KVM, QEMU, libvirt : comprendre les couches

Vous voulez utiliser KVM pour vos machines virtuelles, mais vous tombez sur trois noms différents : KVM, QEMU, libvirt. Lequel fait quoi ? Ce guide clarifie les 3 couches de la virtualisation Linux et vous montre ce que vous manipulez réellement au quotidien.

L’essentiel en 20 secondes

Couche	Rôle	Où ça tourne
KVM	Accélère l’exécution CPU des VMs	Kernel (module)
QEMU	Construit la VM et ses périphériques	Userspace (processus)
libvirt	Pilote tout via API/daemon/outils	Userspace (service)

Quand vous “utilisez KVM”, vous utilisez en réalité les trois ensemble.

Ce que vous allez apprendre

Le rôle de KVM (accélération matérielle)
Le rôle de QEMU (émulation et création de VMs)
Le rôle de libvirt (gestion unifiée)
Les objets que vous manipulez : domain, network, storage pool
La différence entre défini et actif

La confusion classique

Quand on débute avec la virtualisation Linux, on rencontre rapidement ces trois termes :

“Installer KVM”
“Lancer une VM avec QEMU”
“Gérer les VMs avec libvirt”

Ces termes sont souvent utilisés de manière interchangeable, ce qui crée de la confusion. En réalité, ce sont trois couches distinctes qui travaillent ensemble.

Les 3 couches de la virtualisation Linux

Vue d’ensemble

Architecture en 5 couches : Utilisateur → libvirt → QEMU → KVM → Matériel

Chaque couche a un rôle précis. Voyons-les une par une.

KVM : le moteur turbo

KVM (Kernel-based Virtual Machine) est un module du noyau Linux. Ce n’est pas un programme que vous lancez, c’est une extension du kernel qui transforme Linux en hyperviseur.

Ce que fait KVM

Accélération matérielle : utilise les instructions CPU (Intel VT-x / AMD-V) pour exécuter les VMs à vitesse quasi-native
Isolation : chaque VM est isolée des autres grâce au matériel
Performance : les instructions de la VM s’exécutent directement sur le CPU, pas d’émulation coûteuse

Ce que KVM ne fait PAS

KVM ne crée pas de VMs
KVM ne gère pas les disques virtuels
KVM ne configure pas le réseau

KVM est “juste” l’accélérateur. Sans lui, les VMs tourneraient en émulation logicielle (très lent). Avec lui, elles atteignent des performances proches du bare-metal.

Analogie

Si votre VM est une voiture, KVM est le turbo. Sans turbo, la voiture roule (lentement). Avec turbo, elle atteint sa vitesse maximale.

QEMU : le châssis

QEMU (Quick Emulator) est un émulateur et virtualiseur. C’est lui qui crée réellement les machines virtuelles.

Ce que fait QEMU

Crée les VMs : définit le “matériel virtuel” (CPU, RAM, disques, cartes réseau)
Émule le matériel : peut émuler différentes architectures (x86, ARM, etc.)
Gère les périphériques : disques virtuels, cartes réseau, USB, etc.

QEMU seul vs QEMU + KVM

Mode	Performance	Usage
QEMU seul	Lente (émulation)	Émuler une autre architecture (ARM sur x86)
QEMU + KVM	Quasi-native	VMs de production sur même architecture

En pratique, on utilise presque toujours QEMU + KVM pour les VMs Linux/Windows sur serveur x86.

Analogie

Si votre VM est une voiture, QEMU est le châssis. Il définit la structure : combien de roues, quelle carrosserie, quel moteur. Sans châssis, pas de voiture.

QEMU en direct (rare)

On peut lancer une VM directement avec QEMU, par exemple qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2048 ..., mais c’est fastidieux à gérer. En pratique, on passe par libvirt.

libvirt : le tableau de bord

libvirt est une couche de gestion qui simplifie l’utilisation de QEMU/KVM (et d’autres hyperviseurs).

Ce que fait libvirt

API unifiée : même interface pour KVM, QEMU, Xen, VirtualBox, VMware…
Daemon : libvirtd tourne en arrière-plan et gère les VMs
Outils : virsh (CLI), virt-manager (GUI), virt-install (création)
Configuration : stocke les définitions de VMs en XML

Ce que libvirt apporte

Sans libvirt	Avec libvirt
Commandes QEMU longues et complexes	`virsh start ma-vm`
Pas de persistance automatique	VMs définies et persistantes
Gestion manuelle du réseau	Réseaux virtuels préconfigurés
Pas d’interface graphique	virt-manager, cockpit

Analogie

Si votre VM est une voiture, libvirt est le tableau de bord. Vous ne manipulez pas directement le moteur (KVM) ou le châssis (QEMU). Vous utilisez le volant, les pédales, le compteur — l’interface qui rend la conduite facile.

