什麼是QEMU ? 什麼是KVM ? 什麼是QEMU-KVM?

什麼是QEMU?

QEMU是一個主機上的VMM（virtual machine monitor）,通過動態二進制轉換來模擬CPU，並提供一系列的硬件模型，使guest os認為自己和硬件直接打交道，其實是同QEMU模擬出來的硬件打交道，QEMU再將這些指令翻譯給真正硬件進行操作。通過這種模式，guest os可以和主機上的硬盤，網卡，CPU，CD-ROM，音頻設備和USB設備進行交互。但由於所有指令都需要經過QEMU來翻譯，因而性能會比較差。

什麼是KVM?

KVM實際是linux內核提供的虛擬化架構，可將內核直接充當hypervisor來使用。KVM需要處理器硬件本身支持虛擬化擴展，如intel VT 和AMD AMD-V技術。

工作原理

KVM包含一個內核模塊kvm.ko用來實現核心虛擬化功能，以及一個和處理器強相關的模塊如kvm-intel.ko或kvm-amd.ko。KVM本身不實現任何模擬，僅僅是暴露了一個/dev/kvm接口，這個接口可被宿主機用來主要負責vCPU的創建，虛擬內存的地址空間分配，vCPU寄存器的讀寫以及vCPU的運行。有了KVM以後，guest os的CPU指令不用再經過QEMU來轉譯便可直接運行，大大提高了運行速度。但KVM的kvm.ko本身只提供了CPU和內存的虛擬化，所以它必須結合QEMU才能構成一個完整的虛擬化技術，也就是QEMU-KVM。

什麼是QEMU-KVM?

從前面的介紹可知，KVM負責cpu虛擬化+內存虛擬化，實現了cpu和內存的虛擬化，但kvm並不能模擬其他設備，還必須有個運行在用户空間的工具才行。KVM的開發者選擇了比較成熟的開源虛擬化軟件QEMU來作為這個工具，QEMU模擬IO設備（網卡，磁盤等），對其進行了修改，最後形成了QEMU-KVM。

在QEMU-KVM中，KVM運行在內核空間，QEMU運行在用户空間，實際模擬創建、管理各種虛擬硬件，QEMU將KVM集成了進來，通過/ioctl 調用 /dev/kvm，從而將CPU指令的部分交給內核模塊來做，KVM實現了CPU和內存的虛擬化，但KVM不能虛擬其他硬件設備，因此qemu還有模擬IO設備（磁盤，網卡，顯卡等）的作用，KVM加上QEMU後就是完整意義上的服務器虛擬化。
綜上所述，QEMU-KVM具有兩大作用：

提供對cpu，內存（KVM負責），IO設備（QEMU負責）的虛擬
對各種虛擬設備的創建，調用進行管理（QEMU負責）

這個方案中，QEMU模擬其他的硬件，如Network, Disk，同樣會影響這些設備的性能。於是又產生了pass through半虛擬化設備virtio_blk, virtio_net，提高設備性能。

原文出處：QEMU,KVM及QEMU-KVM介紹

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