虚拟化

lilac 收录于系列虚拟化与虚拟 I/O

2024-07-24 2024-07-24 约 992 字预计阅读 5 分钟

系列 -

1 基础知识

NIC 网络适配器或网卡（Network Interface Card，NIC）是计算机系统中用于连接到计算机网络的硬件设备。
VF（Virtual Function）在物理网卡上通过硬件虚拟化技术实现的虚拟网卡功能。物理网卡（PF）可以划分为多个 VF，每个 VF 被视为一个独立的虚拟网络接口。每个 VF 可以被分配给一个虚拟机或者容器，使其能够直接访问物理网卡的部分资源和功能，而无需整个物理网卡的控制权。
PF（Physical Function）物理网卡（NIC）上的 PF 可以理解为完整的、实际的网络接口，它具备完整的网络协议栈处理能力（如接收、发送数据包、处理网络协议等）。
KVM 提供了基本的 hypervisor 功能，包括虚拟机的创建、管理和调度，以及对硬件的访问控制。它依赖于处理器的硬件虚拟化扩展来实现高性能的硬件加速虚拟化。
QEMU 是虚拟化管理器和仿真器，它能够模拟多种硬件平台和处理器架构，使得虚拟机可以在不同的硬件环境下运行。QEMU 负责将这些底层的虚拟化能力（由KVM提供）组织成一个完整的虚拟化解决方案，包括虚拟设备的模拟和虚拟机的启动、配置等。它可以使用不同的后端（如 KVM）实现高效的硬件虚拟化。

KVM 提供了基础的虚拟化能力和高性能硬件支持，而 QEMU 则是一个管理和仿真层，将这些能力整合并提供给最终用户。这种协同作用使得 KVM + QEMU 成为一个强大的开源虚拟化解决方案。

virtio virtio 是一种虚拟化设备标准，旨在提供一种高效的方式来在虚拟机和宿主机之间传输数据。半虚拟化的实现方案，需要虚拟机端和主机端都提供驱动才能完成通信。
vhost 优化虚拟机网络设备性能的技术。它将虚拟机网络设备的数据处理部分从虚拟化管理程序（例如 QEMU）移至宿主机的内核中，以减少CPU负载和降低处理延迟。
SR-IOV SR-IOV是单根I/O虚拟化（Single-Root I/O Virtualization）的缩写，它是PCI Express （PCIe）规范的扩展。

Virtio详解 virtio 提供了一种标准的设备模型，包括 virtio-net（网络设备）、virtio-blk（块设备）等。这些设备在虚拟机中被视为普通的设备，但它们实际上是由宿主机的虚拟化管理程序（如 QEMU/KVM、Xen 等）进行模拟和管理的。