KVM 和 QEMU 之间的区别

Question 1

库姆：

QEmu 本身就是一个完整且独立的软件。您可以使用它来模拟机器，它非常灵活且可移植。它主要通过一个特殊的“重新编译器”工作，该编译器将为给定处理器编写的二进制代码转换为另一个处理器（例如，在 PPC mac 上运行 MIPS 代码，或在 x86 PC 上运行 ARM）。

为了模拟更多的处理器，Qemu 还包括一长串外围设备模拟器：磁盘、网络、VGA、PCI、USB、串行/并行端口等。

酷睿：

在源和目标都是相同架构的特定情况下（例如 x86 上的常见情况），它仍然必须解析代码以删除任何“特权指令”并将其替换为上下文切换。为了使其在 x86 Linux 上尽可能高效，有一个名为 KQemu 的内核模块可以处理此问题。

作为内核模块，KQemu 能够不加改变地执行大多数代码，只替换最低级别的 ring0 专用指令。在这种情况下，用户空间 Qemu 仍会为模拟机器分配所有 RAM，并加载代码。不同之处在于，它不会重新编译代码，而是调用 KQemu 来扫描/修补/执行代码。所有外围硬件模拟都在 Qemu 中完成。

这比普通的 Qemu 快很多，因为大多数代码都没有改变，但仍然必须转换 ring0 代码（VM 内核中的大部分代码），因此性能仍然受到影响。

虚拟机：

KVM 有两点：首先，它是一个 Linux 内核模块（现已包含在主线中），可将处理器切换到新的“客户”状态。客户状态有自己的一组环状态，但特权 ring0 指令会返回到虚拟机管理程序代码。由于它是一种新的处理器执行模式，因此无需以任何方式修改代码。

除了处理器状态切换之外，内核模块还处理模拟的一些低级部分，如 MMU 寄存器（用于处理 VM）和 PCI 模拟硬件的某些部分。

其次，KVM 是 Qemu 可执行文件的一个分支。两个团队都在积极努力将差异降至最低，并在减少差异方面取得了进展。最终的目标是 Qemu 可以在任何地方工作，如果有 KVM 内核模块可用，则可以自动使用它。但在可预见的未来，Qemu 团队专注于硬件仿真和可移植性，而 KVM 人员则专注于内核模块（有时会将仿真的一小部分移到那里，如果它可以提高性能），以及与其余用户空间代码的交互。

kvm-qemu 可执行文件的工作方式与普通 Qemu 类似：分配 RAM、加载代码，并且不会重新编译代码或调用 KQemu，而是生成一个线程（这一点很重要）。该线程调用 KVM 内核模块以切换到客户模式并继续执行 VM 代码。在特权指令上，它会切换回 KVM 内核模块，如果需要，它会向 Qemu 线程发出信号，让其处理大部分硬件模拟。

这种架构的优点之一是，客户机代码在 posix 线程中模拟，您可以使用常规 Linux 工具进行管理。如果您想要一个具有 2 个或 4 个内核的 VM，kvm-qemu 会创建 2 个或 4 个线程，每个线程都会调用 KVM 内核模块开始执行。并发性（如果您有足够的实际内核）或调度（如果没有）由常规 Linux 调度程序管理，从而保持代码简短并限制意外。

Answer

库姆：

QEmu 本身就是一个完整且独立的软件。您可以使用它来模拟机器，它非常灵活且可移植。它主要通过一个特殊的“重新编译器”工作，该编译器将为给定处理器编写的二进制代码转换为另一个处理器（例如，在 PPC mac 上运行 MIPS 代码，或在 x86 PC 上运行 ARM）。

为了模拟更多的处理器，Qemu 还包括一长串外围设备模拟器：磁盘、网络、VGA、PCI、USB、串行/并行端口等。

酷睿：

在源和目标都是相同架构的特定情况下（例如 x86 上的常见情况），它仍然必须解析代码以删除任何“特权指令”并将其替换为上下文切换。为了使其在 x86 Linux 上尽可能高效，有一个名为 KQemu 的内核模块可以处理此问题。

作为内核模块，KQemu 能够不加改变地执行大多数代码，只替换最低级别的 ring0 专用指令。在这种情况下，用户空间 Qemu 仍会为模拟机器分配所有 RAM，并加载代码。不同之处在于，它不会重新编译代码，而是调用 KQemu 来扫描/修补/执行代码。所有外围硬件模拟都在 Qemu 中完成。

