机器模型介绍|私有云架构设计与实践

一个计算机由CPU、内存、各种控制器、外设组成，既然QEMU是一个模拟器，那么它一样遵循基本的计算机架构与原理。首先QEMU能够模拟的设备有很多种，按照设备类别可以分为总线控制器（南北桥）、USB总线控制器、存储设备、网络设备、输入设备、显示设备、声音设备、附加外设等。诸多设备都要在接入总线并与控制器通信的前提下才能使用，而我们需要在了解计算机架构的基础上进行添加，避免造成设备或者总线发生冲突。我们已经在之前章节介绍了计算机的逻辑架构，接下来我们从QEMU的两种经典x86机器模型入手，提供一个比较科学的命令构建或者是“计算机组装”方法。

1.I440FX

QEMU引入的Intel I440FX芯片组模型已经有二十多年的历史了，它使用了支持ACPI以及USB 2.0的PIIX4南桥，是绝大多数x86操作系统都支持的经典芯片组之一。I440FX芯片组在QEMU机器模型列表中一般是PC-XXX，芯片组中的控制器与芯片型号根据发行版的差异而有所不同，其整体架构如图4-2。

图4-2　I440FX芯片组

我们在CentOS7服务器中用CentOS LiveCD系统启动x86虚拟机，并列举这个模型中的默认PCI设备。

我们可以看出新的硬盘控制器接入了PCI总线，由于我们未指定位置，所以QEMU将其自动排列至网卡的后一个PCI槽位。另外，我们指定了网卡类型为“virtio”，而QEMU使用了指定类型的网卡而并不是在82540的基础上添加一个新网卡。注意某些版本QEMU机器模型都有一些“未指定则默认（缺省）”的选项或设备。(www.xing528.com)

2.Q35

Q35是Intel于2007年9月公布的主板芯片组，它使用ICH9作为南桥主控。相较于之前的I440FX，Q35拥有PCI-E总线、AHCI、IOMMU、SATA控制器等诸多主流功能，能更好地适应现代操作系统，其架构如图4-3所示。

图4-3　Q 35芯片组

同样我们先来看一下Q35的基本PCI设备。

一般不同的虚拟化平台使用的机器模型也不大相同，比如在OpenStack中默认使用的是I440FX，而oVirt中两种模型都可选。我们选择平台时以及增添设备时需要注意这点，尤其在需要添加PCIE设备的场景中。