一、虛擬化分類
1、虛擬化
是指通過虛擬化技術(shù)將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機可運行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互相不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。
虛擬化使用軟件的方法重新定義劃分 IT 資源，可以實現(xiàn) IT 資源的動態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高 IT 資源利用率，使 IT 資源能夠真正成為社會基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于各行各業(yè)中靈活多變的應(yīng)用需求。
2、虛擬化層次種類：
（1） 完全虛擬化 --- 最流行的虛擬化方法使用名為 hypervisor 的一種軟件，在虛擬服務(wù)器和底層硬件之間建立一個抽象層。 VMware 和微軟的VirtualPC 是代表該方法的兩個商用產(chǎn)品，而基于核心的虛擬機 (KVM) 是面向 Linux 系統(tǒng)的開源產(chǎn)品hypervisor 可以捕獲 CPU 指令，為指令訪問硬件控制器和外設(shè)充當(dāng)中介。因而，完全虛擬化技術(shù)幾乎能讓任何一款操作系統(tǒng)不用改動就能安裝到虛擬服務(wù)器上，而它們不知道自己運行在虛擬化環(huán)境下。主要缺點是， hypervisor 給處理器帶來開銷
（2）準(zhǔn)虛擬化 --- 完全虛擬化是處理器密集型技術(shù)，因為它要求 hypervisor管理各個虛擬服務(wù)器，并讓它們彼此獨立。減輕這種負(fù)擔(dān)的一種方法就是，改動客戶端操作系統(tǒng)，讓它以為自己運行在虛擬環(huán)境下，能夠與hypervisor 協(xié)同工作。這種方法就叫準(zhǔn)虛擬化 (para-virtualization)Xen 是開源準(zhǔn)虛擬化技術(shù)的一個例子。操作系統(tǒng)作為虛擬服務(wù)器在 Xen hypervisor 上運行之前，它必須在核心層面進行某些改變。因此， Xen 適用于 BSD 、 Linux 、 Solaris 及其他開源操作系統(tǒng)，但不適合對像Windows 這些專有的操作系統(tǒng)進行虛擬化處理，因為它們無法改動。準(zhǔn)虛擬化技術(shù)的優(yōu)點是性能高。經(jīng)過準(zhǔn)虛擬化處理的服務(wù)器可與hypervisor 協(xié)同工作，其響應(yīng)能力幾乎不亞于未經(jīng)過虛擬化處理的服務(wù)器。準(zhǔn)虛擬化與完全虛擬化相比優(yōu)點明顯，以至于微軟和 VMware 都在開發(fā)這項技術(shù)，以完善各自的產(chǎn)品。
（3）系統(tǒng)虛擬化 --- 就操作系統(tǒng)層的虛擬化而言，沒有獨立的hypervisor 層。相反，主機操作系統(tǒng)本身就負(fù)責(zé)在多個虛擬服務(wù)器之間分配硬件資源，并且讓這些服務(wù)器彼此獨立。一個明顯的區(qū)別是，如果使用操作系統(tǒng)層虛擬化，所有虛擬服務(wù)器必須運行同一操作系統(tǒng) ( 不過每個實例有各自的應(yīng)用程序和用戶。
賬戶 ) 。雖然操作系統(tǒng)層虛擬化的靈活性比較差，但本機速度性能比較高。此外，由于架構(gòu)在所有虛擬服務(wù)器上使用單一、標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，管理起來比異構(gòu)環(huán)境要容易。
（4）桌面虛擬化 --- 服務(wù)器虛擬化主要針對服務(wù)器而言，而虛擬化最接近用戶的還是要算的上桌面虛擬化了，桌面虛擬化主要功能是將分散的桌面環(huán)境集中保存并管理起來，包括桌面環(huán)境的集中下發(fā)，集中更新，集中管理。桌面虛擬化使得桌面管理變得簡單，不用每臺終端單獨進行維護，每臺終端進行更新。終端數(shù)據(jù)可以集中存儲在中心機房里，安全性相對傳統(tǒng)桌面應(yīng)用要高很多。桌面虛擬化可以使得一個人擁有多個桌面環(huán)境，也可以把一個桌面環(huán)境供多人使用。
3、虛擬化架構(gòu)分類
（1）1型虛擬化
Hypervisor 直接安裝在物理機上，多個虛擬機在 Hypervisor 上運行。Hypervisor 實現(xiàn)方式一般是一個特殊定制的 Linux 系統(tǒng)。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都屬于這個類型。
