KVM是什么?

KVM 全称是 基于内核的虚拟机(Kernel-based Virtual Machine),它是一个 ​​Linux​​ 的一个内核模块,该内核模块使得 Linux 变成了一个 Hypervisor:

它由 Quramnet 开发,该公司于 2008年被 Red Hat 收购。
  它支持 x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc 等 CPU。
  它从 Linux 2.6.20 起就作为一模块被包含在 Linux 内核中。
  它需要支持虚拟化扩展的 CPU。
  它是完全开源的。

KVM架构

KVM 是基于虚拟化扩展(Intel VT 或者 AMD-V)的 X86 硬件的开源的 Linux 原生的全虚拟化解决方案。KVM 中,虚拟机被实现为常规的 Linux 进程,由标准 Linux 调度程序进行调度;虚机的每个虚拟 CPU 被实现为一个常规的 Linux 进程。这使得 KMV 能够使用 Linux 内核的已有功能。

但是,KVM 本身不执行任何硬件模拟,需要客户空间程序通过 /dev/kvm 接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间,向它提供模拟的 I/O,并将它的视频显示映射回宿主的显示屏。目前这个应用程序是 QEMU。

Linux 上的用户空间、内核空间和虚机:

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_centos

Guest:客户机系统,包括CPU(vCPU)、内存、驱动(Console、网卡、I/O 设备驱动等),被 KVM 置于一种受限制的 CPU 模式下运行。
KVM:运行在内核空间,提供CPU 和内存的虚级化,以及客户机的 I/O 拦截。Guest 的 I/O 被 KVM 拦截后,交给 QEMU 处理。
QEMU:修改过的为 KVM 虚机使用的 QEMU 代码,运行在用户空间,提供硬件 I/O 虚拟化,通过 IOCTL /dev/kvm 设备和 KVM 交互。

KVM功能

KVM 所支持的功能包括:

支持CPU 和 memory 超分(Overcommit)
  支持半虚拟化I/O (virtio)
  支持热插拔 (cpu,块设备、网络设备等)
  支持对称多处理(Symmetric Multi-Processing,缩写为 SMP )
  支持实时迁移(Live Migration)
   支持 PCI 设备直接分配和 单根I/O 虚拟化 (SR-IOV)
  支持 内核同页合并 (KSM )
  支持 NUMA (Non-Uniform Memory Access,非一致存储访问结构 )

KVM常用工具

libvirt:操作和管理KVM虚机的虚拟化 API,使用 C 语言编写,可以由 Python,Ruby, Perl, PHP, Java 等语言调用。可以操作包括 KVM,vmware,XEN,Hyper-v, LXC 等 Hypervisor。
  Virsh:基于 libvirt 的 命令行工具 (CLI)
  Virt-Manager:基于 libvirt 的 GUI 工具
  virt-v2v:虚机格式迁移工具
  virt-* 工具:包括 Virt-install (创建KVM虚机的命令行工具), Virt-viewer (连接到虚机屏幕的工具),Virt-clone(虚机克隆工具),virt-top 等
  sVirt:安全工具

KVM安装

安装前要查看CPU是否支持虚拟化

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

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_02

若以上操作有输出,就说明CPU支持虚拟化

实验环境

KVM:Centos6.5 64位操作系统
内存4GB
硬盘20G

开启CPU虚拟化支持:

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_centos_03

安装依赖关系

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

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_04

查看是否加载了KVM模块
[root@localhost ~]# lsmod | grep kvm
kvm_intel 54285 0
kvm 333172 1 kvm_intel

在libvirt中运行KVM网络有两种方法:NAT和bridge,默认是NAT。

将以bridge(桥接模式)为例。
[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" #桥接虚拟网卡名称

[root@localhost ~]# /etc/init.d/network restart

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_05

[root@localhost ~]# ip a

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_06

安装KVM

[root@localhost ~]# mkdir -pv /data_kvm/{store,iso}
mkdir: 已创建目录 "/data_kvm"
mkdir: 已创建目录 "/data_kvm/store"
mkdir: 已创建目录 "/data_kvm/iso"

