1.1 虚拟化基础知识
物理机我们一般称为宿主机（Host），宿主机上面的虚拟机称为客户机（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？
VMM：Virtual Machine Monitor，虚拟机监控程序，或者用另一个更专业的名词：HyperVisor
- Type I: 直接凌驾于硬件之上，构建出多个隔离的操作系统环境。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都属于这个类型。
- Type II: 依赖于宿主操作系统，在其上构建出多个隔离的操作系统环境，KVM（是一种hypervisor）、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都属于这个类型。
理论上讲：
1型虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别优化，性能上比2型要高；
2型虚拟化因为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。
在x86平台上最热门运用最广泛的虚拟化方案莫过于 KVM （Kernel-Based Virtual Machine）了。OpenStack 对 KVM 支持得也最好，我们的教程也理所当然选择 KVM 作为 实验环境的Hypervisor。
Libvirt，是KVM的管理工具，除了能管理KVM这种hypervisor，还能管理Xen，virtualbox等，openstack底层也使用libvirt。
Libvirt 包含 3 个东西：后台 daemon 程序 libvirtd、API 库和命令行工具 virsh
- libvirtd是服务程序，接收和处理 API 请求；
- 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，后面我们也会介绍；
- virsh 是我们经常要用的 KVM 命令行工具，后面会有使用的示例。
作为 KVM 和 OpenStack 的实施人员，virsh 和 virt-manager 是一定要会用的。
1.2 CPU和内存虚拟化管理
虚机中的每一个虚拟 vCPU 则对应 qemu-kvm 进程中的一个线程。看下图：
在这个例子中，宿主机有两个物理 CPU，上面起了两个虚机 VM1 和VM2。VM1 有两个 vCPU，VM2 有 4 个 vCPU。可以看到 VM1 和 VM2分别有两个和 4 个线程在两个物理 CPU 上调度。
这里也演示了另一个知识点，即虚机的 vCPU 总数可以超过物理 CPU 数量，这个叫 CPU overcommit（超配）。 KVM 允许 overcommit，这个特性使得虚机能够充分利用宿主机的 CPU 资源，但前提是在同一时刻，不是所有的虚机都满负荷运行。 当然，如果每个虚机都很忙，反而会影响整体性能，所以在使用 overcommit 的时候，需要对虚机的负载情况有所了解，需要测试。
KVM通过内存虚拟化共享物理系统内存，动态分配给虚拟机。
为了在一台机器上运行多个虚拟机，KVM需要实现VA（虚拟内存） -> PA（物理内存） -> MA（机器内存）之间的地址转换。虚机 OS 控制虚拟地址到客户内存物理地址的映射 （VA -> PA），但是虚机 OS 不能直接访问实际机器内存，因此 KVM 需要负责映射客户物理内存到实际机器内存 （PA -> MA）。具体的实现就不做过多介绍了，大家有兴趣可以查查资料。
还有一点提醒大家，内存也是可以 overcommit 的，即所有虚机的内存之和可以超过宿主机的物理内存。但使用时也需要充分测试，否则性能会受影响。
1.3 存储虚拟化
KVM 的存储虚拟化是通过存储池（Storage Pool）和卷（Volume）来管理的。
Storage Pool 是宿主机上可以看到的一片存储空间，可以是多种类型（目录类型，LVM的类型，还有其他类型的），后面会详细讨论。Volume 是在 Storage Pool 中划分出的一块空间，宿主机将 Volume 分配给虚拟机，Volume 在虚拟机中看到的就是一块硬盘。