Les outils libvirt

Outil	Type	Usage
virsh	CLI	Gestion en ligne de commande
virt-manager	GUI	Interface graphique desktop
virt-install	CLI	Création de VMs scriptable
cockpit-machines	Web	Interface web (moderne)

Les objets que vous manipulez

Avec libvirt, vous ne parlez pas de “fichiers QEMU” ou “modules kernel”. Vous manipulez des objets avec des noms clairs.

Un point important : dans libvirt, un objet (domain, network, pool) peut être :

Défini : configuration persistante, stockée sur disque
Actif : en cours d’exécution / disponible

Un domain peut être défini mais arrêté. Un réseau peut être défini mais inactif. C’est une distinction fondamentale.

Domain (la VM)

Un domain est une machine virtuelle. C’est l’objet principal que vous créez et gérez.

virsh list --all   # Lister tous les domains (actifs et définis)

Network (le réseau virtuel)

Un network est un réseau virtuel. Par défaut, libvirt crée un réseau “default” en NAT.

virsh net-list --all   # Lister tous les réseaux

Storage Pool et Volume

Un storage pool est un “conteneur” de disques. Un volume est un disque individuel.

virsh pool-list --all   # Lister les pools (ex: default = /var/lib/libvirt/images/)

Tableau récapitulatif

Objet libvirt	Ce que c’est	État “défini”	État “actif”
Domain	Machine virtuelle	Config XML stockée	VM en cours d’exécution
Network	Réseau virtuel	Config réseau stockée	Bridge créé, DHCP actif
Storage Pool	Conteneur de disques	Chemin configuré	Accessible pour créer des volumes
Volume	Disque virtuel	—	Fichier/LV existant

Comment les 3 couches interagissent

Quand vous lancez virsh start ma-vm, voici ce qui se passe :

Vous → Envoyez la commande à libvirt (via virsh)
libvirt → Lit la définition XML de la VM, vérifie les ressources
libvirt → Lance un processus QEMU avec les bons paramètres
QEMU → Crée la VM et demande à KVM d’accélérer l’exécution
KVM → Utilise le CPU pour exécuter les instructions de la VM

La VM tourne. Vous ne voyez que le résultat : une machine virtuelle qui fonctionne.

Pourquoi cette architecture ?

Cette séparation en couches a des avantages :

Avantage	Explication
Flexibilité	libvirt peut gérer d’autres hyperviseurs (Xen, VirtualBox)
Performance	KVM optimise l’exécution sans que vous vous en occupiez
Simplicité	Vous utilisez des commandes simples, pas des lignes QEMU
Standardisation	Même interface partout (scripts, Ansible, Terraform)

Erreurs fréquentes

Confusion	Réalité
”J’installe KVM”	Vous installez QEMU + libvirt + outils. KVM est la partie noyau qui permet l’accélération, et il faut que la machine l’autorise (BIOS/UEFI + CPU compatible).
”KVM ne marche pas”	Souvent un problème de libvirtd (ou daemon modulaire), de permissions, ou de virtualisation non activée dans le BIOS.
”C’est lent”	KVM n’est peut-être pas utilisé (option `-enable-kvm` manquante, ou virtualisation désactivée).
“virsh ne trouve pas ma VM”	La VM n’est pas définie dans libvirt (elle n’existe que comme fichier disque).

À retenir

KVM = module kernel = accélération matérielle (le “turbo”)
QEMU = émulateur/virtualiseur = crée les VMs (le “châssis”)
libvirt = couche de gestion = API + daemon + outils (le “tableau de bord”)
Vous utilisez libvirt au quotidien (virsh, virt-manager), pas QEMU directement
Les objets libvirt : domain (VM), network (réseau), storage pool/volume (disques)
Défini vs Actif : un objet peut exister en configuration sans être en fonctionnement

Testez votre compréhension

Avant de continuer, vérifiez que vous pouvez répondre à ces questions :

✅ Quel est le rôle de KVM ? De QEMU ? De libvirt ?
✅ Pourquoi utilise-t-on libvirt plutôt que QEMU directement ?
✅ Qu’est-ce qu’un “domain” dans le vocabulaire libvirt ?
✅ Quelle est la différence entre un objet “défini” et “actif” ?

Prochaines étapes

Installer KVM/libvirt Installez et configurez votre environnement de virtualisation

Type 1 vs Type 2 Comprendre les différences entre hyperviseurs

Proxmox VE Proxmox utilise KVM sous le capot — découvrez l'interface web

Références

libvirt API concepts — Concepts fondamentaux (domain, network, storage, defined/active)
libvirt Storage Management — Pools et volumes
libvirt Domain XML format — Structure XML des VMs
Red Hat — Virtualization in RHEL 9 — Daemons modulaires et évolutions
Oracle Linux 9 — Virtualization — Notes de version et dépréciations