进入图形界面

[root@localhost ~]# virt-manager

连接出错,重启就好了

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_centos_07

重启libvirtd

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

[root@localhost ~]# virt-manager

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_08

添加池

双击localhost{QEMU}----存储-----“+”添加池

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_09

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_10

选择浏览-----找到刚才创建的目录------完成

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_11

创建存储卷

单机刚创建的KVM01池----新建卷

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_12

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_13

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_14

新建虚拟机

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_15

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_centos_16

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_17

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_18

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_19

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_20

具体安装过程与安装​​Linux系统​​一样(linux系统安装教程)

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_linux_21

查看KVM的配置文件存放目录

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

查看虚拟机状态

[root@localhost ~]# virsh list --all
Id 名称 状态
----------------------------------------------------
2 centos6.5 running(开启)

虚拟机的关机、开机自启等操作

要保证acpid服务安装并运行
[root@localhost ~]# yum -y install acpid

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_22

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

[root@localhost ~]# /etc/init.d/haldaemon stop
正在关闭 HAL 守护进程: [确定]

[root@localhost ~]# /etc/init.d/acpid start
[root@localhost ~]# /etc/init.d/haldaemon start
启动 HAL 守护进程: [确定]

[root@localhost ~]# /etc/init.d/acpid status
acpid (pid 1417) 正在运行...

关机KVM虚拟机
[root@localhost ~]# virsh shutdown centos6.5
域 centos6.5 被关闭

[root@localhost ~]# virsh destroy centos6.5
域 centos6.5 被删除

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_centos_23

[root@localhost ~]# virsh list --all
Id 名称 状态
----------------------------------------------------
- centos6.5 关闭

开机KVM虚拟机
[root@localhost ~]# virsh start centos6.5
域 centos6.5 已开始
[root@localhost ~]# virsh list --all
Id 名称 状态
----------------------------------------------------
4 centos6.5 running

虚拟机伴随宿主机自动启动
[root@localhost ~]# virsh autostart centos6.5
域 centos6.5标记为自动开始

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

导出虚拟机配置
[root@localhost ~]# virsh dumpxml centos6.5 > /etc/libvirt/qemu/centos6.5_bak.xml

删除虚拟机
[root@localhost ~]# virsh undefine centos6.5

修改虚拟机配置信息
[root@localhost ~]# virsh edit centos6.5

KVM文件管理,raw格式转换为qcow2格式

虚拟机磁盘文件分为raw与qcow2格式,KVM默认格式是raw裸设备。

raw好处:性能好、速度最快。缺点:不支持一些新的功能。如:镜像、zlib磁盘压缩,AES加密等

libguestfs-tools工具实现格式转换

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

在Centos6.5上部署kvm虚拟化技术_虚拟化_24

[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 被关闭

格式转换,需要一些时间
[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
编辑了域 centos6.5 XML 配置。

修改centos6.5的xml配置文件

23
24

Virt-cat命令,类似于cat,可查看虚拟机里的文件

查看虚拟机里的network文件,需要些时间
[root@localhost ~]# virt-cat -a /data_kvm/store/centos6.5.qcow2 /etc/sysconfig/network

Virt-edit命令,用于编辑文件,用法与vim基本相同
[root@localhost ~]# virt-edit -a /data_kvm/store/centos6.5.qcow2 /etc/sysconfig/networ

Virt-df命令用查看虚拟机磁盘信息
[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%

虚拟机的克隆

[root@localhost ~]# virsh destroy centos6.5
域 centos6.5 被删除

[root@localhost ~]# virsh list --all
Id 名称 状态
----------------------------------------------------
- centos6.5 关闭

从centos6.5克隆为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 名称 状态
----------------------------------------------------
- centos6.5 关闭
- centos6.5-clome 关闭

虚拟机的快照

创建快照
[root@localhost ~]# virsh snapshot-create centos6.5
Domain snapshot 1535644190 created

1535644190:快照的版本号(距离1970年1月1日过去了多少秒)

查看快照信息
[root@localhost ~]# virsh snapshot-list centos6.5
名称 Creation Time 状态
------------------------------------------------------------
1535644190 2018-08-30 23:49:50 +0800 shutoff


恢复快照
[root@localhost ~]# virsh snapshot-list centos6.5
名称 Creation Time 状态
------------------------------------------------------------
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


删除快照
[root@localhost ~]# virsh snapshot-delete centos6.5 1535644190
Domain snapshot 1535644190 deleted

[root@localhost ~]# virsh snapshot-list centos6.5
名称 Creation Time 状态
------------------------------------------------------------
1535644574 2018-08-30 23:56:14 +0800 shutoff