1、前言
目前正在涉足雲計算IaaS工作，虛擬化是IaaS的重要部分，因此這段時間對各個虛擬機化技術和工具進行研究，研究的目的不僅僅是為了會使用這個工具，而是通過研究了解技術的實現機制和原理，即知其然也要知其所以然，本文主要算是本人進入這個技術領域的入門的開始，在記錄自己的進展的同時，希望對有類似追求的同仁有所幫助。為了更明晰各個步驟，安裝步驟不采用圖形方式。
KVM（不是鍵盤、顯示器、鼠標）是一個基於Linux內核的虛擬化工具，具體的原理正在研究。
閑話少說，言歸正傳：
2、試驗環境
硬件：Dell PowerEdge 2CPU 8G MEM
操作系統：Centos 5.5
hypervisor：kvm（Kenerl-based virtulization machine）
3、安裝步驟
3.1 操作系統安裝
這個步驟就不多說了，需要注意的是在安裝過程中，選擇定制功能，在Virtualization下選擇kvm，因為在centos5.5下，虛擬化默認支持xen，安裝完成后，建立虛擬化所需要的包如kvm、kvm-qemu、libvirt、Python等，會自動安裝。
安裝完成后，可以使用virsh命令檢查一下虛擬化環境是否正常，具體命令如下：
virsh -c qemu:///system list
如果顯示一個空列表，說明運行正常。
注：virsh命令是libvirt庫提供的一個命令行工具，可以用來管理虛擬機。libvirt是什么？呵呵，這個可是個重要的東東，我將專門用一篇文章進行說明。
3.2 網絡配置
操作系統安裝完成支持虛擬化相關包后，會自動建立一個名稱為virbr0的虛擬網橋，在多網卡情況下，此網橋默認與eth1網卡綁定。為了向虛擬機提供聯網功能，KVM使用virbr0作為默認網絡設備，因此在實際應用中，需要將virbr0與連接到實際網絡的網卡綁定，例如我的是eth0。
具體方法是修改/etc/sysconfig/network-scripts目錄下的網卡配置文件，如綁定etho，則修改ifcfg-eth0 和ifcfg-virbr0
修改后的配置文件內容如下：
1）ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BRIDGE=virbr0
BOOTPROTO=dhcp
TYPE=Ethernet
2）ifcfg-virbr0
DEVICE=virbr0
TYPE=Bridge
ONBOOT=yes
DELAY=0
BOOTPROTO=none
IPADDR=10.100.0.3
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.100.0.254
修改完成后，重新啟動網絡服務：service network restart
默認的virbr0設置保存在/etc/libvirt/qemu/networks目錄下，里面有一個default.xml文件，里面是virbr0的默認配置。
注：虛擬網橋由bridge-utils包中的brctl工具建立，這個包在安裝虛擬化相關的包后自動安裝， 使用brctl addbr 網橋名稱可以增加網橋，使用brctl show顯示已有網橋
3.3 建立虛擬機使用的文件
服務器上建立虛擬機的機制與在PC機上使用VMware Workstation、VirtualBox建立虛擬機類似，每個虛擬機均使用一個物理文件保存其安裝的系統，模擬成磁盤，用來安裝guest 操作系統，此文件可以先建好並格式化為一個專門的虛擬化文件格式（如qcow2），也可以在建立虛擬機的過程中指定，由虛擬機構建程序自動生成。
虛擬機使用的文件可以先以qemu-img命令先建好，也可以在通過使用virt-manager 、 virt-install建立虛擬機時建立，下面是使用qemu-img的語法：
qemu-img create -f qcow2 win7.img 20G <---建立一個格式為qcow2、大小為20G的文件
建立完成后，顯示：Formatting 'win7.img', fmt=qcow2, size=20971520 kB
可以使用下面的命令檢查文件格式： A、file win7.img Win7.img: x86 boot sector; partition 1: ID=0x7, active, starthead 32, startsector 2048, 204800 sectors; partition 2: ID=0x7, starthead 223, startsector 206848, 40751104 sectors B、qemu-img info win7.img image: VM-Win7-1.img file format: raw virtual size: 20G (20971520000 bytes) disk size: 20G
備注：虛擬文件的格式有許多種，將在獨立的文章中說明和分析。
3.4 建立虛擬機
完成上述的准備后，可以建立虛擬機了，這里使用virt-install命令完成本項工作。命令如下：
