Linux折腾记（二十）：虚拟机体验之KVM篇

三叶草

这篇文章主要介绍了Linux折腾记（二十）：虚拟机体验之KVM篇,KVM和QEMU是相辅相成的,QEMU可以使用KVM内核模块加速,而KVM需要使用QEMU运行虚拟机,需要的朋友可以参考下
在上一篇中，我展示了虚拟机软件QEMU的使用、效果及其性能，同时也分析了不同用户对虚拟机的不同追求。但是不管是桌面用户还是企业级用户，对虚拟机软件的追求有一点是共同的，那就是性能。QEMU是一个强大的虚拟机软件，它可以完全以软件的形式模拟出一台完整的电脑所需的所有硬件，甚至是模拟出不同架构的硬件，在这些虚拟的硬件之上，可以安装完整的操作系统。QEMU的运行模式如下图：

很显然，这种完全以软件模拟硬件的形式虽然功能强大，但是性能难以满足用户的需要。模拟出的硬件的性能和物理硬件的性能相比，必然会大打折扣。为了提高虚拟机软件的性能，开发者们各显神通。其中，最常用的办法就是在主操作系统中通过内核模块开一个洞，通过这个洞将虚拟机中的操作直接映射到物理硬件上，从而提高虚拟机中运行的操作系统的性能。如下图：

其中KVM就是这种加速模式的典型代表。在社区中，大家常把KVM和Xen相提并论，但是它们其实完全不一样。从上图可以看出，使用内核模块加速这种模式，主操作系统仍然占主导地位，内核模块只是在主操作系统中开一个洞，用来连接虚拟机和物理硬件，给虚拟机加速，但是虚拟机中的客户操作系统仍然受到很大的限制。这种模式比较适合桌面用户使用，主操作系统仍然是他们的主战场，不管是办公还是打游戏，都通过主操作系统完成，客户操作系统只是按需使用。至于Xen，则完全使用不同的理念，比较适合企业级用户使用，桌面用户就不要轻易去碰了，具体内容下一篇我再讲。
其实VirtualBox也是采取的这种内核模块加速的模式。我之所以这么说，是因为在安装VirtualBox时，它会要求安装DKMS。如下图：

熟悉Linux的人知道，DKMS就是为了方便用户管理内核模块而存在的，不熟悉DKMS的人Google一下也可以了解个大概。关于VirtualBox的具体使用方面的内容，我下一篇再讲。这一篇主要讲KVM。
KVM和QEMU是相辅相成的，QEMU可以使用KVM内核模块加速，而KVM需要使用QEMU运行虚拟机。从上图可以看到，如果要使用Ubuntu的包管理软件安装KVM，其实安装的就是qemu-kvm。而qemu-kvm并不是一个什么很复杂的软件包，它只包含很少量几个文件，如下图：

用man命令查看一下它的文档，发现qemu-kvm包不仅包含的文件很少，而且它的可执行文件kvm也只是对qemu-system-x86_64命令的一个简单包装，如下图：

那么问题来了，kvm内核模块究竟是由哪个包提供的呢？其实，自从Linux 2.6开始，kvm就已经被加入内核了。如果非要找出kvm内核模块kvm.ko是由哪个包提供的，可以用如下命令考察一下：

写到这里，已经可以看出KVM的使用是很简单的了。下面，我使用KVM运行一下上一篇中安装的WinXP操作系统，体验一下QEMU经过KVM加速后的运行效率。使用如下命令运行使用KVM加速的QEMU：

可以看出，使用KVM加速后，虚拟机中的WinXP运行速度提升了不少，开机只用了34秒。我将分辨率调整为1366*768，图形界面运行也很流畅，不管是打开IE浏览器还是Office办公软件都没有问题，再也没有出现CPU使用率飙升到100%的情况。如果用 ps -ef | grep qemu 命令查看一下，发现kvm命令运行的还是qemu-system-x86_64程序，只不过加上了-enable-kvm参数，如下图：

另外，对于桌面用户来说，有一个好用的图形化界面也是很重要的。虽然QEMU和KVM自身不带图形界面的虚拟机管理器，但是我们可以使用第3方软件，比如virt-manager。只需要使用 sudo apt-get install virt-manager 即可安装该软件。该软件依赖于libvirt，在安装过程中也会自动安装。运行virt-manager的效果如下图，注意必须使用sudo运行，因为该软件需要超级用户权限：

该软件可自动识别系统中的虚拟机环境是QEMU+KVM还是Xen。新建一个虚拟机，由于之前安装过一个WinXP系统，所以选择导入现有硬盘镜像。点下一步后，出现如下界面：

这一步没什么好说的，再点下一步，如下图：

这里可以设置网络选项。如果勾选“在安装前自定义配置”的话，还可以对硬件进行进一步的自定义，如下图：

在上图中，我们可以看到虚拟机支持的所有虚拟显卡的类型，在这里，我当然选择的是VMVGA，因为我以前经常用VMWare，知道这些操作系统在VMWare的虚拟显卡设置下运行得都没有问题。当然，其它的选项都可以试一下，不过在虚拟的操作系统中需要安装相应的驱动程序。
最后，虚拟机运行的效果图如下：

可以看到，该程序提供的界面有非常丰富的功能菜单，功能是非常强大的，甚至可以向虚拟机中的操作系统发送组合按键。
可以这么说，如果没有VirtualBox的话，QEMU+KVM的组合应该是桌面用户的首选。下一篇我将尝试VirtualBox，VirtualBox号称是最强大的开源虚拟机系统，敬请期待。