CPU 和內(nèi)存虛擬化的原理是什么，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

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CPU 虛擬化

KVM 的虛擬化是需要 CPU 硬件支持的。還記得我們在前面的章節(jié)講過用命令來查看 CPU 是否支持KVM虛擬化嗎？

root@ubuntu:~# egrep -o '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
vmx

如果有輸出 vmx 或者 svm，就說明當(dāng)前的 CPU 支持 KVM。CPU 廠商 Intel 和 AMD 都支持虛擬化了，除非是非常老的 CPU。

一個(gè) KVM 虛機(jī)在宿主機(jī)中其實(shí)是一個(gè) qemu-kvm 進(jìn)程，與其他 Linux 進(jìn)程一樣被調(diào)度。 比如在我的實(shí)驗(yàn)機(jī)上運(yùn)行的虛機(jī) kvm1 在宿主機(jī)中 ps 能看到相應(yīng)的進(jìn)程。

虛機(jī)中的每一個(gè)虛擬 vCPU 則對應(yīng) qemu-kvm 進(jìn)程中的一個(gè)線程。看下圖

在這個(gè)例子中，宿主機(jī)有兩個(gè)物理 CPU，上面起了兩個(gè)虛機(jī) VM1 和 VM2。 VM1 有兩個(gè) vCPU，VM2 有 4 個(gè) vCPU?？梢钥吹?VM1 和 VM2 分別有兩個(gè)和 4 個(gè)線程在兩個(gè)物理 CPU 上調(diào)度。

這里也演示了另一個(gè)知識點(diǎn)，即虛機(jī)的 vCPU 總數(shù)可以超過物理 CPU 數(shù)量，這個(gè)叫 CPU overcommit（超配）。 KVM 允許 overcommit，這個(gè)特性使得虛機(jī)能夠充分利用宿主機(jī)的 CPU 資源，但前提是在同一時(shí)刻，不是所有的虛機(jī)都滿負(fù)荷運(yùn)行。 當(dāng)然，如果每個(gè)虛機(jī)都很忙，反而會影響整體性能，所以在使用 overcommit 的時(shí)候，需要對虛機(jī)的負(fù)載情況有所了解，需要測試。

內(nèi)存虛擬化

KVM 通過內(nèi)存虛擬化共享物理系統(tǒng)內(nèi)存，動態(tài)分配給虛擬機(jī)。看下圖

為了在一臺機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，KVM 需要實(shí)現(xiàn) VA（虛擬內(nèi)存） -> PA（物理內(nèi)存） -> MA（機(jī)器內(nèi)存）直接的地址轉(zhuǎn)換。虛機(jī) OS 控制虛擬地址到客戶內(nèi)存物理地址的映射 （VA -> PA），但是虛機(jī) OS 不能直接訪問實(shí)際機(jī)器內(nèi)存，因此 KVM 需要負(fù)責(zé)映射客戶物理內(nèi)存到實(shí)際機(jī)器內(nèi)存 （PA -> MA）。具體的實(shí)現(xiàn)就不做過多介紹了，大家有興趣可以查查資料。

還有一點(diǎn)提醒大家，內(nèi)存也是可以 overcommit 的，即所有虛機(jī)的內(nèi)存之和可以超過宿主機(jī)的物理內(nèi)存。但使用時(shí)也需要充分測試，否則性能會受影響。

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