virt-install --name VM-Win7-2 \ --hvm \ --ram 512 \ --vcpus 2 \ --disk path=/opt/images/win7.img,size=20 \ --network network:default --accelerate \ --vnc --vncport=5911 \ --os-variant rhel5.4 \ --cdrom /opt/ISO/windows7.iso -d 各個參數的意義如下 : --name 虛擬機名稱 --hvm 使用全虛擬化（與para-irtualization向對），如果在一個主機上para和full virtulization均可用，連接到沒有硬件虛擬化支持的機器的xen hypervisor，這個 參數無效，這個參數意味着連接到基於qemu的hypervisor --ram 虛擬機內存大小 --vcpus 虛擬機虛擬CPU個數 --disk 虛擬機使用的磁盤（文件）的路徑，本例中使用第3步中建立的文件，文件放置在/opt/images目錄下 --network 網絡設置，使用默認設置即可，默認設置為使用第1步中說明的virbr0網橋 --vnc 設置連接桌面環境的vnc端口，本例是5911 --os-variant 指示為一個特定的操作系統變體（或版本）進一步優化客戶機（guest）配置 --cdrom 設置光驅獲取虛擬光驅文件的路徑 -d 指示從光驅啟動（ -c 指示從硬盤啟動）
上面命令執行后，顯示一連串提示，主要是建立虛擬機的進度和根據命令參數形成的虛擬機配置，虛擬機配置文件用xml文件存儲，通過查看這個過程，能夠對建立虛擬機過程有個比較直觀的了解，下面是上述命令的的輸出：
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Requesting libvirt URI default 說明：請求連接默認URI，基於kvm hypervisor URI為 qemu：///system
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Received libvirt URI 'qemu:///system'
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Requesting virt method 'hvm' 說明：使用full虛擬化
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Received virt method 'hvm'
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Hypervisor name is 'kvm'
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG parse_disk: returning ('/opt/images/win7.img', None, None, 'disk', None, False, False, 20.0, True, None)
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Setting os type to 'linux' for variant 'rhel5.4' 說明：設置基於rhel linux變體進行優化
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG DistroInstaller location is a local file/path: /opt/ISO/windows7.iso
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Setting size for existing storage to '2.38835525513'
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Detected storage as type 'file'
Starting install...
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Setting size for existing storage to '2.38835525513'
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Detected storage as type 'file'
Creating storage file... | 20 GB 00:00
Thu, 17 Nov 2011 18:19:49 DEBUG Creating guest from:
<domain type='kvm'> --說明：以下是虛擬機的配置文件，術語“domain”指虛擬機
<name>VM-Win7-2</name>
<currentMemory>524288</currentMemory>
<memory>524288</memory>
<uuid>8da64796-97aa-a6ae-5ecb-30a312139c19</uuid>
<os>
<type arch='x86_64'>hvm</type>
<boot dev='cdrom'/>
</os>
<features>
<acpi/><apic/><pae/>
</features>
<clock offset="utc"/>
<on_poweroff>destroy</on_poweroff>
<on_reboot>destroy</on_reboot>
<on_crash>destroy</on_crash>
<vcpu>2</vcpu>
<devices>
<emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
<console type='pty'/>
<disk type='file' device='disk'>
<driver name='qemu' cache='none'/>
<source file='/opt/images/win7.img'/>
<target dev='vda' bus='virtio'/>
</disk>
<disk type='file' device='cdrom'>
<source file='/opt/ISO/windows7.iso'/>
<target dev='hdc' bus='ide'/>
<readonly/>
</disk>
<interface type='network'>
<source network='default'/>
<mac address='54:52:00:1b:bc:d0'/>
<model type='virtio'/>
</interface>
<input type='mouse' bus='ps2'/>
<graphics type='vnc' port='5911' keymap='en-us'/>
</devices>
</domain>
Creating domain... | 0 B 00:01
Thu, 17 Nov 2011 18:19:50 DEBUG Created guest, looking to see if it is running 說明：建立完成guest，查看其是否正在運行
Thu, 17 Nov 2011 18:19:50 DEBUG Launching console callback
Thu, 17 Nov 2011 18:19:50 DEBUG Saving XML boot config:
<domain type='kvm'>
<name>VM-Win7-2</name>
<currentMemory>524288</currentMemory>
<memory>524288</memory>
<uuid>8da64796-97aa-a6ae-5ecb-30a312139c19</uuid>
<os>
<type arch='x86_64'>hvm</type>
<boot dev='hd'/>
</os>
<features>
<acpi/><apic/><pae/>
</features>
<clock offset="utc"/>
<on_poweroff>destroy</on_poweroff>
<on_reboot>restart</on_reboot>
<on_crash>restart</on_crash>
<vcpu>2</vcpu>
<devices>
<emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
<console type='pty'/>
<disk type='file' device='disk'>
<driver name='qemu' cache='none'/>
<source file='/opt/images/win7.img'/>
<target dev='vda' bus='virtio'/>
</disk>
<disk type='file' device='cdrom'>
<target dev='hdc' bus='ide'/>
<readonly/>
</disk>
<interface type='network'>
<source network='default'/>
<mac address='54:52:00:1b:bc:d0'/>
<model type='virtio'/>
</interface>
<input type='mouse' bus='ps2'/>
<graphics type='vnc' port='5911' keymap='en-us'/>
</devices>
</domain>
(virt-viewer:10164): Gtk-WARNING **: cannot open display:
Thu, 17 Nov 2011 18:19:53 DEBUG Domain state after install: 1
Domain installation still in progress. You can reconnect to
the console to complete the installation process.
后面的錯誤指示virt-viewer 不能通過 5911連接vnc，這與vnc的設置有關，但是這不影響虛擬機繼續安裝操作系統和運行，通過這個錯誤可以看到virt-install在生產虛擬機的最后調用virt-viewer打開虛擬機圖形界面，進行操作系統的安裝，可以通過vnc或者virt-manager打開虛擬機圖形界面，繼續完成guest操作系統的安裝即可，vnc可以安裝realVNC。
通過vnc客戶端或者virt-manager連接到新建立的虛擬機，繼續進行虛擬機內操作系統的安裝，安裝過程與在物理機上安裝相同，不在贅述。安裝完操作系統后，就像擁有了另一台機器一樣，通過VNC遠程連接（如果裝的是Windows操作系統，也可以使用RDP進行連接，就windows那個遠程桌面連接）可以進行相關操作了。
4、總結
在配置虛擬機的過程中
1）上述工作，在virt-manager中可以通過圖形向導界面也可以完成，virt-manager可以通過在終端中輸入virt-manager或者從菜單應用程序->系統工具中打開
