基于内核的虚拟机

提示：此条目的主题不是KVM切换器。

基于内核的虚拟机（英语：Kernel-based Virtual Machine，缩写为KVM）是一种用于Linux内核中的虚拟化基础设施，可将Linux内核转化为一个虚拟机监视器。KVM于2007年2月5日被并入Linux 2.6.20核心中。^[1]KVM需要支持硬件虚拟化拓展（英语：hardware-assisted virtualization）特性的处理器。^[2]。

KVM

在Arch Linux宿主机上使用QEMU/KVM运行NetBSD和OpenIndiana客户机的截图。
原作者	Qumranet（英语：Qumranet）
开发者	开放虚拟化联盟（OVA）
原始码库	git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm.git
编程语言	C
操作系统	类Unix系统
平台	ARM、IA-64、PowerPC、S/390（英语：IBM ESA/390）、x86、x86-64
类型	虚拟机监视器
许可协议	GNU GPL或LGPL
网站	www.linux-kvm.org

KVM起初支持x86平台处理器并随后被移植到了S/390（英语：IBM ESA/390）、^[3]PowerPC、^[4]和IA-64平台上。在3.9内核合并时也导入了ARM移植版。^[5]

在KVM上可以运行诸多客户操作系统，包括Linux的诸多发行版、BSD、Solaris、Windows、Haiku、ReactOS、Plan 9、AROS研究操作系统（英语：AROS Research Operating System）^[6]和OS X。^[7]除此之外，还支持Android 2.2、GNU/Hurd^[8]（Debian K16）、Minix 3.1.2a、Solaris 10 U3和Darwin 8.0.1，而其他操作系统或新版操作系统都支持KVM，仅仅存在一些限制而已。^[9]

VirtIO半虚拟化（英语：Paravirtualization） 在Linux、OpenBSD、^[10]FreeBSD、^[11] NetBSD、^[12]Windows上支持对部分装置的半虚拟化（英语：Paravirtualization）。这项特性支持半虚拟化的网卡、半虚拟化的磁碟控制器、^[13]用于调整客户端内存使用的气球装置（Balloon device）和使用独立计算环境简单协议的VGA图形接口。

内部结构

KVM/QEMU环境的高级概述^[14]:3

KVM提供抽象的装置，但不模拟处理器。它开放了/dev/kvm接口，供用户模式的主机使用：

• 设置客户虚拟机的地址空间。宿主机同样也需用户可用于引导进主操作系统的固件镜像（通常为模拟PC时的自定义BIOS）。
• 为客户机模拟I/O。
• 将客户机的视频显示映射回系统宿主机上。

在Linux上，QEMU版本0.10.1及更新版就是一个用户层主机。QEMU使用KVM以近乎原生的速度虚拟化客户机，若无KVM的话则将仅使用软件模拟。

KVM内部使用SeaBIOS（英语：SeaBIOS）作为对16位x86 BIOS的开源模拟。^[15]

授权

KVM的组件使用多个GNU协议授权：^[16]

• KVM内核模块：GPL v2
• KVM用户模块：LGPL v2
• QEMU虚拟CPU内核库（libqemu.a）和QEMU PC系统模拟器：LGPL
• Linux用户模式QEMU模拟器：GPL
• BIOS文件（bios.bin、vgabios.bin和vgabios-cirrus.bin）：LGPL v2或更新

历史

阿维·齐维迪（Avi Kivity）在一家名为Qumranet（英语：Qumranet）的初创企业开始了KVM的研发工作^[17]，随后此公司于2008年被红帽公司收购。^[18]

KVM被合并入Linux内核版本2.6.20的主流分支，于2007年2月5日发布。^[1]

KVM现由保罗·邦齐尼（Paolo Bonzini）维护。^[19]

图形管理工具

libvirt支持KVM

• Kimchi（英语：Kimchi (software)） – 网页版KVM虚拟化管理工具
• Virtual Machine Manager – 支持创建、编辑、启动与停止基于KVM的虚拟机，同时也支持对宿主之间的实时或冷拖拽虚拟机迁移。
• Proxmox虚拟环境 – 一项开源的虚拟化管理包，包括KVM与LXC。同时它还有裸机安装器、网页版远程管理界面、HA集群堆栈、统一存储、柔性网络及可选的商业支持。
• OpenQRM（英语：OpenQRM） – 用于管理不同数据中心基础设施的平台。
• GNOME 机柜 – Linux上用于管理libvirt客户机的Gnome界面。
• oVirt（英语：oVirt） – 用于管理基于libvirt的KVM开源工具。

