KVM 虚拟化的实现

1、KVM 虚拟化服务的构成

KVM 虚拟化主要由三大组件构成，即：KVM、QEMU、LIBVIRTD

一、KVM：KVM 是 Linux 内核的模块，他须要 CPU 的支持，采用硬件辅助虚拟化技术 Intel-VT，AMD-V，内存的相关如 Intel 的EPT 和 AMD 的 RVI 技术。

二、QEMU：QEMU是一个虚拟化的仿真工具，经过 ioctl 与内核 kvm 交互完成对硬件虚拟化的支持。

三、LIBVIRTD：Libvirtd 是一个对虚拟化管理的接口和工具，提供用户端程序 virsh，virt-install，virt-manager，virt-view 与用户交互。

2、虚拟化服务的必备软件

qemu-kvm：为 KVM 提供底层仿真支持

libvirt-daemon：守护进程，管理虚拟机

libvirt-client：用户端软件，提供客户端管理命令

libvirt-daemon-driver-qemu：libvirt 链接 qemu 的驱动

可选软件

virt-install ：系统安装工具

virt-manager ：图形管理工具

virt-v2v ：虚拟机迁移工具

virt-p2v ：物理机迁移工具

3、虚拟机的组成

一、内核虚拟化模块（KVM）

二、系统设备仿真（QEMU）

三、虚拟机管理程序（LIBVIRT）

四、XML 文件（虚拟机配置声明文件，位置 /etc/libvirt/qemu/ ）

五、磁盘镜像文件（虚拟机的硬盘，位置 /var/lib/libvirt/iamges/ ）

4、虚拟机管理

使用 virsh 命令对 kvm 虚拟机进行常规管理。

a、查看虚拟机信息

一、查看 KVM 节点（服务器）信息

virsh nodeinfo

二、列出虚拟机

virsh list [--all]

三、列出虚拟网络

virsh net-list [--all]

四、查看指定虚拟机的信息

virsh nodeinfo 虚拟机名称

b、开关机操做

一、运行|重启|关闭 指定的虚拟机

virsh start|reboot|shutdown 虚拟机名称

二、强制关闭指定虚拟机

virsh destory 虚拟机名称

三、将指定虚拟机设置为开机自动运行

virsh autostart [--disable] 虚拟机名称

5、经常使用镜像盘类型对比

通过以上表格的镜像盘格式对比，咱们能够很确定的知道，KVM 使用 QCOW2 格式的镜像盘时，对服务器资源的利用率最高的，固然系统默认的镜像盘格式。

6、虚拟机磁盘管理

使用命令 qemu-img

a、使用 qemu-img 命令对虚拟机的磁盘进行管理。

b、qemu-img 支持很是多的磁盘格式，例如 raw、qcow二、vdi、vmdk 等等。

c、qemu-img 命令格式

qemu-img 命令 参数 块文件名称 大小
经常使用命令有：
create           建立一个磁盘
convert          转换磁盘格式
info             查看磁盘信息
snapshot         管理磁盘快照
一、建立镜相盘文件
qemu-img create -f 格式 磁盘路径 大小
例如：
qemu-img create -f qcow2 disk.img 50G
表示建立一个名为 disk.img，大小为 50G，格式为 qcow2 的镜像盘文件
二、查看镜像盘文件的信息
qemu-img info 磁盘路径
例如：
qemu-img info disk.img
三、加 -b 参数使用后端模板文件
例如：
qemu-img create -b disk.img -f qcow2 disk1.img
表示之后端镜像盘 disk.img 为模板，建立一个名为 disk1.img 格式为 qcow2 的镜像盘，这里没有指定大小，表示与后端镜像盘 disk.img 相同大小。

7、COW 技术原理

COW，即：Copy On Write 写时复制，该技术主要实现如下功能

a、直接映射原始盘的数据内容

b、当原始的旧数据有修改时，再修改以前自动将旧数据存入前端盘

c、对前端盘的修改不回写到原始盘

以下图所示：

在 KVM 虚拟化中，对于 COW 技术的运用可谓是无处不在，最明显的莫过于虚拟机的克隆。

8、KVM 虚拟机的远程管理

a、使用 virsh 客户端工具

一、链接本地

[root@localhost ~]# virsh -c qemu:///system (默认选项)

