在Centos6.5上部署kvm虛擬化技術

KVM是什么？

KVM 全稱是 基於內核的虛擬機(Kernel-based Virtual Machine)，它是一個 Linux 的一個內核模塊，該內核模塊使得 Linux 變成了一個 Hypervisor：

    　　它由 Quramnet 開發，該公司於 2008年被 Red Hat 收購。
    　　它支持 x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc 等 CPU。
    　　它從 Linux 2.6.20 起就作為一模塊被包含在 Linux 內核中。
    　　它需要支持虛擬化擴展的 CPU。
    　　它是完全開源的。

KVM架構

KVM 是基於虛擬化擴展(Intel VT 或者 AMD-V)的 X86 硬件的開源的 Linux 原生的全虛擬化解決方案。KVM 中，虛擬機被實現為常規的 Linux 進程，由標准 Linux 調度程序進行調度;虛機的每個虛擬 CPU 被實現為一個常規的 Linux 進程。這使得 KMV 能夠使用 Linux 內核的已有功能。

但是，KVM 本身不執行任何硬件模擬，需要客戶空間程序通過 /dev/kvm 接口設置一個客戶機虛擬服務器的地址空間，向它提供模擬的 I/O，並將它的視頻顯示映射回宿主的顯示屏。目前這個應用程序是 QEMU。

Linux 上的用戶空間、內核空間和虛機：

Guest：客戶機系統，包括CPU（vCPU）、內存、驅動（Console、網卡、I/O 設備驅動等），被 KVM 置於一種受限制的 CPU 模式下運行。
KVM：運行在內核空間，提供CPU 和內存的虛級化，以及客戶機的 I/O 攔截。Guest 的 I/O 被 KVM 攔截后，交給 QEMU 處理。
QEMU：修改過的為 KVM 虛機使用的 QEMU 代碼，運行在用戶空間，提供硬件 I/O 虛擬化，通過 IOCTL /dev/kvm 設備和 KVM 交互。

KVM功能

KVM 所支持的功能包括：

    　　支持CPU 和 memory 超分(Overcommit)
    　　支持半虛擬化I/O (virtio)
    　　支持熱插拔 (cpu，塊設備、網絡設備等)
    　　支持對稱多處理(Symmetric Multi-Processing，縮寫為 SMP )
    　　支持實時遷移(Live Migration)
    　　 支持 PCI 設備直接分配和 單根I/O 虛擬化 (SR-IOV)
    　　支持 內核同頁合並 (KSM )
    　　支持 NUMA (Non-Uniform Memory Access，非一致存儲訪問結構 )

KVM常用工具

    　　libvirt：操作和管理KVM虛機的虛擬化 API，使用 C 語言編寫，可以由 Python,Ruby, Perl, PHP, Java 等語言調用。可以操作包括 KVM，vmware，XEN，Hyper-v, LXC 等 Hypervisor。
    　　Virsh：基於 libvirt 的 命令行工具 (CLI)
    　　Virt-Manager：基於 libvirt 的 GUI 工具
    　　virt-v2v：虛機格式遷移工具
    　　virt-* 工具：包括 Virt-install (創建KVM虛機的命令行工具)， Virt-viewer (連接到虛機屏幕的工具)，Virt-clone(虛機克隆工具)，virt-top 等
    　　sVirt：安全工具

KVM安裝

安裝前要查看CPU是否支持虛擬化

Lntel CPU:
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo |grep vmx

若以上操作有輸出，就說明CPU支持虛擬化

實驗環境

KVM:Centos6.5 64位操作系統
內存4GB
硬盤20G

開啟CPU虛擬化支持：

安裝依賴關系

[root@localhost ~]# yum -y install qemu-kvm qemu-kvm-tools python-virtinst.noarch qemu-img bridge-utils libvirt virt-manager

查看是否加載了KVM模塊
[root@localhost ~]# lsmod | grep kvm
kvm_intel              54285  0
kvm                   333172  1 kvm_intel
 
