剖析开源云：构建 Infrastructure as a Service 块

核心提示： 除了将 Linux 转换为 hypervisor 外，还有其他一些以 VM 为中心的解决方案，剖析开源云：构建 Infrastructure as a Service 块(3)，User-Mode Linux (UML) 则是另一种方式，它能修改 guest Linux 内核使其运行在另一个 L

除了将 Linux 转换为 hypervisor 外，还有其他一些以 VM 为中心的解决方案。User-Mode Linux (UML) 则是另一种方式，它能修改 guest Linux 内核使其运行在另一个 Linux 操作系统上（无 hypervisor 扩展）。因为大多数用户都希望运行一个未被修改的内核，所以完整的虚拟化解决方案（比如 KVM）更受欢迎。

UML 方法也很受欢迎，但它需要虚拟硬件（比如控制台、虚拟硬盘和网络）。

设备仿真

hypervisor 提供了与多个操作系统共享 CPU 的途径（CPU 虚拟化），但是为了提供完整的虚拟化，整个环境都必须针对这些 VM 进行虚拟化。机器 — 或平台 — 仿真可以以几种方式实现，其中有一种流行的开源包可支持许多 hypervisor，被称作 QEMU。QEMU 是一个完全的仿真器和 hypervisor。但是 KVM 只将 QEMU 用于设备仿真，作为用户空间内的一个单独过程（参见 图 1）。QEMU 的一个有趣特性是因它提供了磁盘仿真（通过 QCOW 格式），QEMU 还提供了其他一些高级特性，比如快照和实时 VM 迁移。

自内核 2.6.25 后，KVM 使用 virtio 作为一种优化 I/O 虚拟化性能的手段。为此，它将准虚拟化了的（paravirtualized）驱动程序引入到 hypervisor，进而将性能提高到了接近原生的级别。虽然这只有在操作系统可针对此目的修改时才有效，但是它还是可以用在 Linux hypervisor 场景中的 Linux guest 内。

如今，virtio 和 QEMU 可协同工作以便在用户空间内的 Linux guest 和 QEMU 仿真器之间优化仿真设备事务。

虑拟网络

由于 VM 合并到了物理服务器上，因此对平台的联网需求十分迫切。但我们不需要把所有 VM 的联网都强加到这个平台的物理层上，本地通信可自行被虚拟化。为了优化 VM 间的网络通信，引入了虚拟交换。vSwitch 和物理交换一样，只是被虚拟化进了这个平台（参见图 3）。在这个图中，与 VM 相连的虚拟接口（VIF）通过虚拟交换与物理接口（PIF）进行通信。