KVM虚拟化

Posted 2022-12-03 袁❈晔

什么是虚拟化

•  虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机（对计算机物理资源的抽象，实现资源的模拟、隔离和共享）。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
•  虚拟化是一种资源管理技术，打破实体结构的不可分割的障碍，可以对数据中心的所有资源进行虚拟化和管理，可以实现服务虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和桌面虚拟化。
•  在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的、旧的硬件产能过低的重组、重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件，对资源充分利用。

虚拟化技术

通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机，在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，同时每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互相不影响，从而提高计算机的工作效率，例如ensp、workstation等
 在一个操作系统中（win10）模拟多个操作系统（centos、win10、suse），同时每个操作系统可以跑不同的服务（nginx和tomcat），从而实现一台宿主机搭建一个集群
 通过软件/应用程序的方式，来实现物理硬件的功能，例：ensp以软件形式实现物理设备的功能（二层交换机、路由器、三层交换机等）

KVM架构

KVM虚拟化架构(三种模式)

1.客户模式(guestOs) :VM中的OS为Guestos
客户机在操作系统中运行的模式，客户机分为内核模式和用户模式，作用如下:
2.用户模式:
为用户提供虚拟机管理的用户空间工具以及代表用户执行I/O，Qemu工作在此模式下(Qemu的主要功能)
3.linux内核模式
模拟CPU、 内存，实现客户模式切换，处理从客户模式的推出，KVM即运行在此模式下
 

KVM的核心组件

• 在内核层：将物理资源逻辑分割为虚拟化资源
• 在抽象层：Qemn组件，会和内核层的KVM进行对接，调用所需的资源

KVM工作流程

1. 用户模式的Qemu利用接口libkvm通过ioctl系统调用进入内核模式。KVM驱动为虚拟机创建虚拟CPU和虚拟内存,
2. 然后执行VMLAU :NCH指令进入客户模式，装载Guest OS并运行。Guest OS运行过程中如果发生异常，则暂停Guest OS的运行并保存当前状态同时退出到内核模式来处理这些异常。
3. 内核模式处理这些异常时如果不需要I/o则处理完成后重新进入客户模式。如果需要I/o则进入到用户模式，则由Qemu 来处理I/O， 处理完成后进入内核模式，再进入客户模式

部署KVM虚拟化

实验准备：

虚拟机设置–处理器–勾选虚拟化 Intel-VT-x/EPT 或 AMD-V/RVI(V)
添加磁盘并给大的内存（300GB）

将镜像光盘设为自动/永久挂载

mkdir /mount
vim /etc/fstab
/dev/cdrom /mount iso9660 defaults 0 0

设置DNS反向解析，设置为NO 可以让客户端ssh连接服务器

vim /etc/ssh/sshd_config 
115 UseDNS no		            #取消注释，yes改为no

制作本地YUM仓库

cd /etc/yum.repos.d/
mkdir bak
mv CentOS-* bak
vim local.repo
[local]
name=kvm
baseurl=file:///mount		
gpgcheck=0
enable=1
yum clean all
yum makecache

安装KVM基本组件

yum groupinstall -y "GNOME Desktop"		#安装GNOME桌面环境，若装了图形界面可以不需要安装
yum -y install qemu-kvm		            #安装KVM模块
yum -y install qemu-kvm-tools	        #安装KVM调试工具，可不安装
yum -y install virt-install		        #构建虚拟机的命令行工具
yum -y install qemu-img		            #qemu组件，创建磁盘、启动虚拟机等
yum -y install bridge-utils		        #网络支持工具
yum -y install libvirt		            #虚拟机管理工具
yum -y install virt-manager		        #图形界面管理虚拟机
cat /proc/cpuinfo | grep vmx		    #检测cpu是否支持虚拟化

设置开启启动界面的显示模式

ln -sf /lib/systemd/system/graphical.target /etc/systemd/system/default.target

设置KVM网络

KVM网络的两种模式：

• NAT：默认设置，数据包由NAT方式通过主机的接口进行传送，可以访问外网，但是无法从外部访问虚拟机网络
• 网桥：这种模式允许虚拟机像一台独立的主机一样拥有网络，外部的机器可以直接访问到虚拟机内部，但需要网卡支持(一般有线网卡都支持)

创建KVM存储和镜像数据的目录、上传centos7 镜像

mkdir -p /data_kvm/iso		                               #创建KVM存储镜像的目录
mkdir -p /data_kvm/store		                           #创建存储池的目录
mkdir /abc
cd /abc/		                                           #上传虚拟机的镜像文件
CentOS-7-x86_64-DVD-1810-7.6.iso	                       #使用XFTP 7 上传文件
cp -p CentOS-7-x86_64-DVD-1810-7.6.iso /data_kvm/iso/	   #需要确保属主属组是root