虚拟化技术KVM和XEN的区别

虚拟化类型

全虚拟化（Full Virtualization)

全虚拟化也成为原始虚拟化技术，该模型使用虚拟机协调guest操作系统和原始硬件，VMM在guest操作系统和裸硬件之间用于工作协调，一些受保护指令必须由Hypervisor（虚拟机管理程序）来捕获处理。

图1 全虚拟化模型

全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟，但是性能方面不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源

半虚拟化（Para Virtualization）

半虚拟化是另一种类似于全虚拟化的技术，它使用Hypervisor分享存取底层的硬件，但是它的guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。该方法无需重新编译或引起陷阱，因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。

图2 半虚拟化模型

半虚拟化需要guest操作系统做一些修改，使guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的，但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

虚拟化技术

KVM(Kernel-based Virtual Machine)基于内核的虚拟机

KVM是集成到Linux内核的Hypervisor，是X86架构且硬件支持虚拟化技术（Intel VT或AMD-V）的Linux的全虚拟化解决方案。它是Linux的一个很小的模块，利用Linux做大量的事，如任务调度、内存管理与硬件设备交互等。

图3 KVM虚拟化平台架构

Xen

Xen是第一类运行再裸机上的虚拟化管理程序(Hypervisor)。它支持全虚拟化和半虚拟化,Xen支持hypervisor和虚拟机互相通

讯，而且提供在所有Linux版本上的免费产品，包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise

Server。Xen最重要的优势在于半虚拟化，此外未经修改的操作系统也可以直接在xen上运行(如Windows)，能让虚拟机有效运行而不需要仿

真，因此虚拟机能感知到hypervisor，而不需要模拟虚拟硬件，从而能实现高性能。

图4 Xen虚拟化平台架构

QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs，PearPC近似，但其具有某些后两者所不具备的特性，如高速度及跨平台的特性。经由kqemu这个开源的加速器，QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

KVM和QEMU的关系

准确来说，KVM是Linux

kernel的一个模块。可以用命令modprobe去加载KVM模块。加载了模块后，才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有KVM模块是

远远不够的，因为用户无法直接控制内核模块去作事情,你还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具，kvm开发者选择了已经成型的开源虚

拟化软件

QEMU。说起来QEMU也是一个虚拟化软件。它的特点是可虚拟不同的CPU。比如说在x86的CPU上可虚拟一个Power的CPU，并可利用它编译出

可运行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并稍加改造，就成了可控制KVM的用户空间工具了。所以你会看到，官方提供的KVM下载有两

大部分(qemu和kvm)三个文件(KVM模块、QEMU工具以及二者的合集)。也就是说，你可以只升级KVM模块，也可以只升级QEMU工具。这就是

KVM和QEMU 的关系。

图5 KVM和QEMU关系

OpenVZ，Xen，KVM

目前比较常见的三种虚拟化技术：1、OpenVZ，操作系统级别的虚拟化技术，配置起来比较灵活；2、Xen，是半虚拟化技术，可以自由加载内核模块，虚拟内存和IO；3、KVM，完全虚拟的，支持任何类型的操作系统。

OpenVZ优点：服务商许可内存和CPU都特别好。缺点：由于是基于操作系统的虚拟化，别人用多了你就少了。内存下来之后之间就宕机很不稳定。

Xen优点：内存独占，虽然小但是都是分配到了。内存再低也不会宕机，无响应一段时间。缺点：内存小，硬盘小，带宽小。pv性能更优秀。

KVM优点：完全虚拟的，不分pv和hvm区别。支持任何类型的操作系统。

虚拟化的概念在近些年收到了很大程度上的普及，求其原因很简单：虚拟化能够最大程度利用资源，为企业节约成本。目前市面较受欢迎的虚拟架构主要有KVM、XEN和VMware，其中，KVM和XEN都是免费开源的，而VMware则是付费的，所以，此次笔者只对比KVM、XEN之间的差别。

如果给KVM、XEN简单归类的话，KVM是完全虚拟化技术又叫硬件辅助虚拟化技术（Full Virtualization)。相反，XEN是半虚拟化技术（paravirtualization），也叫做准虚拟化技术。

全虚拟化技术（左）与半虚拟化技术（右）

KVM是在虚拟机和硬件之间加了一个软件层--Hypervisor，或者叫做虚拟机管理程序（VMM），KVM的hypervisor是直接运行在物理硬件之上的。XEN是在全虚拟化的基础上，把客户操作系统进行了修改，增加了一个专门的API，使客户操作系统集成了虚拟化方面的代码，该方法无需重新编译或引起陷阱，因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。

KVM架构

也有人将KVM架构分解为两部分：KVM驱动，即linux kernel的一个模块和Qemu，即用于模拟虚拟机的用户空间组件，提供I/O设备模型，访问外设的途径。其最大的优势在于KVM使用Linux内核集成的，所以速度较快，同时，KVM是完全虚拟的，所以不需要区分pv和hvm，可以安装各种Linux发行版和Windows发行版，可以运行在支持虚拟化扩展的X86和X86-64硬件架构上。

XEN实际上出现的时间要早于KVM，它是由剑桥大学开发的，一个开源的虚拟机监视器。半虚拟化架构决定了它注定不是真正的虚拟机，只是自己运行了一个内核的例子，同时区分Xen+pv+和Xen+hvm，其中pv只支持Linux，而hvm则支持Windows系统。除此之外，XEN还拥有更好的可用资源、平台支持、可管理性、实施、支持动态迁移和性能基准等优势。

参考资料：http://server.zol.com.cn/586/5869108.html

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