KVM的思想是在Linux内个的基础上添加虚拟机管理模块,重用Linux内核中已经完善的进程调度,内存管理,IO管理等部分,因此KVM并不是一个完整的模拟器,而只是一个提供虚拟化功能的内核插件,具体的模拟器工作是借助QEMU来完成的.

       

        在Xen的体系结构中,Xen Hypervisor运行于硬件之上,并且将系统资源进行了虚拟化,将虚拟化的资源分配给上层的虚拟机(VM),然后通过虚拟机VM来运行相应的客户机操作系统.

        在KVM中,一个虚拟机就是一个传统的Linux中的进程,拥有自己的PID号,也可以被kill系统调用直接杀死(在这种情况下,虚拟机的行为表现为"突然断电").在一个Linux系统中,有多少个VM,就有多少个进程.如: 

107       2349     1  4 Mar01 ?        1-10:21:43 /usr/bin/kvm -name instance-00000074 -S -M pc-1.2 -cpu Penryn,+dca,+pdcm,+xtpr,+tm2,+vmx,+ds_cpl,+monitor,+dtes64,+pbe,+tm,+ht,+ss,+acpi,+ds,+vme -enable-kvm -m 2048 -smp 2,sockets=2,cores=1,threads=1 -uuid f8450270-9d96-4dba-b1c2-8ebcef1ff012 -no-user-config -nodefaults -chardev socket,id=charmonitor,path=/var/lib/libvirt/qemu/instance-00000074.monitor,server,nowait -mon chardev=charmonitor,id=monitor,mode=control -rtc base=utc,driftfix=slew -no-kvm-pit-reinjection -no-shutdown -device piix3-usb-uhci,id=usb,bus=pci.0,addr=0x1.0x2 -drive file=/var/lib/nova/instances/instance-00000074/disk,if=none,id=drive-virtio-disk0,format=qcow2,cache=none -device virtio-blk-pci,scsi=off,bus=pci.0,addr=0x4,drive=drive-virtio-disk0,id=virtio-disk0,bootindex=1 -netdev tap,fd=20,id=hostnet0,vhost=on,vhostfd=22 -device virtio-net-pci,netdev=hostnet0,id=net0,mac=fa:16:3e:7b:8b:b6,bus=pci.0,addr=0x3 -chardev file,id=charserial0,path=/var/lib/nova/instances/instance-00000074/console.log -device isa-serial,chardev=charserial0,id=serial0 -chardev pty,id=charserial1 -device isa-serial,chardev=charserial1,id=serial1 -device usb-tablet,id=input0 -vnc 10.1.1.190:1 -k en-us -vga cirrus -device virtio-balloon-pci,id=balloon0,bus=pci.0,addr=0x5
root      2350     2  0 Mar01 ?        00:00:00 [vhost-2349]
root      2354     2  0 Mar01 ?        00:00:00 [kvm-pit/2349]

        以上VM进程信息是通过qemu-kvm来进行的,相关的控制开关作为命名行参数输入,如虚拟映像对应的磁盘,虚拟网卡,VNC设置,显卡设置和IO设置等.

        KVM的API是通过/dev/kvm设备进行访问的./dev/kvm是一个字符型设备. 

root@ubuntu:~# ls -l /dev/kvm
crw-rw---- 1 root kvm 10, 232 Mar 14 14:20 /dev/kvm

        kvm仅仅是Linux内核的一个模块,管理和创建完整的KVM虚拟机,需要更多的辅助工具.

qemu-Kvm:仅有KVM模块是远远不够的,因为用户无法直接控制内核模块去做事情,还必须有一个用户空间的工具。关于用户空间的工具,KVM 的开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件QEMU.QEMU是一个强大的虚拟化软件,它可以虚拟不同的CPU构架.

       运行在内核态的KVM模块通过/dev/kvm字符设备文件向外提供操作接口.KVM通过提供libkvm这个操作库,将/dev/kvm这一层面的ioctl类型的API转化成为通常意义上的函数API调用,提供给QEMU的相应适配层. 

       比如说在x86 的CPU上虚拟一个Power的CPU,并利用它编译出可运行在 Power上的程序.KVM使用了QEMU的基于x86的部分,并稍加改造,形成可控制KVM内核模块的用户空间工具QEMU-KVM.所以Linux发行版中分为kernel部分的KVM内核模块和QEMU-KVM工具.这就是KVM和QEMU 的关系.

Libvirt,virsh,virt-manager:尽管QEMU-KVM工具可以创建和管理KVM虚拟机,RedHat为KVM开发了更多的辅助工具,比如 libvirt、libguestfs 等。原因是QEMU工具效率不高,不易于使用.Libvirt 是一套提供了多种语言接口的API,为各种虚拟化工具提供一套方便,可靠的编程接口,不仅支持KVM,而且支持 Xen 等其他虚拟机.使用 libvirt,你只需要通过 libvirt 提供的函数连接到 KVM 或 Xen 宿主机,便可以用同样的命令控制不同的虚拟机了.Libvirt不仅提供了 API,还自带一套基于文本的管理虚拟机的命令—— virsh,你可以通过使用 virsh命令来使用libvirt的全部功能。但最终用户更渴望的是图形用户界面,这就是 virt-manager.它是一套用 python编写的虚拟机管理图形界面,用户可以通过它直观地操作不同的虚拟机.Virt-manager 就是利用libvirt的API实现的。