（2）2型虛擬化
物理機上首先安裝常規(guī)的操作系統(tǒng)，比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。Hypervisor 作為 OS 上的一個程序模塊運行，并對管理虛擬機進行管理。KVM、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都屬于這個類型。
二、虛擬化 ---KVM
** 1、虛擬化kvm發(fā)展：**
2006 年 10 月由以色列的 Qumranet 組織開發(fā)的一種新的“虛擬機”方案，并將其貢獻給開源世界
2007 年 2 月于 Linux Kernel-2.6.20 中第一次包含了 KVM
2008 年 9 月，紅帽收購了 Qumranet ，由此入手了 KVM 的虛擬化技術(shù)。在之前紅帽決是將Xen 加入到自己的默認(rèn)特性當(dāng)中——那是 2006 年，因為當(dāng)時Xen技術(shù)脫離了內(nèi)核的維護方式，也許是因為采用 Xen 的 RHEL 在企業(yè)級虛擬化方面沒有贏得太多的市場，也許是因為思杰跟微軟走的太近了，種種原因，導(dǎo)致其萌生了放棄 Xen。而且在正式采用 KVM 一年后，就宣布在新的產(chǎn)品線中徹底放棄 Xen ，集中資源和精力進行 KVM 的工作。
2009 年 9 月，紅帽發(fā)布其企業(yè)級 Linux 的 5.4 版本（ RHEL5.4 ），在原先的 Xen 虛擬化機制之上，將 KVM 添加了進來
2010 年 11 月，紅帽發(fā)布其企業(yè)級 Linux 的 6.0 版本（ RHEL6.0 ），這個版本將默認(rèn)安裝的 Xen 虛擬化機制徹底去除，僅提供 KVM 虛擬化機制
2011 年初，紅帽的老搭檔 IBM 找上紅帽，表示 KVM 這個東西值得加大力度去做。于是到了 5 月， IBM 和紅帽，聯(lián)合惠普和英特爾一起，成立了開放虛擬化聯(lián)盟（ Open Virtualization Alliance ），一起聲明要提升 KVM 的形象，加速 KVM 投入市場的速度，由此避免 VMware 一家獨大的情況出現(xiàn)。聯(lián)盟成立之時，紅帽的發(fā)言人表示， 大家都希望除 “ VMware 之外還有一種開源選擇。未來的云基礎(chǔ)設(shè)施一定會基于開源
自 Linux 2.6.20 之后逐步取代 Xen 被集成在Linux 的各個主要發(fā)行版本中，使用 Linux 自身的調(diào)度器進行管理。
** 2 、KVM --- 全稱是基于內(nèi)核的虛擬機（Kernel-based Virtual Machine）**
是一個開源軟件，基于內(nèi)核的虛擬化技術(shù)，實際是嵌入系統(tǒng)的一個虛擬化模塊，通過優(yōu)化內(nèi)核來使用虛擬技術(shù)，該內(nèi)核模塊使得 Linux 變成了一個Hypervisor，虛擬機使用 Linux 自身的調(diào)度器進行管理。
KVM 是基于虛擬化擴展（Intel VT 或者 AMD-V）的 X86 硬件的開源的 Linux 原生的全虛擬化解決方案。KVM 中，虛擬機被實現(xiàn)為常規(guī)的 Linux 進程，由標(biāo)準(zhǔn) Linux 調(diào)度程序進行調(diào)度；虛機的每個虛擬 CPU 被實現(xiàn)為一個常規(guī)的 Linux 進程。這使得 KMV 能夠使用 Linux 內(nèi)核的已有功能。但是，KVM 本身不執(zhí)行任何硬件模擬，需要客戶空間程序通過 /dev/kvm 接口設(shè)置一個客戶機虛擬服務(wù)器的地址空間，向它提供模擬的 I/O，并將它的視頻顯示映射回宿主的顯示屏。目前這個應(yīng)用程序是 QEMU。
3、Linux 上的用戶空間、內(nèi)核空間、虛機：
Guest：客戶機系統(tǒng)，包括CPU（vCPU）、內(nèi)存、驅(qū)動（Console、網(wǎng)卡、I/O 設(shè)備驅(qū)動等），被 KVM 置于一種受限制的 CPU 模式下運行。
KVM：運行在內(nèi)核空間，提供CPU 和內(nèi)存的虛級化，以及客戶機的 I/O 攔截。Guest 的 I/O 被 KVM 攔截后，交給 QEMU 處理。
QEMU：修改過的為 KVM 虛機使用的 QEMU 代碼，運行在用戶空間，提供硬件 I/O 虛擬化，通過IOCTL /dev/kvm 設(shè)備和 KVM 交互。