2）使用qemu-kvm 命令也可以建立虛擬機【libvirt api中應該也提供了類似的函數，openstack、eucalyptus之類的虛擬機管理（也稱為雲計算管理）工具調用這個函數建立虛擬機】
命令如下：
qemu-kvm -m 1024 -localtime -M pc -smp 1 -drive file=/opt/images/Win7.img,cache=writeback,boot=on -net nic,macaddr=52:54:00:12:34:80 -net tap -cdrom /opt/ISO/Windows7.iso -boot d -name win7,process=kvm-win7 -vnc :2 -usb -usbdevice tablet
參數說明如下：
-m 1024 設置虛擬系統內存1024MB
-localtime 使虛擬系統與宿主系統時間一致
-M pc 虛擬系統類型為pc
-smp 1 1個CPU
-drive file=Windows7_x86.img,cache=writeback,boot=on
硬盤選項，虛擬磁盤是Windows7_x86.img，cache方式為writeback，可引導型磁盤。
-net nic,macaddr=52:54:00:12:34:80 網卡選項，手工指定mac地址。
-net tap tap類型網絡，相當於“橋模式”
-cdrom Windows7.iso 光驅
-boot d 啟動順序。d代表光驅。
-name kvm-win7,process=kvm-win7 為虛擬機取名，便於識別
-vnc :2 這里是通過vnc連接控制窗口，這里是在5902端口。
-usb -usbdevice tablet 啟用usb設備中的tablet功能。開啟該功能可使虛擬機內外的鼠標同步
參數與virt-install基本相同。
在安裝了磁盤和網卡的半虛擬化驅動后，可以在-drive中加入if=virtio使用磁盤半虛擬化，在-net nic中加入model=virtio使用網卡半虛擬化驅動。virio在kenerl 2.6.24以上版本才能更好的發揮效用。
3）其實無論用哪種方法建立的基於kvm的虛擬機，都由qemu-kvm進行啟動和管理，下面是查看liunx進程顯示的一個虛擬機進程：
qemu-kvm -S -M rhel5.4.0 -m 1024 -smp 2 -name VM-win7 -uuid 71c4020b-ca54-20f2-780c-ec9fa070aa84 -no-kvm-pit-reinjection -monitor pty -pidfile /var/run/libvirt/qemu//VM-ubuntu-1104.pid -boot c -drive file=/opt/images/ubuntu-11.04-desktp.img,if=virtio,index=0,boot=on,cache=none -drive file=,if=ide,media=cdrom,index=2 -net nic,macaddr=54:52:00:0a:55:05,vlan=0,model=virtio -net tap,fd=17,script=,vlan=0,ifname=vnet0 -serial pty -parallel none -usb -vnc 0.0.0.0:11 -k en-us
一個虛擬機占用一個進程，可以通過進程管理和控制虛擬機。
4)虛擬機個相關配置保存在一個配置文件中，因此可以手工可以編寫一個配置文件，然后通過virsh命令行構建虛擬機，已建好的虛擬機，配置文件更改后，需要用virsh define重新定義后才能生效。
5）基於KVM建立的虛擬機相關文件默認存放位置
kvm虛擬機配置文件位置/etc/libvirt/qemu/ <---都是xml文件
kvm虛擬機文件位置：var/lib/libvirt/images/ <---可以在建立虛擬機時指定
6)建立的虛擬機在運行時相關文件及存放位置
在虛擬機運行時，會在/var/run/libvirt/qemu目錄下存放虛擬機的pid文件和配置文件，配置文件與/etc/libvirt/qemu目錄下對應的虛擬機文件相同，pid文件保存有此虛擬機進程號。虛擬機的日志文件存放在/var/log/libvirt/qemu目錄下，每個虛擬機一個，文件名稱為：虛擬機名稱(或UUID)+“.log”
7）qemu不使用linux下的vncserver提供vnc服務，因此在此服務沒有啟動的情況下，也能通過vnc客戶端連接到虛擬機。
通過上面的配置驗證，說明在服務器上的虛擬化與桌面上的虛擬化在原來上基本相同，都是通過相關配置構建一個虛擬機，這個虛擬機的各類外設如磁盤、內存、CPU、網卡等通過都是對物理資源虛擬而獲得，形成一個邏輯上的計算機，並通過一個文件進行保存。區別是桌面上的虛擬化采用的是軟件模擬，服務器上則實現機制很多，由不依賴與操作系統（bare metal）的VMware ESX、Microsoft Hyper-V，也有與操作系統集成的kvm，還有同時提供bare metal機制，又需要一個操作系統對虛擬機進行管理的xen等，這些東西都稱之為hypervisor。其實對於用戶來說都是透明的，他們不需要知道其使用的虛擬機是采用何種方式實現的。
http://blog.csdn.net/starshine/article/details/6990599