开源虚拟化项目

 

目录：

一、XEN介绍

二、VT-X介绍

三、KVM 介绍

四、相关对比

 

 

一、XEN

1、最早是由剑桥大学发明，在2003-2004发布出来。

在2003年2004年的时候发布了第一个公开版本，也就是Dan2.0，在2.0里面只包含了para Liz Asian。

一个公开版本2.0是完全开源的，性能是非常非常好的。但是power to Liz Asian，必须要修改该词的操作性的内核，所以说它的适用范围是受到限制的，没办法用到像这种闭源的Windows操作系统上面去。

 

2、第三个版本在2006年，因特尔公司发明，开发了开源项目。

在2006年的时候，英特尔公司已经发布了新的cpu规范，从硬件层面可以支持虚拟化技术，那英特尔公司就在2.0基础上开发了。支持硬件辅助虚拟化的三个版本，也就是后来发布到的3.0版本。

 

3、花费五亿美金被收购

 

4、当前在开发的是4.6版本

 

 

二、VT-X

它的整个的所有的该智能操作系统都是需要经过修改的，并且，在这样一个架构里边，所有的io架构、中断架构都完全是自定义的，和标准的X86架构是完全不一样的。

         

这点是要通过修改该词的操作系统内核，以及需要在hap weather里边做相应的实现。

操作系统和应用程序都不需要修改，可以直接运行在虚拟机里边，这就要借助于英特尔公司发布的新的cpu规范，引入了VTX技术的cpu虚拟化，后来也引入VTX技术，之后在这种情况下也就不需要修改操作系统，让该死的内核直接运行在guest mode的raining er had weather直接运行在host mode的raining。

 

引入了VT-x技术

相关机制：

1、XEN Bus

Xen的总线

 

2、XEN Store

进行信息交互、可以存储信息

 

3、所有的P的驱动都可以挂在这个总线上面，但是到账机制可以像Windows里面的注册表一样，它是一个database，可以把各种各样的信息存在里面，各个VM之间，或者vm help weather之间，然后进行信息交互。

 

在最新的叫NBA虚拟化已经使用了扩展列表的机制来加速性能相over to the Asian，但其实支持三种，一种是所谓的设备的全模拟方式，另外一种power plus的方式，还有一种就是设备直通，这些都是支持的。

 

三、KVM

是基于Linux的一个APP软件，通过在Linux内核里边增加一个内核模块，把hyper bol ix内核扩展成high pressure。

最早是由以色列的一家公司在2007年发布到Linux内核里的。

它有一个强依赖，也就是说，要依赖于最新的cpu提供love it技术。

 

1、2007年由以色列公司创建

2、依赖VT技术

4、只支持X86架构

5、做KVM的公司被Redhat收购，大多数都被商业公司收购，此技术可以营造极大的利益。

6、应用于Google、阿里云

7、系统架构

 

上图是KVM的系统架构，从系统架构上我们可以看到，2004内核儿通过KPM扩展之后，它不但Linux内核，不但可以运行一般的应用程序，在这个Linux内核上面，通过像VT这种技术的支持，也可以运行虚拟机。

 

把Linux内核通过KPM扩展之后，Linux内核，不但可以运行一般的应用程序，在这个Linux内核上面，通过向VT这种技术的支持，也可以运行虚拟机，真正的是把进程和虚拟机放在了一个同样的位置上。

 

KVM的整个架构。其实KBM是Linux内核的一个模块，通过修改过的QQ的battery，他们结合实现一个虚拟机的功能，它非常依赖于像Intel vt和AMD的SVM技术。当然cayenne在实现的时候也考虑到了，比如像资源的隔离，通过这种资源隔离的机制，可以降低该死的操作系统之间的互相的影响，通过向schedule的cap或者guarantee这样的模式来确保虚拟机的s Le。

那么从实际上来说，Kpi模块的实现，在Linux内核里边，这是一个独立的一个模块，独立的一个内核模块，它主要是负责cpu和内存的虚拟化。当然，他也会负责一些平台设备的虚拟化来加速比如像虚拟的iopiclookapic和 虚拟的ARtipit这些平台设备这个模块本身会通过一个用户的接口，然后KMU交互。

 

（1）Linux内核模块

通过一个模块进行修改，然后才能实现一个虚拟机的功能

（2）依赖Intel VMX或AMD SVM

（3）考虑资源隔离

实际上考虑到，比如像资源的隔离，通过这种资源隔离的机制，可以降低S操作系统之间的互相的影响，通过像schedule的pad或者根这样的模式来确保虚拟机的SLV。

 

8、Qemu

当然，KVM虚拟机另外一个重要的模块就是Qemu模块，ErerkUA本身是一个himalittle。

那么它是如何和KBM之间协同工作？在QQ里边它模拟了真正的cpu、内存、io设备，那么，在KL里边QQ的功能就发生了变化，在QQ里边cpu的虚拟化。不再由软件模拟来完成，而是交个VT技术来完成，这种情况下就大大加速了整个cpu虚拟化的效率。当然，内存的虚拟化也交给了硬件来完成。

在io面，KVM引入了像wow这样的power virtual eyes的io虚拟化方式，

（1）模拟CPU、内存、I\O...

（2）CPU交由VT完成

（3）内存交由硬件完成

（4）I\O由what I\o完成

 

9、其他性能增强

VM还有其他方面的一些PV的性能增强，自旋锁在虚拟化里边会有很大的开销，这主要是因为当一个获得自旋锁的CVCPU被调度出去之后，其他的VCPU等到这个VCPU再被调度回来的时候，才有机会把锁释放掉，这个性能的损失比较大。

 

在KTV里边也引入了像PP的spock去解决spin lock的性能损失问题，当然还有增强，比如像时间的虚拟化，在KL里边也采用了power to last timing的机制来解决时间虚拟化的问题。为了增加内存方面虚拟化的性能，也引入了像transparent huge page，也就是透明大业的模式，来解决内存方面的一些虚拟化的开销。

 

Para-virtualized spinlocks     解决性能损失问题

Para-virtualized Timing 解决时间虚拟化的问题

Para-virtualized Huge page 解决内存方面的虚拟化开销

 

 

四、对比

对Xen和KVM做一个整体对比来说，他们比较靠比较相同的部分，比如cpu和内存，他们现在的虚拟化方式都是通过硬件虚拟化的方式实现，比如像Intel vt X vt X技术和AMD的FDM技术来实现。他们还有一个共同特点，就是都使用QQ，也就是qi moo作为设备设备模型去模拟一些非关键的设备。

 

在IO方面，Then he k vm都引入了power to last I o虚拟化模式来增强系统的性能，当然也有很多的不同点，比如than，它是一个。Type weather所谓top line就是happ weather，直接运行在物理机上面，Erkvm是一个type to help weather，也就是说还所有的虚拟机都运行在一个Host的操作系统上面。

 

当然从软件复杂度方面，也可以看两个项目的不同，项目光hap weather就有30万行代码，Er k vm只有3万行代码。从这个层面上来看的话，复杂度是远远高于KVM的。

 

共同点：硬件虚拟化实现

       使用Qemu模拟非关键设备

       I\O：使用Para-virtualized模式

 

不同点：Xen :Type-1 Hypervisor 直接运行在物理机上

KVM:Type-2 Hyperviso  运行在其他软件上

 

代码不同：

Xen:300K(Hypervisor)+>

300K(management foolS)    

KVM:~30K