QEMU的基本原理和优缺点
基本原理：
使用QEMU模拟I/O的情况下，当客户机中的设备驱动程序（device driver）发起I/O操作请求之时，KVM模块中的I/O操作捕获代码会拦截这次I/O请求，然后经过处理后将本次I/O请求的信息存放到I/O共享页，并通知用户控件的QEMU程序。QEMU模拟程序获得I/O操作的具体信息之后，交由硬件模拟代码来模拟出本次的I/O操作，完成之后，将结果放回到I/O共享页，并通知KVM模块中的I/O操作捕获代码。最后，由KVM模块中的捕获代码读取I/O共享页中的操作结果，并把结果返回到客户机中。当然，这个操作过程中客户机作为一个QEMU进程在等待I/O时也可能被阻塞。另外，当客户机通过DMA（Direct Memory Access）访问大块I/O之时，QEMU模拟程序将不会把操作结果放到I/O共享页中，而是通过内存映射的方式将结果直接写到客户机的内存中去，然后通过KVM模块告诉客户机DMA操作已经完成。
优缺点：
QEMU模拟I/O设备的方式，其优点是可以通过软件模拟出各种各样的硬件设备，包括一些不常用的或者很老很经典的设备（如4.5节中提到RTL8139的网卡），而且它不用修改客户机操作系统，就可以实现模拟设备在客户机中正常工作。在KVM客户机中使用这种方式，对于解决手上没有足够设备的软件开发及调试有非常大的好处。而它的缺点是，每次I/O操作的路径比较长，有较多的VMEntry、VMExit发生，需要多次上下文切换（context switch），也需要多次数据复制，所以它的性能较差。
半虚拟化virtio的基本原理和优缺点
基本原理：
其中前端驱动(frondend，如virtio-blk、virtio-net等)是在客户机中存在的驱动程序模块，而后端处理程序（backend）是在QEMU中实现的。在这前后端驱动之间，还定义了两层来支持客户机与QEMU之间的通信。其中，“virtio”这一层是虚拟队列接口，它在概念上将前端驱动程序附加到后端处理程序。一个前端驱动程序可以使用0个或多个队列，具体数量取决于需求。例如，virtio-net网络驱动程序使用两个虚拟队列（一个用于接收，另一个用于发送），而virtio-blk块驱动程序仅使用一个虚拟队列。虚拟队列实际上被实现为跨越客户机操作系统和hypervisor的衔接点，但它可以通过任意方式实现，前提是客户机操作系统和virtio后端程序都遵循一定的标准，以相互匹配的方式实现它。而virtio-ring实现了环形缓冲区(ring buffer),用于保存前端驱动和后端处理程序执行的信息，并且它可以一次性保存前端驱动的多次I/O请求，并且交由后端去动去批量处理，最后实际调用宿主机中设备驱动实现物理上的I/O操作，这样做就可以根据约定实现批量处理而不是客户机中每次I/O请求都需要处理一次，从而提高客户机与hypervisor信息交换的效率。
优缺点：
Virtio半虚拟化驱动的方式，可以获得很好的I/O性能，其性能几乎可以达到和native(即:非虚拟化环境中的原生系统)差不多的I/O性能。所以，在使用KVM之时，如果宿主机内核和客户机都支持virtio的情况下，一般推荐使用virtio达到更好的性能。当然，virtio的也是有缺点的，它必须要客户机安装特定的Virtio驱动使其知道是运行在虚拟化环境中，且按照Virtio的规定格式进行数据传输，不过客户机中可能有一些老的Linux系统不支持virtio和主流的Windows系统需要安装特定的驱动才支持Virtio。不过，较新的一些Linux发行版(如RHEL 6.3、Fedora 17等)默认都将virtio相关驱动编译为模块，可直接作为客户机使用virtio，而且对于主流Windows系统都有对应的virtio驱动程序可供下载使用。
I/O半虚拟化驱动
I/O半虚拟化分成两段：
前端驱动（virtio前半段）：virtio-blk，virtio-net，virtio-pci，virtio-balloon，virtio-console
支持的系统有：
Linux：CentOS 4.8+，5.4+，6.0+，7.0+
Windows：
virtio：虚拟队列，virt-ring
transport：后端处理程序（virt backend drivers）：在QEMU中实现
常见的I/O设备半虚拟化：
（1）virtio-balloon：
ballooning：让VM中运行的GuestOS中运行调整其内存大小
-balloon none 禁用balloon设备
-balloon virtio[,addr=str] 启用半虚拟化balloon设备（默认项）
