虚拟化技术之KVM

KVM 是Kernel-based Virtual Machine的简称，是一个开源的系统虚拟化模块，自Linux 2.6.20之后集成在Linux的各个主要发行版本中，KVM目前已成为学术界的主流 VMM (virtual machine monitor，虚拟机监视器，也称为hypervisor)之一。

1. 安装环境

yum install -y vim wget tree  lrzsz gcc gcc-c++ automake pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel iproute net-tools iotop  lsof  ntpdate telnet bridge-utils

yum -y install qemu-kvm qemu-kvm-tools libvirt libvirt-client virt-manager virt-install

systemctl restart libvirtd
systemctl enable libvirtd

2. 验证开启虚拟化

[kvm]$ grep -E "vmx|svm" /proc/cpuinfo | wc -l
2

KVM管理工具

libvirt
使用最多的KVM虚拟化管理工具和应用程序接口，即通过libvirt调用KVM创建虚拟机，libvirt是KVM通用的访问API，其不但能管理KVM，还能管理VMware、Xen、Hyper-V、virtualBox等虚拟化方案。

virsh：
是一个常用的管理KVM虚拟化的命令行工具，常用语管理运行在单个宿主机上的虚拟机，virsh是一个使用C语言编写调用libvirt API的虚拟化管理命令行工具。

virt-manager：
virt-manager是一个虚拟化管理图形软件，其底层也是调用libvirt API来完成对虚拟机的操作，包括虚拟机的创建、删除、启动、停止以及一些简单的监控功能等。

openstack：
openstack是一个开源的虚拟化编排工具，常用于构建大规模的虚拟化环境，用语管理成千上万虚拟机的创建、启动、删除等整个生命周期。

3. 创建磁盘(2种格式)

#默认保存虚拟机磁盘的路径
[kvm]$ ll /var/lib/libvirt/images/
-rw-r--r-- 1 root root 962592768 Aug 19 14:19 CentOS-7-x86_64-Minimal-1810.iso

#创建一个格式为raw大小为10G的裸磁盘,-f指定格式。（这个会直接占用10G的空间）
[kvm]$ qemu-img create -f raw /var/lib/libvirt/images/Centos7.raw 10G
Formatting '/var/lib/libvirt/images/Centos7.raw', fmt=raw size=10737418240

#创建好了
[kvm]$ ll -h /var/lib/libvirt/images/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 10G Aug 19 14:27 Centos7.raw

#另一种方法：创建一个格式为raw大小为10G的稀疏格式磁盘
[kvm]$ qemu-img create -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/centos.qcow2 10G
Formatting '/var/lib/libvirt/images/centos.qcow2', fmt=qcow2 size=10737418240 encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off


[kvm]$ ll -h /var/lib/libvirt/images/
-rw-r--r-- 1 root root 193K Aug 19 14:29 centos.qcow2

virsh-install命令使用帮助

[kvm]$ virt-install --help
usage: virt-install --name NAME --ram RAM STORAGE INSTALL [options]

使用指定安装介质新建虚拟机。
`选项参数(optional arguments):`
    -h, --help show this help message and exit
    --version show program’s version number and exit
    --connect URI 使用 libvirt URI 连接到 hypervisor

`通用选项(General Options):`
    -n NAME, --name NAME 客户端事件名称
    --memory MEMORY 配置虚拟机内存分配。例如：
        --memory 1024 (in MiB)
        --memory 512,maxmemory=1024
    --vcpus VCPUS 为虚拟机配置的 vcpus 数。例如：
        --vcpus 5
        --vcpus 5,maxcpus=10,cpuset=1-4,6,8
        --vcpus sockets=2,cores=4,threads=2,
    --cpu CPU CPU 型号及功能。例如：
        --cpu coreduo,+x2apic
        --cpu host
    --metadata METADATA 配置虚拟机元数据。例如：
        --metadata name=foo,title="My pretty title",uuid=...
        --metadata description="My nice long description"

`安装方法选项(Installation Method Options):`
--cdrom CDROM 光驱安装介质
-l LOCATION, --location LOCATION
    #安装源(例如：nfs:host:/path、http://host/path、ftp://host/path)
--pxe  #使用 PXE 协议从网络引导
--import  #在磁盘映像中构建虚拟机
--livecd  #将光驱介质视为 Live CD
-x EXTRA_ARGS, --extra-args EXTRA_ARGS
    #附加到使用 --location 引导的内核的参数
--initrd-inject INITRD_INJECT
    #使用 --location 为 initrd 的 root添加给定文件
--os-variant DISTRO_VARIANT
    #在其中安装 OS 变体的虚拟机，比如'fedora18'、'rhel6'、'winxp' 等等。
--boot BOOT   #配置虚拟机引导设置。例如：
    --boot hd,cdrom,menu=on
    --boot init=/sbin/init (for containers)
--idmap IDMAP  #为 LXC 容器启用用户名称空间。例如：
    --idmap uid_start=0,uid_target=1000,uid_count=10

