1、虚拟化简史
其中，KVM 全称是 基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine），它是一个 Linux 的一个内核模块，该内核模块使得 Linux 变成了一个 Hypervisor：
- 它由 Quramnet 开发，该公司于 2008年被 Red Hat 收购。
- 它支持 x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc 等 CPU。
- 它从 Linux 2.6.20 起就作为一模块被包含在 Linux 内核中。
- 它需要支持虚拟化扩展的 CPU。
- 它是完全开源的。
2、虚拟化技术
通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机，一台计算机可同时运行多台逻辑计算机
同时每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，应用程序都可以在相互独立的空间内运行而且互不影响，从而提高计算机工作效率
3、虚拟化技术的发展
雏形：
1961年，IBM709机器实现了分时系统，将CPU占用切分为多个极短的时间片，每一个时间片执行不同的工作，通过对这些时间片进行轮询，从而将一个CPU伪装成多个CPU
1972年，IBM正式将system370机的分时系统命名为虚拟机
1990年，IBM推出的system390机支持逻辑分区（将一个CPU分为多份，相互独立，也就是逻辑分割）
Xen 2003年问世，是一个外部的hypervisor程序（虚拟机管理程序），能够控制虚拟机和多个客户机分配资源
KVM 2007年问世，现已内置在kernel内核中
Xen 支持的虚拟化技术：全虚拟化、半虚拟化
KVM 支持的虚拟化技术：全虚拟化
4、虚拟化类型
①全虚拟化技术：将物理硬件资源全部通过软件的方式抽象化，最后进行调用
使用的方法：使用hypervisor（VMM）软件，其原理是在底层硬件和服务器之间建立一个抽象层，而基于核心的虚拟机是面向Linux系统的开源产品hypervisor（VMM）可以捕捉CPU的指令，为指令访问硬件控制器和外设充当中介。
②半虚拟化：需要修改操作系统
③直通：直接使用物理硬件资源
5、特性
优势：
①集中化管理（远程管理、维护）
②提高硬件利用率（物理资源利用率低-例如峰值，虚拟化解决了“空闲”容量
③动态调整机器/资源配置（虚拟化把系统的应用程序和服务硬件分离，提高了灵活性）
④高可靠（可部署额外的功能和方案，可提高透明负载均衡、迁移、恢复复制等应用环境）
劣势：
① 前期高额费用（初期的硬件支持）
② 降低硬件利用率（特定场景-例如极度吃资源的应用不一定适合虚拟化）
③ 更大的错误影响面（本地物理机down机会导致虚拟机均不可用，同时可能虚拟机中文件全部损坏）
④ 实施配置复杂、管理复杂（管理人员运维、排障困难）
⑤ 一定的限制性（虚拟化技术涉及各种限制，必须与支持/兼容虚拟化的服务器、应用程序及供应商结合使用）
⑥ 安全性（虚拟化技术自身的安全隐患）
6、虚拟化前
·每台主机拥有一个操作系统
·软硬件紧密结合
·在同一个主机上运行多个应用程序通常会产生冲突
·系统资源利用率低
·硬件成本高昂并且不够灵活
虚拟化后
·打破了操作系统和硬件的互相依赖
·通过封装到虚拟机的技术，管理
7、KVM简介
KVM（Kernel-based Vritual Machine)--基于内核的虚拟机
KVM是基于虚拟化扩展的X86硬件的开源Linux原生的虚拟化方案
KVM内嵌于内核模块中，模拟处理器和内存以支持虚拟机运行
虚拟机被实现为常规的Linux进程，由标准Linux调度程序进行调度；
虚拟机的每个虚拟CPU被实现为一个常规的Linux进程。这使得KVM能够使用Linux内核的已有功能，但KVM本身不执行任何模拟。需要客户空间程序（虚拟机）通过/dev/kvm（此虚拟设备需要开起硬件辅助虚拟化才能看到）接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间，并且由Qemu模拟I/O（ioctl）进行调度资源和维护管理
Libvirt：KVM的管理工具，除了可以管理KVM这类VMM，还可以管理Xen，VirtualBox,甚至OpenStack底层
Libvirt包含3个组件：后台daemon程序libvirtd、API库、命令行工具virsh
8、KVM架构及原理
KVM虚拟化架构/三种模式
·客户模式（guestOS）：VM中的OS为GuestOS
客户机在操作系统中运行的模式，客户机分为内核模式和用户模式
·用户模式：为用户提供虚拟机管理的用户空间工具以及代表用户执行I/O，Qemu工作在此模式下（Qemu的主要功能）
·Linux内核模式：模拟CPU、内存，实现客户模式切换，处理从客户模式的推出，KVM即运行在此模式下
9、KVM工作流程
用户模式的Qemu利用接口libkvm通过ioctl系统调用进入内核模式。KVM驱动为虚拟机创建虚拟CPU和虚拟内存，然后执行VMLAU·NCH指令进入客户模式，装载Guest OS并运行。Guest OS运行过程中如果发生异常，则暂停Guest OS的运行并保存当前状态同时退出到内核模式来处理这些异常
内核模式处理这些异常时如果不需要I/O则处理完成后重新进入客户模式。如果需要I/O则进入到用户模式，则由Qemu来处理I/O，处理完成后进入内核模式，再进入客户模式