KVM 虛擬化詳解

一、Kvm 簡介

KVM的虛擬化需要硬件支持(如Intel VT技術或者AMD V技術)。是基於硬件的完全虛擬
化。在性能上KVM繼承了Linux很好的性能和伸縮性，在虛擬化性能方面，已經達到非虛
擬化原生環境95%左右的性能（官方數據）。KVM拓展性也非常好，客戶機和宿主機都可以
支持非常多的CPU數量和非常大的內存，可以過載使用CPU和內存，還可藉助KSM技術實
現對內存的過量使用，且保證性能依舊非常不錯。紅帽2008年9月收購。

二、虛擬化

虛擬化：虛擬化是雲計算的底層，在硬件基礎上跑虛擬機
雲計算：對硬件進行一個整合，協調硬件資源，可以理解爲分佈式的集羣
2.1虛擬化技術

虛擬化技術的分類：
模擬：emulation 相當於硬件的60%
虛擬：virtulization（虛擬出來的架構與底層架構要保持一致）
完全虛擬化（full-virtulization）
BT:二進制翻譯 （軟件） 相當於硬件的80%
HVM:硬件輔助的虛擬化 （硬件） 相當於硬件的85%
半虛擬化(para-virtulization) 【準虛擬化】 相當於硬件的95%

• 模擬：IO,CPU,Memory全都是用軟件模擬出來。著名的模擬器有PearPC，Bochs，QEMU。
  在硬件上運行着一臺主機，主機上運行一個虛擬化模擬軟件，此軟件可以模擬出一個或
  多個硬件環境。模擬出的硬件環境就是虛擬機。
• 完全虛擬化：也稱爲native virtulization
  cpu不做模擬，只對其做相應的分配和管理，IO需要做模擬，Memory也不需要做模擬。
  虛擬的cpu架構和底層的cpu架構要保持一致。
  兩種加速方式：
  　　BT
  　　HVM
  　　著名產品：VMware Workstation，VMware Server,Parallels Desktop，KVM，Xen（HVM）
• 半虛擬化：xen，uml(user-mode linux)。虛擬出來的架構與物理架構也必須完全一致
  通常需要修改虛擬機的內核，然後實現就請求轉發給物理機內核(hypervisor)，讓物理機
  內核執行之後再返回(hyper call)給虛擬機
• OS級別的虛擬化：Openvz，lxc，Solaris Containers
  多個用戶空間共用一個內核空間，每個用戶空間就是一個虛擬機，由一個虛擬機管理器
  分別多所有虛擬機進行管理。
• 庫虛擬化：wine
• 應用程序虛擬化：jvm

三、KVM安裝

3.1檢測是否支持虛擬化

• 開啓虛擬化
  開機進入服務器bios，設置虛擬化選項爲打開virtualization technology enabled
• 檢查 CPU

  # egrep --color '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo 
  # grep --color=auto -Ei "vmx|svm" /proc/cpuinfo

  #如果含有vmx或者svm字樣，則表示硬件支持虛擬化，vmx代表Intel，svm代表AMD
  3.2裝載模塊

  # modprobe kvm
  modprobe kvm_intel

  # lsmod | grep kvm
  kvm_intel            55496   0 
  kvm                  337772  1 kvm_intel

  3.3安裝kvm相關軟件包

  # yum grouplist | grep -i "Virtualization"
  # yum install qemu-kvm qemu-kvm-tools virt-manager virt-viewer libvirt python-virtinst bridge-utils tigervnc
  # ln -sv /usr/libexec/qemu-kvm /usr/sbin/

四、網絡設置

4.1橋接網卡

• 腳本創建橋接口

  #!/bin/bash
  ipaddr=`ifconfig eth0 |awk '/inet addr:/{print $2}' |awk -F: '{print $2}'`
  brctl addbr br0
  ifconfig eth0 0 up
  brctl addif br0 eth0
  ifconfig br0 ${ipaddr}/16 up
  brctl stp br0 on

• virsh命令創建橋接口
  #virsh iface-bridge eth0 br0

• 配置文件創建橋接口

  # vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  DEVICE=eth0
  HWADDR=00:50:56:39:11:f4
  TYPE=Ethernet
  ONBOOT=yes
  NM_CONTROLLED=yes
  BOOTPROTO=none
  BRIDGE=br0

  # vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
  DEVICE=br0
  TYPE=Bridge
  ONBOOT=yes
  NM_CONTROLLED=no
  BOOTPROTO=stitc
  IPADDR=192.168.100.101
  GATEWAY=192.168.100.1
  NETMASK=255.255.255.0

• 重啓網卡
  # /etc/init.d/network restart

• 啓動Libvirt
  service libvirtd start

  五、創建虛擬機

創建磁盤映像文件

# qemu-img create -f qcow2 -o size=10G /u01/images/vm1/centos.qcow2
# dd if=/dev/zero of centos6.img bs=1M count=1024

創建稀疏格式
# dd if=/dev/zero of=centos6.img bs=1M oflag=direct seek=1023 count=1

Qemu命令新建虛擬機
# qemu-kvm -name "mhn_node1" -m 512 -smp 1 -hda /u01/images/vm1/centos.qcow2 -cdrom /u01/centos_iso/CentOS-6.5-x86_64-bin-DVD1.iso -boot order=dc

virt-install新建虛擬機

# virt-install --name=centos6 --ram 1024 --vcpus=1 --disk path=/u01/centos6.qcow2  --accelerate --cdrom /mnt/CentOS6.5.iso --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5920 --network bridge=br0 --force –autostart
# virt-install --name=node1 --ram=1024 --arch=x86_64 --vcpus=1 --check-cpu --os-type=linux --os-variant='rhel6' -c /u01/iso/centos6.5.iso --disk path=/u01/images/centos6.5_vm001.img,device=disk,bus=virtio --bridge=br0 --noautoconsole --vnc --vncport=5921 --vnclisten=0.0.0.0

virsh基於模板創建虛擬機

# cp centos.img /u01/images/node1.img
# virsh dumpxml centos > /etc/libvirt/qemu/node1.xml
# virsh create /etc/libvirt/qemu/node1.xml -console

# virsh define /etc/libvirt/qemu/node3.xml
# virsh edit node3  不建議直接通過vim修改xml文件
修改id號
修改虛擬機的name
修改uuid
指定新虛擬機的硬盤文件
# virsh start node3

六、管理虛擬機

• 鏡像格式轉換

  # qemu-img create -f vmdk -0 ? test.vmdk
  # qemu-img convert –O vmdk –o adapter_type=lsilogic test.qcow2 test.vmdk
  # qemu-img convert -f raw -O qcow2 node1.img node1.qcow2

-f：源鏡像的格式，它會自動檢測
-O：目標鏡像的格式
-o：其他選先

擴大磁盤容量
# qemu-img resize /u01/images/test.qcow2 50G

克隆
# virt-clone -o node1 -n node2 -f node2.qcow2
-o：原來的虛擬機名稱
-n：新的虛擬機名稱
-f：新的虛擬機磁盤文件

生成隨機mac
# openssl rand -hex 6 | sed 's/\(..\)/\1:/g; s/.$//'
cd:8b:7b:ba:c1:b5
創建快照
# qemu-img snapshot –c test-1.snap test.qcow2
恢復快照
#qemu-img snapshot -a test.-1.snap test.qcow2
刪除快照
#qemu-img snapshot -d test.-1.snap test.qcow2

virsh管理
# virsh define /etc/libvirt/qemu/node5.xml #將配置導入到虛擬機
# virsh start node3 #啓動虛擬機
# virsh create /etc/libvirt/qemu/centos6.5.xml #通過配置文件啓動
# virsh shutdown node3 #關閉虛擬機
# virsh destroy node3 #強制關閉電源
# virsh undefine node3 #刪除虛擬機
# virsh suspend node3 #掛起虛擬機
# virsh resume node3 #恢復被掛起的虛擬機
# virsh list --all #查看所有的虛擬機

virt-manager管理
# virt-manager

• 設置虛擬機名字
  
• 設置磁盤屬性
  將默認的IDE硬盤換成virtio,並打上驅動程序，這樣性能就可以得到提升
  
• 設置網卡屬性
  將默認的網卡換成virtio,並打上驅動程序，這樣性能就可以得到提升