详解虚拟化之KVM概念架构功能常用工具及部署

Posted 2021-06-02 一口Linux

原文：https://www.toutiao.com/i6731260506230751756/

实现方式一般是一个特殊定制的 Linux 系统。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都属于这个类型。

 

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KVM概念

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，支持 x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc 等 CPU，从 Linux 2.6.20 起就作为一模块被包含在 Linux 内核中。

不过KVM需要支持虚拟化扩展的 CPU。

 

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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：

KVM架构

说明：

• 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。

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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 ）

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KVM常用工具

简单介绍一下KVM的一些常用工具：

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

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安装kvm

1、查看系统是否支持虚拟化

grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

2、安装软件

--最小安装的CentOS安装一些最基本的包
yum install epel-release net-tools vim unzip zip wget ftp -y
--centos6
 yum groupinstall "Virtualization" "Virtualization Client" "Virtualization Platform" "Virtualization Tools" -y
--centos7
yum install *qemu* *virt* *kvm* -y

 

3、启动服务

/etc/init.d/libvirtd start

4、查看kvm模块加载:

lsmod | grep kvm
 kvm_intel 53484 3 
 kvm 316506 1 kvm_intel

5、卸载kvm

yum erase `rpm -qa | egrep '(qemu|virt|kvm)'`
rm -rf /var/lib/libvirt /etc/libvirt/

6、创建连接池

1.创建基于文件夹的存储池（目录）
mkdir -p /data/vmfs
2.定义存储池与其目录
virsh pool-define-as vmdisk --type dir --target /data/vmfs
3.创建已定义的存储池
(1)创建已定义的存储池
virsh pool-build vmdisk
(2)查看已定义的存储池，存储池不激活无法使用。
virsh pool-list --all
4.激活并自动启动已定义的存储池
virsh pool-start vmdisk
virsh pool-autostart vmdisk 
这里vmdisk存储池就已经创建好了，可以直接在这个存储池中创建虚拟磁盘文件了。
5.在存储池中创建虚拟机存储卷
(1)在存储池中创建虚拟机存储卷
virsh vol-create-as vmdisk oeltest03.qcow2 20G --format qcow2
(2)根据创建的虚拟机存储卷安装虚拟机
virt-install --name=oeltest03 --os-variant=RHEL6 \\
--ram 1024 --vcpus=1 --disk path=/data/vmfs/oeltest03.qcow2, \\
format=qcow2,size=20,bus=virtio --accelerate --cdrom \\
/data/iso/oel63x64.iso --vnc --vncport=5910 \\
--vnclisten=0.0.0.0 --network bridge=br0,model=virtio –noautoconsole