这比普通的 Qemu 快很多，因为大多数代码都没有改变，但仍然必须转换 ring0 代码（VM 内核中的大部分代码），因此性能仍然受到影响。

虚拟机：

KVM 有两点：首先，它是一个 Linux 内核模块（现已包含在主线中），可将处理器切换到新的“客户”状态。客户状态有自己的一组环状态，但特权 ring0 指令会返回到虚拟机管理程序代码。由于它是一种新的处理器执行模式，因此无需以任何方式修改代码。

除了处理器状态切换之外，内核模块还处理模拟的一些低级部分，如 MMU 寄存器（用于处理 VM）和 PCI 模拟硬件的某些部分。

其次，KVM 是 Qemu 可执行文件的一个分支。两个团队都在积极努力将差异降至最低，并在减少差异方面取得了进展。最终的目标是 Qemu 可以在任何地方工作，如果有 KVM 内核模块可用，则可以自动使用它。但在可预见的未来，Qemu 团队专注于硬件仿真和可移植性，而 KVM 人员则专注于内核模块（有时会将仿真的一小部分移到那里，如果它可以提高性能），以及与其余用户空间代码的交互。

kvm-qemu 可执行文件的工作方式与普通 Qemu 类似：分配 RAM、加载代码，并且不会重新编译代码或调用 KQemu，而是生成一个线程（这一点很重要）。该线程调用 KVM 内核模块以切换到客户模式并继续执行 VM 代码。在特权指令上，它会切换回 KVM 内核模块，如果需要，它会向 Qemu 线程发出信号，让其处理大部分硬件模拟。

这种架构的优点之一是，客户机代码在 posix 线程中模拟，您可以使用常规 Linux 工具进行管理。如果您想要一个具有 2 个或 4 个内核的 VM，kvm-qemu 会创建 2 个或 4 个线程，每个线程都会调用 KVM 内核模块开始执行。并发性（如果您有足够的实际内核）或调度（如果没有）由常规 Linux 调度程序管理，从而保持代码简短并限制意外。

Question 2

当它们协同工作时，KVM 负责仲裁对 CPU 和内存的访问，而 QEMU 负责模拟硬件资源（硬盘、视频、USB 等）。当它们单独工作时，QEMU 会同时模拟 CPU 和硬件。

Answer

当它们协同工作时，KVM 负责仲裁对 CPU 和内存的访问，而 QEMU 负责模拟硬件资源（硬盘、视频、USB 等）。当它们单独工作时，QEMU 会同时模拟 CPU 和硬件。

Question 3

库姆是一款处理器模拟虚拟化软件，支持多种虚拟设备（如 HDD、RAM、声音、以太网、USB、VGA 等）

虚拟机是一个内核模块，允许通过 CPU 核心主机直通无需虚拟化。它还允许通过 PCI 设备PCI-V1.0内核模块。

所有这些直通功能都可以通过IO管理单元（输入输出内存映射单元），它将实际的 DMA 地址映射到虚拟地址，以便直接访问，并带来裸机（本机）性能。IOMMU 是一种机制，部分是内核中的软件，部分是芯片组中的硬件，其特点是VT-D（虚拟机）AMD VI（支持向量机）。SRIOV是一种芯片组功能，它允许通过并行直接 IO 访问将一个 PCI 设备拆分为多个虚拟设备，且性能不会下降。

Libvirt是一个库，允许你使用python和其他编程语言来配置虚拟机。维尔什是一个在终端中工作的工具包，用于监视和配置虚拟机设置。虚拟管理器是类似 GUI 的 VMware 播放器，可替代 virsh，并且使用 libvirt。

Qemu-img是一个用于创建、转换、快照磁盘映像的命令行工具。qemu-nbd 简介也是一个 CLI 工具，允许通过 nbd 通过网络对虚拟磁盘进行原始 I/O 访问。 维蒂奥是磁盘、NIC（以太网）和视频的 iommu 访问驱动程序和方法名称。维吉尔OpenGL 是否支持 virtio VGA。Redhat 和 Fedora 在其网站上提供了适用于 Windows 和 Linux 的 virtio 驱动程序 ISO CD ROM 映像。

光学微滤膜是开放的虚拟机固件，为 qemu 虚拟机提供 UEFI 启动映像。香料是 qemu 虚拟机的非常快的 VNC 客户端。

你可以在 Ubuntu 或者任何 Debian 的终端中输入这些来开始操作：

sudo apt-get update
sudo apt-get install qemu-kvm libvirt-bin virt-manager ovmf
virt-manager

经验使这些半概念术语的功能变得清晰，因为它可以回答“如果没有X？。

Answer