2024年6月3日发(作者：)

kvm虚拟化原理

KVM虚拟化原理

虚拟化技术可以将物理硬件资源划分为多个虚拟资源，实现虚拟

机之间资源共享和隔离，提高硬件资源利用率。KVM（Kernel-based

Virtual Machine）是Linux内核下的一种虚拟化技术，利用Linux内

核的虚拟化框架KVM，实现虚拟机的创建和管理。

KVM是一种全虚拟化技术，它利用CPU硬件支持的虚拟化技术来

实现虚拟化。在CPU硬件支持虚拟化技术的基础上，KVM以Linux内核

作为hypervisor，通过虚拟化框架和特定的设备模拟器，来实现虚拟

机的创建和管理。

KVM的虚拟化原理如下：

1. KVM启动阶段

当启动KVM时，首先加载KVM内核模块，并开启kvm_intel或

kvm_amd模块。这两个模块分别对应着Intel和AMD CPU的硬件虚拟化

支持。在启动时，KVM会检查CPU是否支持虚拟化技术，以及CPU是否

已经开启相应的虚拟化扩展。

2. 虚拟机创建阶段

当创建虚拟机时，KVM调用Linux内核提供的虚拟化接口，创建

vCPU和内存空间等虚拟机资源。vCPU是虚拟机中的CPU，KVM通过调

用CPU硬件支持的虚拟化技术，将vCPU映射到物理CPU中。

为了保证虚拟机可以正常运行，KVM还需要为虚拟机创建一些特

定设备的模拟器，如模拟网络设备、托管设备等。

3. 设备模拟器

在虚拟机创建时，KVM自动生成一个默认的设备模拟器，模拟虚

拟机的一些基本设备，例如：VGA设备、网卡设备等。如果用户需要使

用其他更复杂的设备，可以通过用户自定义设备驱动程序来仿真。

设备模拟器一般会通过虚拟机的内存映射机制，与虚拟机通信。

例如，网络设备的数据包可以通过virtio网络驱动程序，以Ring

Buffer形式在虚拟机和宿主机之间进行传输。

4. KVM调度

在运行时，KVM使用内核调度器调度虚拟机的vCPU执行。由于

vCPU是映射到物理CPU上的，在时间片轮转后，KVM将物理CPU重新

分配给其他vCPU，以实现多个虚拟机的调度。

总结

KVM定位于企业虚拟化市场，以安全、稳定、高效的虚拟化模式

获得了广泛的应用和认可。其原理主要是利用硬件虚拟化技术，以

Linux内核为hypervisor，通过虚拟化框架和特定设备模拟器实现虚

拟机的创建和管理。设备模拟器实现虚拟机和宿主机之间通信和数据

传输，内核调度器对虚拟机vCPU进行调度。