在libvirt中運行KVM網絡有兩種方法：NAT和bridge，默認是NAT。

將以bridge（橋接模式）為例。
[root@localhost ~]# ip a
1: lo:  mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:88:85:64 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.113/24 brd 192.168.2.255 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:fe88:8564/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: pan0:  mtu 1500 qdisc noop state DOWN
link/ether c2:34:e0:1c:77:37 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
 
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-eth0 ifcfg-br0
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-br0
DEVICE=br0
HWADDR=00:0c:29:88:85:64
TYPE=Bridge
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.2.113
NETMASK=255.255.255.0
 
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-eth0
 
DEVICE=eth0
HWADDR=00:0c:29:88:85:64
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=static
BRIDGE="br0"  #橋接虛擬網卡名稱
 
[root@localhost ~]# /etc/init.d/network restart

[root@localhost ~]# ip a

安裝KVM

[root@localhost ~]# mkdir -pv /data_kvm/{store,iso}
mkdir: 已創建目錄 "/data_kvm"
mkdir: 已創建目錄 "/data_kvm/store"
mkdir: 已創建目錄 "/data_kvm/iso"

進入圖形界面

[root@localhost ~]# virt-manager

連接出錯，重啟就好了

重啟libvirtd

[root@localhost ~]# /etc/init.d/libvirtd  start

[root@localhost ~]# virt-manager

添加池

雙擊localhost{QEMU}----存儲-----“+”添加池

選擇瀏覽-----找到剛才創建的目錄------完成

創建存儲卷

單機剛創建的KVM01池----新建卷

新建虛擬機

具體安裝過程與安裝Linux系統一樣（linux系統安裝教程）

查看KVM的配置文件存放目錄

[root@localhost ~]# ls /etc/libvirt/qemu
centos6.5.xml  networks

查看虛擬機狀態

[root@localhost ~]# virsh list --all
 Id    名稱                         狀態
----------------------------------------------------
 2     centos6.5                      running（開啟）

虛擬機的關機、開機自啟等操作

要保證acpid服務安裝並運行
[root@localhost ~]# yum -y install acpid

[root@localhost ~]# /etc/init.d/acpid start
 
[root@localhost ~]# /etc/init.d/haldaemon stop
正在關閉 HAL 守護進程：                                    [確定]
 
[root@localhost ~]# /etc/init.d/acpid start
[root@localhost ~]# /etc/init.d/haldaemon start
啟動 HAL 守護進程：                                        [確定]
 
[root@localhost ~]# /etc/init.d/acpid status
acpid (pid  1417) 正在運行...
 
關機KVM虛擬機
[root@localhost ~]# virsh shutdown centos6.5
域 centos6.5 被關閉
 
[root@localhost ~]# virsh destroy centos6.5
域 centos6.5 被刪除

[root@localhost ~]# virsh list --all
 Id    名稱                         狀態
----------------------------------------------------
 -     centos6.5                      關閉
 
開機KVM虛擬機
[root@localhost ~]# virsh start centos6.5
域 centos6.5 已開始

[root@localhost ~]# virsh list --all
 Id    名稱                         狀態
----------------------------------------------------
 4     centos6.5                      running
 
虛擬機伴隨宿主機自動啟動
[root@localhost ~]# virsh autostart centos6.5
域 centos6.5標記為自動開始
 
[root@localhost ~]# ls /etc/libvirt/qemu
autostart  centos6.5.xml  networks
 
導出虛擬機配置
[root@localhost ~]# virsh dumpxml centos6.5 > /etc/libvirt/qemu/centos6.5_bak.xml
 
