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概念解释：

物理机：客观存在的真实服务器，能看的到、摸得着的。通常也被叫做宿主机，因为虚拟机“寄宿”在上面。

虚拟机：运行在物理机上的，看不见、摸不到、但可以通过网络访问的服务器。通常也叫云服务器。

物理硬件：组成物理机的硬件。

虚拟硬件：组成虚拟机的硬件，通过虚拟化技术获得。

OS：Operating System，操作系统。

在上一篇文章《开宗明义：解剖云服务器》中提过：虚拟化技术，顾名思义，是能够在一个物理硬件平台上虚拟出多个虚拟硬件平台的技术。虚拟化技术是云计算不可或缺的基础。

目前常用的虚拟化技术是KVM，全称为Kernel Virtual Machine。KVM是基于支持Intel-VT或者AMD-V特性的X86硬件。2006年10月，KVM模块的源代码被正式接纳进入Linux Kernel，成为内核源代码的一部分。因此，KVM是Linux完全原生的硬件虚拟化解决方案。

使用KVM构建虚拟机的架构如下：

KVM架构

在上图中，Linux内核运行在物理硬件之上，KVM模块将Linux内核本身变成一个Hypervisor。Hypervisor是位于物理硬件和虚拟硬件之间的一个中间层，可以理解为一个代理，它将虚拟硬件要执行的指令按一定的算法调度给物理硬件去执行。有了虚拟硬件，虚拟机就可以按照正常的流程安装操作系统以及运行APP了。

Hypervisor核心工作就是对多个虚拟硬件要求的资源进行统筹协调，最主要的就是协调CPU资源和内存资源。对于CPU资源，Hypervisor通过选择合适的调度算法，把物理CPU合理的分配给虚拟CPU使用。对于内存资源，Hypervisor需要先将物理硬件的内存地址转化为虚拟硬件的物理地址，虚拟机OS会把虚拟硬件的物理地址映射为虚拟内存地址（参考OS的内存管理），进而提供给APP使用。

KVM除了对CPU和内存资源进行管理之外，还能够使用Linux支持的任何存储形式来存储虚拟机系统盘（关于虚拟系统盘，可以参考前一篇文章）。比如网络连接存储、分布式对象存储，本地磁盘存储等等。

参考文献：

[1] 顾炯炯.云计算架构技术与实践[M].北京:清华大学出版社,2016.

[2]任永杰,单海涛.KVM虚拟化技术:实战与原理解析[M].北京:机械工业出版社,2014.

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