模拟硬件

分类	装置
显卡	Cirrus CLGD 5446 PCI VGA卡，具有Bochs与VESA拓展的虚拟VGA卡[20]，QXL显卡，使用Virgil（英语：Virgil (software)）作为虚拟3D CPU。[21]
外设组件互连标准	i440FX（英语：Intel 440FX）主机及PCI桥与PIIX3（英语：PIIX3） [20]；Intel Q35与ICH9。
输入装置	PS/2键鼠[20]，USB键鼠
声卡	Sound Blaster 16（英语：Sound Blaster 16）、ENSONIQ AudioPCI ES1370（英语：ES1370）、Gravis Ultrasound GF1（英语：Gravis Ultrasound GF1）、CS4231A兼容装置[20]，Intel HD Audio
以太网 网卡	AMD Am79C970A (Am7990（英语：Am7990）)、E1000（Intel 82540EM, 82573L, 82544GC）、NE2000、瑞昱RTL8139（英语：RTL8139）、Red Hat VirtIO
存储装置	IDE、SATA、SCSI、SAS、NVMe、USB和VirtIO
看门狗计时器	英特尔6300ESB或IB700
随机存取存储器	介于50 MB与32 TB之间
中央处理器	1 – 160 个CPU

另请参阅

• 自由软件主题
• Linux主题

• CloudStack（英语：CloudStack）
• 虚拟化软件对比（英语：Comparison of platform virtualization software）
• 内核同页合并（英语：Kernel same-page merging） (KSM)
• Lguest（英语：Lguest）
• libguestfs
• libvirt
• 开放虚拟化联盟
• OpenNebula（英语：OpenNebula）
• OpenStack
• oVirt（英语：oVirtoVirt）
• Vx32（英语：Vx32）
• Xen

参考文献

1. Linux kernel 2.6.20, Section 2.2. Virtualization support through KVM. kernelnewbies.org. 2007-02-05 [2014-06-16]. （原始内容存档于2015-07-16）.
2. KVM FAQ: What do I need to use KVM?. [2018-08-14]. （原始内容存档于2020-11-25）.
3. Gmane - Mail To News And Back Again. [2014-09-16]. （原始内容存档于2007-09-29）.
4. Gmane Loom. [2014-09-16]. （原始内容存档于2007-09-29）.
5. KVM/ARM Open Source Project. [2018-08-14]. （原始内容存档于2013-03-10）.
6. KVM wiki: Guest support status. [2007-05-27]. （原始内容存档于2020-11-25）.
7. Running Mac OS X as a QEMU/KVM Guest. [2014-08-20]. （原始内容存档于2020-11-08）.
8. status. Gnu.org. [2014-02-12]. （原始内容存档于2020-11-12）.
9. Guest Support Status - KVM. Linux-kvm.org. [2014-02-12]. （原始内容存档于2020-11-25）.
10. OpenBSD man page virtio(4). [2018-02-04]. （原始内容存档于2020-11-12）.
11. virtio binary packages for FreeBSD. [2012-10-29]. （原始内容存档于2020-09-29）.
12. NetBSD man page virtio(4). [2013-07-15]. （原始内容存档于2019-11-13）.
13. SCSI target for KVM wiki. linux-iscsi.org. 2012-08-07 [2012-08-12]. （原始内容存档于2020-06-05）.
14. Khoa Huynh; Stefan Hajnoczi. KVM/QEMU Storage Stack Performance Discussion (PDF). ibm.com. Linux Plumbers Conference. 2010 [January 3, 2015].^{[永久失效链接]}
15. SeaBIOS. seabios.org. 2013-12-21 [2014-06-16]. （原始内容存档于2020-12-09）.
16. 来自Ubuntu 7.04的授权资讯/usr/share/doc/kvm/copyright
17. Interview: Avi Kivity （页面存档备份，存于互联网档案馆） on KernelTrap（英语：KernelTrap）
18. Red Hat Advances Virtualization Leadership with Qumranet, Inc. Acquisition. Red Hat. 4 September 2008 [16 June 2015]. （原始内容存档于2020-09-25）.
19. Libby Clark. Git Success Stories and Tips from KVM Maintainer Paolo Bonzini. Linux.com. 7 April 2015 [17 June 2015]. （原始内容存档于2016-03-15）.
20. wiki.qemu.org – QEMU Emulator User Documentation （页面存档备份，存于互联网档案馆）, read 2010-05-06
21. Introducing Virgil - 3D virtual GPU for qemu. 2013-07-18 [2018-08-14]. （原始内容存档于2013-07-25）.

书刊目录

• Amit Shah. Ten years of KVM. lwn.net. 2016-11-02 [2017-02-10]. （原始内容存档于2020-11-25）.

外部链接

• 官方网站
• Best practices for the Kernel-based Virtual Machine （页面存档备份，存于互联网档案馆）, IBM, second edition, April 2012
• Virtio-blk Performance Improvement, KVM Forum 2012, November 8, 2012, by Asias He
• Wikibook QEMU & KVM