libvirt架构及源码分析

libvirt是用来管理虚拟机或虚拟化功能的软件集合，主要包括：libvirt API，libvirtd进程和virsh工具集三部分。最初的目的是为不同的hypervisor提供统一的管理接口。
    The goal of libvirt: to provide a common and stable layer sufficient to securely manage domains on a node, possibly remote。

                 

1. Libvirt API
 不同版本的API具体参见：，主要为不同的虚拟化技术方案对外提供统一的接口，其设计思想为：
（1）isolation from HV API changes - 隔离底层硬件虚拟化接口对上层的影响
（2）portable across HV - 支持多种os，如linux，windows，solairs等
（3）rapid application development - 提供封装的API，加快软件开发的过程
（4）TLS, SASL, SSH, PolicyKit - 提供各种加密协议，保证了上层应用对下层资源的安全访问
 通过封装最原始的C库，实现了多种编程语言的接口：Perl, Python, OCaml, Java, Ruby,C#, Php，并对目前在应用层编程中常用的协议进行封装，形成不同的协议库，方便在应用层编程中调用，目前主要支持：
 （1）Mapping to CIM/DMTF: libvirt-cim
       公共信息模型CIM，是一个与具体实现无关的、用于描述管理信息的概念性模型。
  （2）Mapping to AMQP/QMF: libvirt-qmf
    AMQP是一个提供统一消息服务的应用层标准协议，是一种二进制协议，提供客户端应用与消息中间件之间异步、安全、高效地交互。
    基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同开发语言等条件的限制。 
  （3）Mapping to SNMP: libvirt-snmp
     该库使得libvirt具备SNMP的功能，开发人员能够通过SNMP来监控和设置每个node上不同domain的信息
  （4）Mapping to GObject: libvirt-glib

2. daemon进程（libvirtd ）
 该后台进程主要实现以下功能：
  （1）远程代理
       所有remote client发送来的命令，由该进程监测执行
  （2）本地环境初始化
      libvirt服务的启停，用户connection的响应等
 （3）根据环境注册各种Driver（qemu, xen, storage…）的实现
     不同虚拟化技术以Driver的形式实现，由于libvirt对外提供的是统一的接口，所以各个Driver就是实现这些接口， 即将Driver注册到libvirt中

3. virsh 工具集
  即将libvirt API封装，以Command Line Interface提供的对外接口。

4. libvirt层次体系结构
  为了便于理解，将libvirt分为三个层次结构，具体参见下图。

                 

 参照上图，来理一下通过virsh命令或接口创建虚拟机实例的代码执行路径：
 （1）virsh命令或API接口c创建虚拟机  -- 接口层
         virsh create vm.xml 或者 virDomainPtr virDomainCreateXML (virConnectPtr conn,const char * xmlDesc, unsigned int flags)
 （2）调用libvirt提供的统一接口         --  抽象驱动层
          conn->driver->domainCreateXML(conn, xmlDesc, flags);  //此处的domainCreateXML即抽象的统一接口，这里并不需要关心底层的driver是kvm，还是xen
 （3）调用底层的相应虚拟化技术的接口 -- 具体驱动层
         domainCreateXML = qemuDomainCreateXML; //如果driver=qemu，那么此处即调用的qemu注册到抽象驱动层上的函数qemuDomainCreateXML
 （4）拼装shell命令，并执行
         以qemu为例，qemuDomainCreateXML首先会拼装一条创建虚拟机的命令，比如qemu -hda disk.img，然后创建一个新的线程来执行
回过头来思考，libvirt通过4步，将最底层的直接在shell中输入命令来完成的操作进行了抽象封装，给应用程序开发人员提供了统一的，易用的接口。

5. 抽象驱动层
    目前，libvirt以下几种类型的抽象驱动，每一种类型的驱动代表某以功能模块的抽象封装：
   （1）虚拟化驱动(virDriverPtr)
   （2）虚拟网络驱动(virNetworkDriverPtr)
   （3）物理网卡驱(virInterfaceDriverPtr)
   （4）存储驱动(virStorageDriverPtr)
   （5）监控驱动(virDeviceMonitorPtr)
   （6）安全驱动(virSecretDriverPtr)
   （7）过滤驱动(virNWFilterDriverPtr)
   （8）状态驱动(virStateDriverPtr)

  在下篇文章中，将会从如何搭建libvirt调试环境入手，深入分析libvirt每一个模块的代码。