设备选项(Device Options):
--disk DISK #使用不同选项指定存储。例如：
    --disk size=10 (new 10GiB image in default location)
    --disk /my/existing/disk,cache=none
    --disk device=cdrom,bus=scsi
    --disk=?
-w NETWORK, --network NETWORK
    #配置虚拟机网络接口。例如：
    --network bridge=mybr0
    --network network=my_libvirt_virtual_net
    --network network=mynet,model=virtio,mac=00:11...
    --network none
    --network help
--graphics GRAPHICS  #配置虚拟机显示设置。例如：
    --graphics vnc
    --graphics spice,port=5901,tlsport=5902
    --graphics none
    --graphics vnc,password=foobar,port=5910,keymap=ja
--controller CONTROLLER
    #配置虚拟机控制程序设备。例如：
    --controller type=usb,model=ich9-ehci1
--input INPUT #配置虚拟机输入设备。例如：
    --input tablet
    --input keyboard,bus=usb
--serial SERIAL  #配置虚拟机串口设备
--parallel PARALLEL  #配置虚拟机并口设备
--channel CHANNEL  #配置虚拟机沟通频道
--console CONSOLE  #配置虚拟机与主机之间的文本控制台连接
--hostdev HOSTDEV  #将物理 USB/PCI/etc 主机设备配置为与虚拟机共享
--filesystem FILESYSTEM
    #将主机目录传递给虚拟机。例如：
    --filesystem /my/source/dir,/dir/in/guest
    --filesystem template_name,/,type=template
--sound [SOUND]  #配置虚拟机声音设备模拟
--watchdog WATCHDOG  #配置虚拟机 watchdog 设备
--video VIDEO  #配置虚拟机视频硬件。
--smartcard SMARTCARD
    配置虚拟机智能卡设备。例如：
    --smartcard mode=passthrough
--redirdev REDIRDEV  #配置虚拟机重定向设备。例如：
    --redirdev usb,type=tcp,server=192.168.1.1:4000
--memballoon MEMBALLOON
    配置虚拟机 memballoon 设备。例如：
    --memballoon model=virtio
--tpm TPM  #配置虚拟机 TPM 设备。例如：
    --tpm /dev/tpm
--rng RNG  #配置虚拟机 RNG 设备。例如：
    --rng /dev/random
--panic PANIC  #配置虚拟机 panic 设备。例如：
    --panic default

虚拟机配置选项:
--security SECURITY 设定域安全驱动器配置。
--numatune NUMATUNE 为域进程调整 NUMA 策略。
--memtune MEMTUNE 为域进程调整内粗策略。
--blkiotune BLKIOTUNE
    #为域进程调整 blkio 策略。
--memorybacking MEMORYBACKING
    #为域进程设置内存后备策略。例如：
    --memorybacking hugepages=on
--features FEATURES  #设置域 <features> XML。例如：
    --features acpi=off
    --features apic=on,eoi=on
--clock CLOCK  #设置域 <clock> XML。例如：
    --clock offset=localtime,rtc_tickpolicy=catchup
--pm PM  #配置 VM 电源管理功能
--events EVENTS  #配置 VM 生命周期管理策略
--resource RESOURCE  #配置 VM 资源分区（cgroups）

`虚拟化平台选项(Virtualization Platform Options):`
-v, --hvm  #客户端应该是一个全虚拟客户端
-p, --paravirt  #这个客户端一个是一个半虚拟客户端
--container  #这台虚拟机需要一个容器客户端
--virt-type HV_TYPE  #要使用的管理程序名称(kvm、qemu、xen等等)
--arch ARCH  #模拟的 CPU 构架
--machine MACHINE  #要模拟的机器类型

`其它选项(Miscellaneous Options):`
--autostart  #引导主机时自动启动域。
--wait WAIT  #等待安装完成的分钟数。
--noautoconsole  #不要自动尝试连接到客户端控制台
--noreboot  #完成安装后不要引导虚拟机。
--print-xml [XMLONLY]
    #输出所生成域 XML，而不是创建虚拟机。
--dry-run  #完成安装步骤，但不要创建设备或者定义虚拟机。
--check CHECK  #启用或禁用验证检查。例如：
    --check path_in_use=off
    --check all=off
-q, --quiet  #禁止无错误输出
-d, --debug  #输入故障排除信息

创建br0桥接网卡

[kvm]$ cd /etc/sysconfig/network-scripts
[kvm]$ vim ifcfg-br0
    TYPE=Bridge
    BOOTPROTO=static
    NAME=br0
    DEVICE=br0
    ONBOOT=yes
    IPADDR=172.16.23.201
    NETMASK=255.255.0.0
    GATEWAY=172.16.0.1
    DNS1=172.16.0.1

[kvm]$ vim ifcfg-eth0
    TYPE=Ethernet
    BOOTPROTO=static
    NAME=eth0
    DEVICE=eth0
    ONBOOT=yes
    BRIDGE=br0

[kvm]$ systemctl restart network