4、KVM有一個內(nèi)核模塊叫 kvm.ko，只用于管理虛擬 CPU 和內(nèi)存。IO 的虛擬化，就交給 Linux 內(nèi)核和qemu來實現(xiàn)。
Libvirt：是 KVM 的管理工具。Libvirt 除了能管理 KVM 這種 Hypervisor，還能管理 Xen，VirtualBox 等。OpenStack 底層也使用 Libvirt。
Libvirt 包含 3 個東西：后臺 daemon 程序 libvirtd、API 庫和命令行工具 virsh
（1）libvirtd是服務(wù)程序，接收和處理 API 請求；
（2）API 庫使得其他人可以開發(fā)基于 Libvirt 的高級工具，比如 virt-manager，這是個圖形化的 KVM 管理工具，后面我們也會介紹；
（3）virsh 是我們經(jīng)常要用的 KVM 命令行工具，后面會有使用的示例。作為 KVM 和 OpenStack 的實施人員，virsh 和 virt-manager 是一定要會用的。
三、虛擬化VT開啟確認(rèn)
KVM 本身也有一些弱點，那就是相比裸金屬虛擬化架構(gòu)的 Xen 、 VMware ESX 和 HyperV ， KVM 是運行在 Linux 內(nèi)核之上的寄居式虛擬化架構(gòu)，會消耗比較多的計算資源；不過針對這一點， Intel 、 AMD 已經(jīng)在處理器設(shè)計上有專門的VT-x 和 AMD-V 擴展，這種特性在每次硬件更新的時候也會更新，往往每次更新后都對虛擬化性能和速度上有明顯的提升，所以長遠來看，也不是什么大問題。
KVM 的虛擬化需要硬件支持（需要處理器支持虛擬化：如 Intel 廠商的 Intel-VT （ vmx ）技術(shù)&&AMD 廠商的 AMD-V （ svm ）技術(shù)。是基于硬件的完全虛擬化。而 Xen 早期則是基于軟件模擬的半虛擬化（ Para-Virtualization ），新版本則是基于硬件支持的完全虛擬化。但 Xen 本身有自己的進程調(diào)度器，存儲管理模塊等，所以代碼較為龐大。
你當(dāng)前的 CPU 是否支持 VT 技術(shù)？當(dāng)不確定你當(dāng)前 CPU 是否支持 VT 技術(shù)時
1. 可以在 windows 下使用 cpu-z 軟件來進行測試
2. 可以在 Linux 下查看 CPU 的相信信息來確定
CPU 虛擬化給我們帶來了哪些好處？
CPU 的虛擬化技術(shù)可以將單 CPU 模擬多 CPU 并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。
虛擬化技術(shù)與多任務(wù)超線程的技術(shù)的區(qū)別？
虛擬化技術(shù)與多任務(wù)以及超線程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個操作系統(tǒng)中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的 CPU 或者是虛擬主機上；而超線程技術(shù)只是單 CPU 模擬雙 CPU 來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的 CPU 是不能分離的，只能協(xié)同工作
安裝kvm前準(zhǔn)備工作
1. 確定處理器有 VT
命令行： grep vmx /proc/cpuinfo (INTEL 芯片 )
grep svm /proc/cpuinfo (AMD 芯片 )
cat /proc/cpuinfo | grep -e vmx -e nx -e svm
不知道芯片的生產(chǎn)廠商則輸入：egrep '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
如果 flags: 里有 vmx 或者 svm 就說明支持 VT ；如果沒有任何的輸出，說明你的 cpu 不支持，將無法成功安裝 KVM 虛擬機。
2. 當(dāng)你硬件本身支持虛擬化，但查詢相應(yīng)參數(shù)無果時，請檢查 BIOS 設(shè)定，確認(rèn)你的 BIOS 中開啟了硬件支持虛擬化的功能！
將如下選項設(shè)為Enabled
Intel(R) Virtualization Tech [Enabled]
四、KVM虛擬化安裝
1. 安裝 KVM 要求
（1）64bitCPU( 支持虛擬化 VT-x or AMD-V)
（2）2G 以上空閑內(nèi)存，確認(rèn)內(nèi)存大小
grep -e MemTotal /proc/meminfo
free -m
（3）6GB 空閑存儲空間
2. 安裝 KVM 并檢測
（1）YUM 安裝 KVM
