層伺服器計算資源，進而解決了運作效率低下的問題。

2. 網絡虛拟化，網絡虛拟化以軟體的形式完整的再現了實體網絡，将已經連接配接的工作負載提供邏輯的網絡連接配接裝置和服務，一方面提供了與實體裝置相同的特性和保障。另一方面還提供了虛拟化所具有的運維優勢和硬體的獨立性。

3. 桌面虛拟化，它是以代管服務所形式來去部署桌面，這樣可以讓使用者更加快速地對不斷變化的需求做出響應。比如說企業可以快速輕松地向分支機構、外包員工或者是海外員工以及那些在使用平闆電腦的移動從業人員傳遞一個虛拟化的桌面和應用，降低了使用的成本。

4. 軟體定義存儲，随着網際網路發展海量的資料和實時的應用程式，使存儲需求達到了一種新的高度，而存儲的虛拟化可以對伺服器内部的磁盤和記憶體進行一個抽象，把它們組合到一個高性能的存儲，然後以軟體的形式來傳遞，通過軟體定義的存儲可以提升運維模式的效率。

五、軟體虛拟化和硬體虛拟化

純軟體虛拟化，使用純軟體的方法在現有的實體平台上（往往并不支援硬體虛拟化）實作對實體平台通路的截獲和模拟。

常見的軟體虛拟機例如QEMU、VMWtualBox等。

硬體虛拟化是實體平台本身提供了對特殊指令的截獲和重定向的硬體支援。甚至，新的硬體會提供額外的資源來幫助軟體實作對關鍵硬體資源的虛拟化，進而提升性能。

硬體虛拟化是一整套完整的解決方案，包括CPU主機闆的晶片組和系統軟體的支援，隻有把這些東西全部組合起來才能夠真正的去享受到硬體虛拟化的特性。

六、全虛拟化與半性化

軟體虛拟化可以在缺乏硬體虛拟化支援的平台上完全通過VMM軟體來實作對各個虛拟機的監控，以保證它們之間彼此獨立和隔離。但是付出的代價是軟體複雜度的增加，和性能上的損失。

半虛拟化是通過修改作業系統，使它以為自己運作在虛拟環境下，能夠與虛拟機監控機協同工作。

全虛拟化為客戶機提供了一個完整的虛拟X86平台，包括處理器，記憶體和外設，支援運作任何理論上可在真實實體平台上運作的作業系統，為虛拟機的配置提供了最大程度的靈活性。

區分半虛拟化和全虛拟化：

在這個過程當中我們的修改是否會影響到虛拟機的作業系統，如果我們需要對虛拟機的作業系統進行的修改，那麼就可以将其認知為半虛拟化，而如果不需要對我們的虛拟機系統進行修改，那你就可以視為全虛拟化。