此筆記來源於對紅帽課程RHCA-kvm虛擬化（RH-318）的學習總結。學習資源主要來源於紅帽的官方教材和趙小明老師的視訊課程以及Google出來的部落格

一、虛擬化產生的背景：
十幾年前，由於微機效能很低，為了滿足使用者體驗，一個服務應用只能執行在一臺PC上。現如今，微機效能大大提高，在舊模式下，造成了計算資源的極大浪費。虛擬化技術由此而出現，通過硬體虛擬化，把計算資源進行相互獨立的邏輯隔離，使得多個作業系統可以互不干擾的執行在同一個運算體上。而且只需兩套很強的物理裝置，便可實現特殊應用的高可用，大大提高效率，節省大量成本。
二、虛擬化應用：
1、一所大學中為每位大學生部署自己的專屬虛機
2、研究機構裡為每位研究人員部署自己的群集等
（以上場合KVM做不到，目前KVM管理的虛機數在500臺左右）
三、企業虛擬化種類：
伺服器虛擬化：應數量少，所以實現起來很容易
桌面虛擬化(VDI)：現如今桌面要求較高(需要音訊，視訊等較高體驗)，所以VDI的使用者體驗不高(網線傳輸效率跟不上)。實現起來的成本很高，目前流行的技術Spice。
四、虛擬化結構：
1、計算實體、VMM(虛擬機器監視器)、OS
VMM：如Hypervisor,也叫虛擬機器管理小程式。角色是溝通 計算機實體和OS的橋樑，負責為虛機分配計算機資源。
早期：通過軟體翻譯，模擬CPU指令集，效率很低。下圖：

cpu從內到外一共四環，0環是kernal態，3環是使用者態，1、2環很少用，所有的程式都是跑在3環上的。由於程式從3環進入0環需要很大的開銷（system_call），所以不要動不動就把程式往0環上面放。

2005年之後：出現了CPU虛擬化技術（硬體虛擬化的前期），不在需要模擬CPU指令集，在Hypervisor的監管下可直接通過物理CPU進行OS資料的計算。下圖：

2、半虛擬化
xen公司將半虛擬化發展到了極致，而且需要修改核心。通過對子作業系統的修改來配合。
虛擬化工具是對半虛擬化功能的一個整合，例如vmware tools等。
3、硬體虛擬化
第一代：CPU虛擬化
第二代：MMU虛擬化（記憶體運算單元虛擬化）
第三代：I/O虛擬化（PCI匯流排的虛擬化）。此時虛機的效能已經接近於native，損失很小<5%
4、KSM
通過收集記憶體片，把虛機記憶體中相同的部分合並，使得4G的記憶體可以當6G或8G使用。例如，跑十個虛擬機器，每一個消耗1G記憶體，因為每份記憶體是一樣的，所以不需要10G記憶體，只需要3G左右就可以。
缺點：收集記憶體片的過程需要消耗CPU資源。非企業級伺服器會很慢很慢。
五、虛擬化和雲端計算：
虛擬化是小角色（家用car），雲端計算是大角色（truck）
如：rhev和OpenStack面向的物件不同;rhev適用於中小企業，
短小精悍，不需要太大的彈性計算，也不需要大規模的設計。
六、虛擬化廠商：
VMware、Xen、KVM