手动查看GuestOS的内存用量：
info balloon
balloon N
气球技术可以在客户机运行状态动态调整它所占的宿主内存资源，而不需要关闭客户机；
故名思议，把内存当成气球一样来使用，气球中的内存可以被宿主机使用，但是不能被客户机直接使用和访问，所以当宿主机缺少内存是，balloon释放掉一部分内存，给宿主机使用；相反当客户机内存不够时，客户机吹从宿主机获取内存；
优点：1）因为balloon可以被监控，和控制；2）而且balloon对内存的调度很灵活。
缺点：1）客户机需要加载该驱动，而且不是每个系统都有该驱动，（virtio_balloon） ；2）如果有大量的内存从客户系统回收，会降低系统的运行； 3）目前没有比价方便，自动化管理balloon的机制，一般都采用qemu来管理。（2）virtio-net：半虚拟化网卡
其依赖于GuestOS中的驱动，及Qemu中的后端驱动
GuestOS：virtio_net.ko
通过如下命令可以查看kvm宿主机支持的virtio模式:
Qemu：qemu-kvm -net nic,model=?
[[email protected] ~]# qemu-kvm -net nic,model=?
qemu: Supported NIC models: ne2k_pci,i82551,i82557b,i82559er,rtl8139,e1000,pcnet,virtio
其返回值即为支持的virtio网卡模式，常见的有e1000, rtl8139, virtio等
启动一个使用virtio_blk作为磁盘驱动的客户机，其qemu-kvm命令行如下。
[[email protected] kvm_demo]# qemu-system-x86_64 -smp 2 -m 1024 -net nic -net tap –drive file=rhel6u3.img,if=virtio
在客户机中，查看virtio_blk生效的情况如下所示。
[[email protected] ~]# grep VIRTIO_BLK \ /boot/config-2.6.32-279.el6.x86_64
CONFIG_VIRTIO_BLK=m
[[email protected] ~]# lsmod | grep virtio
virtio_blk 7292 3
virtio_pci 7113 0
virtio_ring 7729 2 virtio_blk,virtio_pci
virtio 4890 2 virtio_blk,virtio_pci
性能优化：
1)Host中的GSO,TSO：（详见：https://blog.csdn.net/quqi99/article/details/51066800）
关掉可能会提升性能
ethtool -K $IF gso off
ethtool -K $IF tso off
ethtool -K $IF
2)vhost-net：用于取代工作于用户空间的qemu中为virtio-net实现的后端驱动以实现性能提升的驱动 （详见：https://blog.csdn.net/ponymwt/article/details/8895243）
-net tap[,vnet_hdr=on|off][,vhost=on|off]
qemu-kvm -net tap,vnet_hdr=on,vhost=on（3）virtio-blk：半虚拟化磁盘
其依赖于GuestOS中的驱动，及Qemu中的后端驱动
-drive file=/path/to/some_image_file,if=virtio
kvm_clock：半虚拟化的时钟
#grep -i "paravirt" /boot/config-2.6.32-504.el6.x86_64
CONFIG_PARAVIRT_GUEST=y
CONFIG_PARAVIRT=y
CONFIG_PARAVIRT_CLOCK=yKVM虚拟机的实时迁移
支持的GuestOS: Linux, Windows, OpenBSD, FreeBSD, OpenSolaris;
在待迁入主机使用：
qemu-kvm -vnc :N -incoming tcp:0:7777
vncviewer :590N
在源主机使用：
monitor接口：
migrate tcp:DEST_IP:DEST:PORT
迁移需要考虑的影响：
整体迁移时间
服务器停机时间
对服务的性能的影响
原文地址：http://blog.51cto.com/jerry12356/2132284