kvm部署安装

Posted 2021-02-22 mo-xiao-tong

一、KVM 介绍

 

 

  1.为什么需要cpu虚拟化

       X86 操作系统是设计在直接运行在裸硬件设备上的，因此它们自动认为它们完全占有计算机硬件。x86 架构提供四个特权级别给操作系统和应用程序来访问硬件。 Ring 是指 CPU 的运行级别，Ring 0是高级别，Ring1次之，Ring2更次之…… 就 Linux+x86 来说， 操作系统（内核）需要直接访问硬件和内存，因此它的代码需要运行在高运行级别  Ring0上，这样它可以使用特权指令，控制中断、修改页表、访问设备等等。 应用程序的代码运行在低运行级别上ring3上，不能做受控操作。如果要做，比如要访问磁盘，写文件，那就要通过执行系统调用（函数），执行系统调用的时候，CPU的运行级别会发生从ring3到ring0的切换，并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行，这样内核就为你完成了设备访问，完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用户态和内核态的切换。

                

 

 

    那么，虚拟化在这里就遇到了一个难题，因为宿主操作系统是工作在 ring0 的，客户 操作系统就不能也在 ring0了，但是它不知道这一点，以前执行什么指令，现在还是执行什 么指令，但是没有执行权限是会出错的。所以这时候虚拟机管理程序（VMM）需要避免这件 事情发生。 虚机怎么通过VMM实现 Guest CPU 对硬件的访问，

      根据其原理不同有三种实现 技术：

         1. 全虚拟化

　　　　　　　2. 半虚拟化

         3. 硬件辅助的虚拟化

 

 

二、

 

 

             KVM的整体结构：

         1) virt-manager 一个用来管理VM的GUI/CUI用户接口;它使用libvirt api 调用VM的各种功能。

         2) libvirt 一个工具及接口，作为较通用的服务器虚拟化软件，它支持Xen，VMware ESXi/GSX，当然， 还有QEMU/KVM。

         3) QEMU 一个和KVM内核模块交互的模拟器，处理多种客户机系统请求如I/O;一个QEMU进程对应一个 客户机系统。

        4) KVM内核模块 从狭义上来说，KVM是一个Linux内核模块，处理客户机系统的VM Exits和执行VM Entry指 令。

        5) Linux内核 既然QEMU作为一个普通的用户进程运行，相应客户机系统的调度就由Linux内核自己来处 理。 所有的组件都是开放源码软件(OSS)。

 三、KVM 的功能列表

         KVM 所支持的功能包括：

         Ø 支持CPU 和 memory 超分（Overcommit）

         Ø 支持半虚拟化I/O （virtio）

         Ø 支持热插拔（cpu，块设备、网络设备等）

         Ø 支持对称多处理（Symmetric Multi-Processing，缩写为 SMP ）

         Ø 支持实时迁移（Live Migration）

         Ø 支持 PCI 设备直接分配和单根I/O虚拟化（SR-IOV）

         Ø 支持内核同页合并（KSM ）

         Ø 支持NUMA （Non-Uniform Memory Access，非一致存储访问结构 ）

 四、KVM 工具集合

         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：安全工具和selinux相关

五、安装部署虚拟化环境

              一、）图形化安装

                        1.虚拟机安装

                                ①如果是物理服务器，需要在Bios中打开虚拟化功能（Virtualization Technology），一 般的服务器默认是打开这个功能的。

                                    

                                ②、如果是用VMware Workstation做实验，建立的虚拟机的CPU要勾选虚拟化功能，这样虚拟 机才会支持KVM虚拟化

                             

 

 

                          2.最简单的安装方法就是在安装系统的时候，安装上虚拟化功能，这里以CentOS7.3为例， 选择安装包的时候，如下图选择即可，选择“带GUI的服务器”，并勾选“虚拟化客户 端”，“虚拟化Hypervisor”，“虚拟化工具”。

                          

 

 

                    3.安装完成后查看CPU是否能支持虚拟化

                           grep -e  "vmx |  svm"   /proc/cpuinfo

                    4.启动程序

                       systemctl enable libvirtd && systemctl start libvirtd

      二、）如果你的系统是最小化安装的，那你应该安装以下所需软件： 

      1.安装软件

yum groupinstall "GNOME 桌面" -y #//安装GNOME桌面环境
yum install qemu-kvm -y           #/KVM核心模块
yum install qemu-kvm-tools -y  #//KVM调试工具，可以选择性安装
yum install qemu-img -y          #//创建、转换和修改镜像，能处理被qemu支持的所有镜像格式
yum install libvirt -y                #//管理虚拟机的工具包
yum install virt-install -y         #//virt-install是一个使用  libvirt库构建新虚拟机的命令行工具
yum install virt-manager -y    #//图形界面管理虚拟机
yum install bridge-utils -y      #//配置linux以太网桥        

　　   2.验证

                      lsmod | grep kvm

         3.启动程序

            如果libvirtd服务停止运行，那么你将不能管理虚拟机，也就是不能使用virt-manager 等工具来管理虚拟机

            systemctl status libvirtd

   三、）图形界面没有虚拟化软件

                1.安装虚拟化软件

yum install qemu qemu-img qemu-kvm libvirt libvirt-python libguestfs-tools  virt-install

　　         2.安装图形化工具：

yum install virt-manager virt-viewer

　　         3.开启图形化界面

systemctl enable libvirtd && systemctl start libvirtd

六、部署kvm虚拟化

              1.上传光盘镜像

 

     2.创建文件夹

mkdir /kvm-vm  #放置虚拟机使用
mkdir /iso            #放置镜像

     3.命令启动程序

                     virt-manager

           

 

      5.创建存储池

           

 

             

             

 

  6.创建镜像池

          

             

 

 7.创建虚拟机

             

 

            

 

            

 

         

          创建储存虚拟机卷（可以提前创建也可以在创建虚拟机选择储存位置时创建）

         

 

        

 

  接下来正常安装系统就可以了

 七、、使用virt-manager管理虚拟机

          virt-manager应用程序是一个桌面用户接口，用于通过libvirt管理虚拟机。它的主要 目标是管理KVM,不过也可以管理Xen和LXC（Linux容器）。它提供了运行域的汇总视图，当 前性能和资源利用统计。向导可以允许创建新域，以及配置、调整域的资源分配和虚拟硬 件。内嵌的VNC和SPICE的客户端提供了一个全图形控制台。

             virt-manager主要功能：

                Ø 定义和创建虚拟机

               Ø 硬件管理

              Ø 性能监视

              Ø 虚拟机的保存和恢复、暂停和继续、关闭和启动

              Ø 控制台

              Ø 在线和离线迁移

      启用virt-manager

                 应用程序----系统工具----虚拟系统管理器

           

 

             或者   输入          virt-manager命令

    2.配置虚拟机启动选项：

         

 

            在1的位置如果勾选，可以设置虚拟机随物理主机启动而启动

           在2的位置如果勾选，那么虚拟机启动的时候就会出现启动菜单，然后可以选择从哪里 启动

           在3的位置如果勾选，那么可以让虚拟机启动时候使用宿主机中的内核文件启动

     3.调整监视参数，默认只监视CPU。

          先调整首选项，然后在“查看”--“图形”中勾选监控参数即可