二、链接远程

[root@localhost ~]# virsh -c qemu+ssh://user@ip.xx.xx.xx:port/system

b、使用 virt-manager 客户端工具

一、virt-manager 也能够经过 add connection 管理其它机器上的虚拟机，通常经过 “ remote tunnel over ssh ” 就能够了。

二、须要注意的是 virt-manager 须要使用 ssh 免密登录，若是没有免密登录，须要单独安装 python 的 ssh 相关模块，这里咱们可使用部署 key 的方法解决。

9、建立虚拟交换机

a、原理：调用 dnsmasp 提供 DNS、DHCP 等功能

b、建立配置文件 /etc/libvirt/qemu/networks/default.xml，并粘贴如下内容：

<network>
   <name>default</name>
   <bridge name="virbr0"/>
   <forward mode="nat"/>
   <ip address="192.168.20.254" netmask="255.255.255.0">
      <dhcp>
         <range start="192.168.20.1" end="192.168.1.200"/>
      </dhcp>
   </ip>
</network>

[root@localhost ~]# cd /etc/libvirt/qemu/networks/
[root@localhost networks]# vim default.xml

注意：bridge name="virbr0"，这里时网卡名称，必定要与服务器的网卡名称相同，否则会报错。

c、使用 virsh 管理虚拟网络

net-list                          查看虚拟网络
net-define default.xml                  建立虚拟网络
net-undefine default                   删除虚拟网络
net-start default                     启动虚拟网络
net-destroy default                    中止虚拟网络
net-edit default                     修改 default 的网络配置
net-autostart default                   设置 default 虚拟网络开机启动

建立虚拟网络

[root@localhost networks]# virsh net-define eth1.xml

10、XML 管理

a、XML 配置文件说明

一、定义了一个虚拟机的名称、CPU、内存、虚拟磁盘、网卡等各类参数。

二、默认位于 /etc/libvirt/qemu/虚拟机名称.xml。

b、导出 XML 配置文件

一、查看：virsh dumpxml 虚拟机名称。

二、备份：virsh dumpxml 虚拟机名称 > 虚拟机名称.xml。

c、编辑虚拟机设置

一、对虚拟机的配置进行调整

①、编辑：virsh edit 虚拟机名称。

②、若修改 name、memory、disk、network，可自动保存为新虚拟机配置。

二、定义虚拟机

根据修改后的独立的 xml 文件定义新虚拟机。

virsh define XML描述文件

三、删除虚拟机

必要时能够删除多余的 XML 配置

①、好比虚拟机更名的状况

②、避免出现多个虚拟机的磁盘或者 MAC 地址冲突

③、virsh undefine 虚拟机名称

11、建立模板虚拟机

a、使用 virt-manager 命令调出虚拟系统管理器，新建虚拟机

[root@localhost ~]# virt-manager

b、选择网络安装，并前进

c、在 URL 框中输入咱们本身的内部 yum 源地址（centos 目录为挂载的光盘目录，对于光盘的挂载，这里省略）

d、设置内存、CPU

注意：这里内存最好时大于 2048M，CPU 最小为 2 ，不然后面的虚拟机系统没法安装。

e、设置磁盘镜像，选择建立自定义存储，建立存储卷，以下图所示的过程。

f、设置虚拟机名称并指定网络，完成以后，就会进入 Centos 的系统安装界面，至于系统的安装，咱们就再也不一步步演示了。

通过上面的 6 步，咱们已经建立了一个 kvm 虚拟机的模板，这个模板时最小化安装，彻底纯净的。若是要使用云，则这个模板将会是关键性的存在，由于 KVM 使用了 COW 写时复制技术。

12、总结

通过一系列的阐述与演示，咱们是否有对 KVM 虚拟化有个大体的了解？其实 KVM 虚拟化，除了命令多以外，其余的跟 vsphere、xen 虚拟化没多少区别。并且，如今不少企业中都在使用 KVM ，而不少云环境的搭建也会有 KVM 的身影存在，所以，关于 KVM ，各位老铁们还得不断的了解啊。