2024年6月3日发(作者：)

KVM的工作原理

KVM是Kernel-based Virtual Machine的缩写，是一种开源的虚拟

化技术，允许将Linux内核转变为一个Hypervisor，从而在一台物理服

务器上运行多个虚拟机。KVM结合了QEMU（Quick Emulator）和Linux内

核的功能，提供了高性能的虚拟化解决方案。

模块加载：当系统启动时，KVM模块会被加载到内核中。KVM

模块包含了一系列的虚拟化基础设施，用于管理虚拟机的创建、销毁、调

度等操作。

2. 虚拟机创建：当用户需要创建一个虚拟机时，KVM会通过调用

QEMU启动一个新的进程来模拟虚拟机的硬件和设备。在这个过程中，KVM

会利用Linux内核中的相关功能，例如虚拟地址空间管理、设备驱动等。

3. 硬件虚拟化：KVM利用硬件虚拟化扩展（Intel VT-x和AMD-V）

来提高虚拟机的性能。硬件虚拟化扩展允许虚拟机直接访问物理硬件资源，

减少了虚拟机和宿主机之间的中间层次。

4. CPU调度：KVM使用Linux内核的调度器来管理虚拟机的CPU资源

分配，确保虚拟机能够公平地分享物理CPU的计算能力。KVM也支持CPU

热插拔功能，可以动态调整虚拟机的CPU个数。

5. 内存管理：KVM通过使用Linux内核的虚拟内存管理系统，将虚

拟机的内存映射到物理内存中。KVM还支持内存热插拔功能，虚拟机可以

根据需要增加或减少内存容量。

6. I/O虚拟化：KVM利用QEMU的设备模拟功能来模拟虚拟机的硬件

设备，例如虚拟网卡、虚拟存储等。同时，KVM也支持通过Hypervisor

的直通技术将物理设备直接分配给虚拟机，提高I/O性能。

7. 网络通信：KVM支持虚拟机之间和虚拟机与宿主机之间的网络通

信。通过Linux内核的网络堆栈，虚拟机可以与外部网络通信，获取外部

服务。

8. 虚拟机的迁移：KVM支持虚拟机的迁移（migration）功能，可以

将虚拟机从一台物理机迁移到另一台物理机上，而不中断虚拟机的运行。

迁移功能可以实现虚拟机的动态负载均衡和故障恢复。

总的来说，KVM的工作原理基于Linux内核和QEMU的功能，通过KVM

模块将Linux内核转变为Hypervisor，实现在一台物理服务器上运行多

个虚拟机的虚拟化技术。KVM通过硬件虚拟化、CPU调度、内存管理、I/O

虚拟化等功能，提供了高性能、高可靠性的虚拟化解决方案，广泛应用于

企业服务器虚拟化、云计算等领域。