O002、虚拟化

OpenStack 是云操作系统，要学习 OpenStack，首先需要掌握一些虚拟化和云计算的相关知识。

虚拟化

虚拟化是云计算的基础，简单的说，虚拟化使得在一台物理的服务器上可以跑多台虚拟机，虚拟机共享物理机的CPU、内存、IO、硬件资源，但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的。

物理机我们一般称为宿主机（Host），宿主机上面的虚拟机被称为客户机（Guest）。那么Host是如何将自己的硬件资源虚拟化，并提供给 Guest使用的呢？

这个主要是通过一个叫做 Hypervisor 的程序实现的。根据Hypervisor的实现方式和所处的位置，虚拟化又分为两种：1型虚拟化和2型虚拟化

1型虚拟化

Hypervisor 直接安装在物理机上，多个虚拟机在Hypervisor上运行，Hypervisor实现方式一般是一个特殊定制的Linux系统。Xen 和 Esxi 都属于这个类型

2型虚拟化

物理机上首先安装常规的操作系统，比如Redhat、Ubuntu和Windows。Hypervisor作为OS上的一个程序模块运行，并对虚拟机进行管理。KVM、VirtualBox 和 VMware Workstations都属于这种类型。

理论上讲：

1型虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别的优化，性能上比2型要高

2型虚拟化因为是基于普通的操作系统，会比较灵活，比如支持虚拟机嵌套。嵌套意味着可以在KVM虚拟机中再运行KVM

KVM

下面重点介绍KVM这种2型虚拟化技术。

在 x86 平台上最热门运用最广泛的虚拟化方案莫过于KVM了。OpenStack 对 KVM 支持的也很好，我们的教程也理所当然的选择KVM作为实验环境的Hypervisor。

KVM 全称是 Kernel-Based Virtual Machine 。也就是说KVM是基于Linux 内核实现的。KVM有一个内核模块叫做 kvm.ko ，只用于管理虚拟CPU和内存。

那IO的虚拟化，比如存储和网络设备是由谁来实现呢？

这个就交给Linux内核和Qemu来实现。说白了，作为一个Hypervisor ，KVM本身只关注虚拟机调度和内存管理这两个方面。IO 外设的任务交给Linux内核和Qemu。

libvirt

大家在网上看到KVM相关文章的时候肯定会经常看到libvirt这个东西，libvirt是啥？

简单的说就是KVM的管理工具。

其实 libvirt 除了能管理KVM这种Hypervisor，还能管理 Xen、VirtualBox 等。OpenStack底层也是用libvirt，所以有必要学习一下。

libvirt包含3个东西：后台daemon程序 libvirtd、API库和命令行工具virsh

1、libvirt是服务程序，接受和处理API请求

2、API库使得其他人可以开发基于libvirt的高级工具，比如virt-manager，这是个图形化的KVM管理工具，后面我们会详细介绍

3、virsh是我们经常要用的KVM命令行工具，后面会有示例。

作为KVM和OpenStack的实施人员，virsh和virt-manager是一定要会用的。

巴特西