刪除虛擬機
[root@localhost ~]# virsh undefine centos6.5
 
修改虛擬機配置信息
[root@localhost ~]# virsh edit centos6.5

KVM文件管理，raw格式轉換為qcow2格式

虛擬機磁盤文件分為raw與qcow2格式，KVM默認格式是raw裸設備。

raw好處：性能好、速度最快。缺點：不支持一些新的功能。如：鏡像、zlib磁盤壓縮，AES加密等

libguestfs-tools工具實現格式轉換

[root@localhost ~]# yum -y install libguestfs-tools

 [root@localhost ~]# qemu-img info /data_kvm/store/KVM011.img
image: /data_kvm/store/KVM011.img
file format: raw
virtual size: 3.9G (4194304000 bytes)
disk size: 3.9G
 
[root@localhost ~]# virsh shutdown centos6.5
域 centos6.5 被關閉
 
格式轉換，需要一些時間
[root@localhost ~]# qemu-img convert -f raw -O qcow2 /data_kvm/store/KVM011.img /data_kvm/store/KVM011.qcow2
 
[root@localhost ~]# ls /data_kvm/store/
KVM011.img  KVM011.qcow2
 
[root@localhost ~]# ls /etc/libvirt/qemu
autostart  centos6.5_bak.xml  centos6.5.xml  networks
 
[root@localhost ~]# virsh edit centos6.5
編輯了域 centos6.5 XML 配置。
 
修改centos6.5的xml配置文件
 
23       
24       
 
Virt-cat命令，類似於cat，可查看虛擬機里的文件
 
查看虛擬機里的network文件，需要些時間
[root@localhost ~]# virt-cat -a /data_kvm/store/centos6.5.qcow2 /etc/sysconfig/network
 
Virt-edit命令，用於編輯文件，用法與vim基本相同
[root@localhost ~]# virt-edit -a /data_kvm/store/centos6.5.qcow2 /etc/sysconfig/networ
 
Virt-df命令用查看虛擬機磁盤信息
[root@localhost ~]# virt-df -h centos6.5
Filesystem                                Size       Used  Available  Use%
centos6.5:/dev/sda1                       484M        33M       427M    7%
centos6.5:/dev/sdb1                       4.2G       4.2G          0  100%
centos6.5:/dev/VolGroup/lv_root           3.0G       1.0G       1.8G   34%

虛擬機的克隆

[root@localhost ~]# virsh destroy centos6.5
域 centos6.5 被刪除
 
[root@localhost ~]# virsh list --all
 Id    名稱                         狀態
----------------------------------------------------
 -     centos6.5                      關閉
 
從centos6.5克隆為centos6.5-clome
[root@localhost ~]# virt-clone -o centos6.5 -n centos6.5-clome -f /data_kvm/store/KVM011-clone.qcow2
 
Clone 'centos6.5-clome' created successfully.
 
[root@localhost ~]# virsh list --all
 Id    名稱                         狀態
----------------------------------------------------
 -     centos6.5                      關閉
 -     centos6.5-clome                關閉

虛擬機的快照

創建快照
[root@localhost ~]# virsh snapshot-create centos6.5
Domain snapshot 1535644190 created
 
1535644190：快照的版本號（距離1970年1月1日過去了多少秒）
 
查看快照信息
[root@localhost ~]# virsh snapshot-list centos6.5
 名稱               Creation Time             狀態
------------------------------------------------------------
 1535644190           2018-08-30 23:49:50 +0800 shutoff

 
恢復快照
[root@localhost ~]# virsh snapshot-list centos6.5
 名稱               Creation Time             狀態
------------------------------------------------------------
 1535644190           2018-08-30 23:49:50 +0800 shutoff
 1535644574           2018-08-30 23:56:14 +0800 shutoff
 
[root@localhost ~]# virsh snapshot-revert centos6.5 1535644190
[root@localhost ~]# virsh snapshot-current centos6.5

  1535644190
  shutoff
 
 
刪除快照
[root@localhost ~]# virsh snapshot-delete centos6.5 1535644190
Domain snapshot 1535644190 deleted
 
[root@localhost ~]# virsh snapshot-list centos6.5
 名稱               Creation Time             狀態
------------------------------------------------------------
 1535644574           2018-08-30 23:56:14 +0800 shutoff