第 1 章 · KVM 概述

1.1 虚拟化技术简介

虚拟化：在一台物理机上，用软件抽象出多台相互隔离的「虚拟机器」， 每台虚拟机（VM）都以为自己独占整台硬件。

按实现方式分三类：

• 全虚拟化：guest 无需修改，VMM 拦截并模拟特权指令（早期靠二进制翻译）
• 半虚拟化：guest 修改源码，敏感操作用显式 hypercall 代替
• 硬件辅助虚拟化：CPU 提供专门模式（Intel VT-x / AMD-V），VMM 不再翻译

虚拟化的目的：提高资源利用率、增强隔离与安全、方便迁移与灾备。

1.2 什么是 KVM

KVM（Kernel-based Virtual Machine） 是集成在 Linux 内核中的 硬件辅助虚拟化方案：

• 本质是一个内核模块（kvm.ko + 各架构的 kvm-intel.ko / kvm-amd.ko）
• 加载后，Linux 内核本身变成一台 Hypervisor
• 对外暴露 /dev/kvm 设备接口，用户态程序用它创建 VM

  QEMU（用户态：设备模拟 / 管理）
        │  ioctl(/dev/kvm)
  Linux 内核（kvm 模块：CPU / 内存虚拟化）
        │  VT-x / AMD-V
        硬件

1.3 KVM 的功能与优势

功能

• 支持多个 guest 操作系统（Linux / Windows 等）
• CPU、内存、I/O 的虚拟化
• 热迁移（live migration）、快照

优势

• 性能高：直接利用硬件虚拟化，接近原生
• 免授权、开源：随 Linux 内核一起
• 生态成熟：与 libvirt、QEMU、OpenStack 无缝集成