QEMU与KVM笔记01-系统虚拟化与QEMU/KVM介绍

发布网友发布时间：2024-08-26 04:30

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热心网友时间：2024-08-26 05:42

虚拟化是一种资源管理技术，它将硬件资源抽象和分割成多个虚拟实体，支持多个操作系统共享物理资源，实现资源最大化利用，提供了计算、存储、网络等资源的按需分配。虚拟化的核心思想是通过分层将复杂、难以管理的资源虚拟化为简单、易用的资源，供上层使用。操作系统的基本原理包括虚拟化、并行化和持久化。虚拟机监控器（VMM），即Hypervisor，负责管理物理资源并向上层虚拟机提供逻辑资源。虚拟机（VM）可以运行不同操作系统的映像，认为自己独享硬件资源。常见的系统虚拟化解决方案有VMware Workstation、QEMU、VirtualBox和HyperV等。

虚拟化带来的一大好处是提高资源利用率。以当前高配置的计算机为例，实际利用率通常较低，通过统一管理和虚拟化，可以支持更多用户合理利用资源。虚拟机作为物理机的映射，极大地揭示了物理计算机系统中复杂且难以理解的细节。

虚拟化主要分为服务器虚拟化、桌面虚拟化和网络虚拟化等类型。QEMU-KVM是为云计算服务的系统虚拟化软件的典型代表，QEMU是一个著名的开源虚拟化仿真项目，由bellard.org提供。QEMU能完成用户程序和系统虚拟化的模拟，支持X86、ARM、MIPS、RISC-V等多种架构的CPU及单板仿真，提供汇编指令级别的快速仿真。与SystemC、Verilog等工具配合，QEMU能替代FPGA的部分功能。QEMU上的OS、APP与实际设备二进制完全一致，无需为QEMU单独构建镜像。它能仿真单板上的所有数字器件，但对模拟器件的仿真能力有限。QEMU支持快照功能，使系统启动速度显著加快。与hypervisor（如KVM、Xen、Hax或Hypervisor）结合使用，允许guest在host CPU上直接运行，支持测试框架如KLEE、S2E、Fuzz等。

在Google发布的Android Studio中，QEMU作为官方仿真器，帮助应用程序开发人员在开发电脑上完成真机操作。配合KVM、HyperV等虚拟化加速技术，QEMU提供接近真机的性能体验。QEMU还支持单板上所有数字器件的仿真，与hypervisor一起使用时，可允许guest在host CPU上运行。它支持用于测试和调试的框架，如KLEE、S2E、Fuzz等。

QEMU的案例包括在Google Android Studio中作为官方仿真器的应用，以及与KVM、HyperV等虚拟化加速技术结合，提供与真机无异的性能体验。通过与hypervisor配合，QEMU允许guest直接在host CPU上运行，支持用于测试和调试的框架，如KLEE、S2E、Fuzz等。

QEMU的命令行选项参数说明、下载、官方文档等资料可参考相应文档和官方网站。虚拟化与云计算的区别、红帽收购Qumranet、QEMU与其他技术的结合案例、QEMU与主机共享文件夹、内核开发调试、源码阅读等参考资料提供了更深入的了解。