KVM VS XEN

KVM目前得到更多主流Linux发行商的支持，XEN虽然也是开源，但是被CITRIX收购之后，有点被开源社区远离的感觉，但近年也得到了Linux基金会的支持，因此，估计很长一段时间，KVM和XEN会长期并存与发展。

H3C的CAS是基于KVM,HUAWEI的fusion sphere在6.3.0以前是基于XEN的，6.3.0之后用KVM.

以下的转贴文章：

http://www.cnblogs.com/Timesi/p/9565456.html

https://www.cnblogs.com/sammyliu/articles/4389981.html

http://virtual.51cto.com/art/201308/405785.htm

虚拟化

虚拟化是通过Hypervisor程序实现的，Hypervisor的作用是将硬件虚拟化提供给多个操作系统使用，是虚拟化技术的核心。

虚拟化分为两种：1型虚拟化和2型虚拟化。

1型虚拟化是将Hypervisor直接安装在物理机上，然后虚拟机直接运行在Hypervisor上，Xen就是属于1型虚拟化。

2型虚拟化是先在硬件上安装操作系统，然后将Hypervisor作为系统的一个程序运行在系统上从而实现对虚拟机的管理，KVM就是属于2型虚拟化。

KVM架构

先来看一下KVM，KVM是基于Linux内核实现的，KVM的内核模块叫做kvm.ko，实现对Linux的CPU和内存虚拟化，是Linux的一个进程，负责VCPU和内存的分配,而其他设备的虚拟就交给了qemu。

qemu运行在用户空间，KVM运行在内核，两者通过/dev/kvm进行交互。

KVM仅支持全局虚拟化。

Xen架构

再来看一下Xen，Xen支持全虚拟化和半虚拟化，（全虚拟化就是运行在虚拟环境的虚拟机无法感知到自己是运行在虚拟环境之上，只会觉得自己是运行在硬件之上，半虚拟化是运行在虚拟环境的虚拟机可以感知到自己不是直接运行在硬件环境之上）这一点不同于KVM的仅支持全局虚拟化。Xen是直接运行在硬件上的，也就是上面提到的1型虚拟化，直接对硬件进行虚拟化，然后在硬件之上直接跑虚拟机，在Xen架构中的虚拟机分为两种：Domain0和DoaminU.Domain0又叫做特权虚拟机，具有直接访问硬件和管理其他操作系统的权限，而DoaminU就是普通的虚拟机，DoaminU不能直接访问硬件，所有的操作都是通过驱动发送到特权虚拟机Domain0，由Domain0去和硬件交互再返回给普通用户，所以，Xen架构的虚拟化需要先运行Domain0。

Xen架构也是对CPU和内存进行虚拟化,提供给虚拟机用，其余硬件访问是通过特权虚拟机直接与硬件进行交互再返回的。

默认Domain0VCPU和内存的大小是这样计算的：

Domain0的VCPU = 物理设备线程数 % 10然后向上取最小的一个偶数，就是Domain0的VCPU数。

Domain0的内存：如果物理设备的内存小于96G，那么就默认为8G,如果物理机的内存大于96G，那么Domain0的内存 = 物理机内存 *0.05 + 8G。

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

在XEN中pv是半虚拟化，hvm是全虚拟化，pv只能用于linux内核的系统，效率更高，hvm可以虚拟所有常见操作系统(可以使用 windows)，理论效率比pv略低，另外，hvm需要cpu虚拟化指令支持，pv无此要求。KVM是新兴的虚拟化项目，出售KVM的VPS商家不多， 但据说KVM虚拟技术是比较强悍的。而OpenVZ是一个类似于Linux-VServer的操作系级全虚拟化解决方案，目前基于Xen和OpenVZ的 VPS服务商比较多。本文就VPS采用的几种常见技术OpenVZ、Xen、KVM做简单介绍和对比，以备你选购自己合适的VPS。OpenVZOpenVZ是操作系统级别的虚拟化技术，是底层操作系统上的一层应用，这意味着易于理解和低权重开销，一般来说也意味着更优的性能。但是OpenVZ配置起来比较灵活，给黑心服务商改低限制的机会。优势：现在外面卖的这种类型，许可的内存都超大，CPU也强劲，而且卖家很多，可比性也很强。性价比超高。劣势：超卖，没有不超卖的，导致各种石头盘，钻石盘。连带的cpu也被过度分割导致性能升值不如其标明的1/10。再有就是内存，基本上OpenVZ技术没有独占的，都是共享，别人多了你就少了，而且这种技术最大的劣势就是内存下来后直接就是当机。还有开设vpn各种不方便。XenXen是半虚拟化技术，它并不是一个真正的虚拟机，而是相当于自己运行了一个内核的实例，可以自由的加载内核模块，虚拟的内存和IO，稳定而且可预测。分Xen pv 和Xen hvm，区别就是pv只支持linux，而hvm支持win系统。优势：内存独占，虽然小但是保证分配的到。部分虚拟技术决定了就算是超卖也不会超太离谱。所以一般的母鸡就算超了，也很少导致石头盘。当然小鸡有pt就除外了。另外就是即使内存再低也不会当掉，只是会无响应一段时间。劣势：内存小，硬盘小，带宽小（以上3点均和同价位的openvz对比）。因为没发超卖了，为了赚钱只能把这3个基本配置降下来了。还有就是供应商残次不齐，而且大部分在说xen的时候都木有明说是pv还是hvm，其实pv的性能是优于hvm的。KVM优势：和xen类似，比xen更好的一点是，kvm是完全虚拟的，所以不分pv和hvm的区别，所有的kvm类型的虚拟技术都可以装各种linux的发行版和各 种win的发行版，不管供应商在主页有没有写明是否支持win，只要你配置够win运行，那就肯定可以装的上去，只是方法的问题而已。劣势： 恰恰因为kvm可以装任意类型的操作系统，导致了折腾帝甚至在128m的机器上装了win2003（上去后直接所有的cpu和内存都用于硬盘IO了，不明 白这些人想干神马）。其结果就是所有的kvm邻居都得看你周围邻居的脸色。这么说把，一个node下只要有5、6台这种折腾帝，对不起，你的硬盘基本就是 石头盘了。

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