yum install kvm virt-manager libvirt libvirt-python python-virtinst libvirt-client qemu-kvm qemu-img
（2）YUM 安裝 KVM( 簡單版 )
yum install kvm virt-manager libvirt*
（3）如果無法連入互聯(lián)網(wǎng) , 可自行建立源來完成安裝并避免各種關(guān)聯(lián)。建立一個本地的 YUM 源：
< 掛載 RHEL 光盤 >
#mount /dev/cdrom /mnt/cdrom
< 建立 YUM 本地源 >
#cd /etc/yum.repos.d
#vim kvms.repo
kvms.repo 內(nèi)容
[kvms]
name=Red Hat
baseurl=file:///mnt/cdrom/
enabled=1
gpgcheck=0
（4）kvm虛擬化所需組件介紹
kvm: 核心套件
virt-manager: 圖形化 KVM 管理軟件
libvirt: 提供虛擬機與宿主相互通信的機制
libvirt-python: 允許使用 libvirt API
python-virtinst:CLI 下創(chuàng)建 KVM 的工具
libvirt-client: 提供 client 訪問 kvm 服務(wù)器的機制 ,并包含 virsh 命令進行
管理和控制 VMs
qemu-kvm: 提供用戶級 KVM 環(huán)境
qemu-img:VMs 磁盤管理
3.啟動 KVM
（1）modprobe kvm 加載 kvm 模塊
（2）lsmod | grep kvm 查看加載成功
（3）systemctl start libvirtd
（4）systemctl status libvirtd
4. 啟動并檢測 KVM
virsh list --all
如出現(xiàn)
Id Name State
則安裝成功
5. 在 GUI 模式下安裝虛擬機，啟動虛擬系統(tǒng)管理器
五、KVM網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置
1. NAT ( 默認(rèn)上網(wǎng) ) :虛擬機利用 host 機器的 ip 進行上網(wǎng) . 對外顯示一個 ip,
virbr0 是 KVM 默認(rèn)創(chuàng)建的一個 Bridge，其作用是為連接其上的虛機網(wǎng)卡提供 NAT 訪問外網(wǎng)的功能，默認(rèn)ip為192.168.122.1
2. 自帶的Bridge : 將虛擬機橋接到 host 機器的網(wǎng)卡上 ,vm和 host 機器都通過 bridge 上網(wǎng) . 對外有同網(wǎng)段的不通 ip，此種方式host卻不能和vm聯(lián)通
3. Linux Bridge : 基本原理就是創(chuàng)建一個橋接接口 br0 ，在物理網(wǎng)卡和虛擬網(wǎng)絡(luò)接口之間傳遞數(shù)據(jù)。此種方式host卻可以和vm聯(lián)通
Linux Bridge 是 Linux 上用來做 TCP/IP 二層協(xié)議交換的設(shè)備，其功能大家可以簡單的理解為是一個二層交換機或者 Hub。多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以連接到同一個 Linux Bridge，當(dāng)某個設(shè)備收到數(shù)據(jù)包時，Linux Bridge 會將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給其他設(shè)備
（1）添加 br0 網(wǎng)卡的配置文件
cd /etc/sysconfig/network-scripts
cp ifcfg-eth0 ifcfg-br0
（2）修改網(wǎng)卡配置文件
Vim ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
NAME=eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0
Vim ifcfg-br0
TYPE=Bridge
NAME=br0
DEVICE=br0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.254.20
PREFIX=24（NETMASK=255.255.255.0）
GATEWAY=192.168.254.1
DNS=192.168.254.251
（3）重啟host：reboot
（4）檢查
# ethtool br0
# brctl show
# ifconfig br0
