13、RHEL 8 中 KVM 虚拟化技术全解析

RHEL 8 中 KVM 虚拟化技术全解析

1. 虚拟化技术概述

虚拟化技术允许在单个主机操作系统内运行多个客户操作系统。常见的虚拟化方式有基于客户操作系统的虚拟化和基于管理程序（Hypervisor）的虚拟化。

1.1 基于客户操作系统的虚拟化

在这种虚拟化方式中，虚拟化应用会进行二进制重写（Binary Rewriting），即扫描执行中的客户系统指令流，用安全的模拟指令替换特权指令，让客户系统以为自己直接运行在系统硬件上，而非应用程序内的虚拟机中。不过，客户操作系统和底层主机硬件间存在多层抽象，不利于虚拟机性能提升，但它的优点是无需对主机或客户操作系统做更改，也不需要特殊的 CPU 硬件虚拟化支持。

1.2 基于管理程序的虚拟化

管理程序负责为虚拟机处理资源和内存分配，还为高级管理和监控工具提供接口，可分为 Type - 1 和 Type - 2 两类。
-Type - 2 管理程序：也叫托管型管理程序，作为软件应用安装在主机操作系统之上，通过协调客户虚拟机对 CPU、内存和网络等资源的访问来提供虚拟化功能。
-Type - 1 管理程序：也称为裸金属或原生管理程序，直接在主机系统硬件的 Ring 0 层运行。但大多数操作系统内核设计为在 Ring 0 层运行，为解决此问题，近年来有以下几种解决方案：
-半虚拟化（Paravirtualization）：修改客户操作系统内核以在管理程序上运行，将只能在 Ring 0 层执行的特权操作替换为对管理程序的调用（Hypercall