初始虚拟化

一：以前和现在的虚拟化、

没有虚拟化之前：每个主机通常只能运行一个操作系统，多个应用程序会在这个操作系统上争抢资源，存在相互冲突的风险，导致系统与硬件绑定了，系统的资源利用效率相对低

有虚拟化之后：一台主机可以运行多个操作系统，每个应用程序都有独立的cpu和内存和i/o资源（输入和输出），这些资源都是相互独立的，风险大大的降低了，系统的资源利用率提高了，虚拟化技术还能实现业务系统独立于硬件，可以方便在不同的主机之间进行迁移，提高了系统灵活性

 

二：虚拟化简介

1：概念

在计算机技术中，虚拟化技术与虚拟技术都涉及一种资源的管理模式，是计算机各种各样的实体资源，cpu，内存，磁盘空间，网络，予以抽象，转换后呈现并可供分区，组成一个或者多个虚拟环境，打破实体结构间不可分割的障碍，使用户的使用的效率提高了；还有就是这些新的虚拟部分不受到现有的资源的架构方式。或物理配置的影响；一般是指虚拟化资源是指计算能力和数据存储能力

2：虚拟化系统架构和传统的架构

传统的架构：就是操作系统直接部署在硬件资源上面

虚拟化架构：就是有一个中间的虚拟化技术，将硬件资源进行了一个虚拟化（抽象起来了），然后再在上面部署操作系统

3：虚拟化架构方式

主要分为裸金属框架和宿主架构

裸金属框架（就是在服务器上面）：虚拟机管理程序直接运行在硬件之上的，然后多个虚拟机在虚拟管理器上运行，常见的如华为的CAN，kvm，可以不需要操作系统的

宿主架构：虚拟机管理程序需要硬件服务器上安装操作系统，然后这个虚拟机管理器是运行在硬件操作系统上，管理器是作为宿主系统上的一个程序运行，并对虚拟机进行管理，常见的有virtualbox，vmware等，都是需要再硬件的基础上安装操作系统然后安装虚拟化管理器。宿主架构中，虚拟机是作为主机操作系统的一个进程来调度和管理

总结：

1）宿主架构适合个人pc环境，而裸金属架构适合大型服务器，2者在虚拟机与操作系统上有较大的差别

2）裸金属架构直接在硬件的基础上安装虚拟化程序，不需要操作系统，直接运行在硬件的基础上，提供了虚拟化功能；宿主架构就是在操作系统上安装虚拟化程序，依赖于主机操作系统对设备的管理和物理资源的管理

4：虚拟化的优点和缺点

1）提高了资源的利用率

通过虚拟化技术，可以整合物理资源，实现资源动态共享，多个主机共享同一个服务器上面的资源，有助于减少物理设备的数量

　　案例：就是之前一台服务器上面的资源用了50%给虚拟机，剩下的就不能给其他的虚拟机使用，就浪费了，使用了虚拟化技术，使这些资源放在一起，统一调度的使用

2）提高了灵活性

虚拟化技术使得资源的部署和配置变得更加的灵活，能够快速的适应业务需求的变化，动态的调整资源

3）提高安全性

虚拟化技术可以实现更高级别的隔离和划分，确保服务和数据的安全访问，可以实现数据备份，恢复，迁移等

4）降低了成本

虚拟化技术简化了it设施的管理和维护工作，可以更加的便捷的管理服务器

缺点：

1）开发成本高

需要购买和维护服务器，存储等设备

2）技术复杂性

需要更专业的人员

3）兼容性的问题

不同的虚拟化平台存在兼容性的问题，迁移或者部署出现问题

 

三：KVM虚拟化

1：背景支持

kvm是基于内核的虚拟机，是一种用于内核中的虚拟化基础设施，linx2.6之后集成在各个发行版本

kvm需要具备intel vt 或者amd-V功能的x86平台运行，和arm架构的支持

2：kvm架构

kvm内核模块（管理cpu和内存的）：

主要包括虚拟化核心模块KVM.ko，以及硬件相关的KVM_intel和KVM_AMD模块。主要负责CPU与内存虚拟化，包括虚拟机创建、内存分配与管理、vCPU执行模式切换等。

本质上，KVM是管理虚拟硬件设备的驱动。

QEMU模块（管理io设备虚拟化等）：

磁盘，网卡，显卡，声卡，鼠标，键盘等，

主要有Qemu-KVM包来完成，实现用户态模拟创建、管理各种虚拟硬件。KVM加上Qemu就是完整意义上的服务器虚拟化。

libvirt：

为kvm在内的各种虚拟化管理程序提供一套方便，可靠的接口（api接口）

linux使用虚拟化管理工具，virt-manager,virsh等

主要有三个部分组成，api（编程接口），守护进程（libvirtd），开启启动才能使用

virsh：命令行管理工具，终端使用查询kvm虚拟机相关信息