KVM虚拟化基础：RHEL 7中的全虚拟化与管理架构

虚拟化KVM是Linux内核的一种全虚拟化技术，它允许在一个物理主机上运行多个独立的虚拟机（Guests），每个虚拟机都有自己的操作系统实例，且彼此之间保持隔离。KVM（Kernel-based Virtual Machine）基于Linux内核实现，无需对宿主机操作系统进行过多修改，从而提供了高性能和兼容性。 在Red Hat Enterprise Virtualization (RHEV) 3.5 for RHEL7环境中，KVM的架构主要由以下几个部分组成： 1. RHEV Management (RHEV-M): 负责虚拟化平台的管理和监控，相当于虚拟化环境的管理层，比如RHEL 6.6版本的RHEV-M，它可以同时作为管理服务器管理其他RHEV Hypervisors (RHEV-H)。 2. RHEV Hypervisor (RHEV-H): 实际上运行虚拟机的计算节点，它既是hypervisor，也可能是RHEV-M中的一台机器，负责处理虚拟机的硬件访问和资源调度。 3. Guest: 在RHEV-H上运行的虚拟机，它们是操作系统和应用程序的运行环境，与宿主机（Host）通过hypervisor进行通信。 4. Virtualization Types: - 全虚拟化 (Full Virtualization): 如KVM，利用内核提供的虚拟化接口，直接在宿主机上模拟硬件资源，不依赖于硬件特定的辅助特性。 - 半虚拟化 (Paravirtualized): 需要修改操作系统内核以支持虚拟化，对于Windows等非Linux系统，由于内核不支持，因此不能直接采用半虚拟化。 - 本地虚拟化: 通过软件层面的技术，如Intel的VT-d，直接绕过内核，减少虚拟化开销。 5. CPU Architecture and Virtualization Extensions: - MMU (Memory Management Unit): 管理虚拟内存与物理内存的映射，例如Intel的EPT和AMD的RVI。 - VT-d: 直接硬件虚拟化技术，允许虚拟机直接访问物理设备，提高I/O性能。 - SR-IOV: 直通模式，多个虚拟机可以共享一个物理网络或硬件设备，减少性能损失。 6. KVM详解: - KVM是Qumranet开发的项目，现已被Red Hat收购并集成到其产品中。在RHEV-H中，KVM作为底层的核心虚拟化引擎，负责实现虚拟机的创建、管理和资源分配。 7. Virtualization Host Types: - Thick Virtualization: 完整复制虚拟化，每个虚拟机有自己的完整硬件镜像。 - Thin Virtualization: 轻量级虚拟化，通过共享技术和优化，减少了磁盘空间占用。 8. 安全特性: - NX (No eXecute): 用于防止缓冲区溢出攻击的CPU指令集。 - KSM (Kernel Same-page Merging): 当创建虚拟机时，检测并合并相同的内存页，以节省内存资源。 KVM以其高效性和灵活性在云计算和数据中心环境中广泛应用，为用户提供了可扩展的虚拟化解决方案。通过理解和掌握这些基本概念，管理员可以更有效地管理他们的虚拟化环境，并根据需求选择合适的虚拟化类型和技术配置。