kvm虚拟化平台部署

kvm虚拟化平台部署
- kvm概念简介
  - kvm自linux2.6版本以后就整合到内核中，因此可以看做是一个原生架构.
  - kvm虚拟化架构
    - - 硬件底层提供物理层面的硬件支持
      - linux（host），就相当于这个架构中的宿主机，上面运行了多个虚拟机。
  - kvm组成部分
    - 基于内核支持的kvm模块
      - 根据qemu模拟出的硬件设备模拟出虚拟化环境
    - qemu（快速仿真器）
      - 模拟出硬件设备
  - kvm运行时额三种模式
    - 客户模式
      - 这是操作系统内核运行的地方，拥有最高级别的权限，可以直接访问硬件资源。在KVM中，内核模式下的KVM模块负责处理虚拟化相关的任务，如创建虚拟机、分配虚拟硬件资源等。
        
        内核模式是操作系统内核运行的地方，拥有最高的权限等级，可以直接访问底层硬件资源。 KVM作为一个Linux内核模块，运行在内核模式下，负责虚拟机的创建、管理和调度。 KVM模块还负责捕获和处理客户模式中的CPU异常和特殊指令，例如特权指令。
        
        执行非io的客户代码，虚拟机运行在这个模式下
    - 用户模式
      - 用户模式程序运行在较低的权限级别下，不能直接访问硬件。 KVM使用一个名为qemu-kvm的用户空间程序来管理虚拟机的配置，并与内核模式交互以执行特定操作，比如启动、停止虚拟机或设置虚拟硬件属性。
        
        用户模式程序运行在较低的权限级别，不能直接访问硬件资源。 KVM使用一个名为qemu-kvm的用户空间程序，它负责配置虚拟机的硬件环境，如网络接口、磁盘设备等，并与内核模式进行交互。用户模式程序还可以控制虚拟机的生命周期，包括启动、暂停、恢复和关闭等操作。
        
        用户执行io代码，qemu运行在这个模式下
    - 内核模式
      - 客户模式指的是运行在虚拟机内的操作系统或应用程序。在这个模式下，客户操作系统认为自己是直接运行在物理硬件上，但实际上是由KVM模拟出的虚拟硬件环境。
        
        客户模式指的是运行在虚拟机内部的操作系统和应用程序。当虚拟机运行时，其操作系统认为自己是在物理硬件上直接运行，但实际上所有的硬件资源都是由KVM模拟提供的。客户模式的进程运行在虚拟化的环境中，可以访问虚拟化的CPU、内存和其他硬件资源。
        
        cpu调度与内存管理
  - kvm工作原理
    - 用户模式的qemu利用ioctl系统调用进入内核模式。kvmdriver为虚拟机创建虚拟cpu和虚拟内存，然后执行vmlaunch指令进入客户模式，装载GuestOS并允许，guest运行过程中如果发生终端或者影子缺页等异常，将暂停GuestOS的运行，并保存上下文退出到内核模式来处理这些异常，内核模式处理这些一场如果不需要io则处理完成后重新进入客户模式，如果需要io则进入用户模式，由qemu来处理io，完成后进入内核模式，在进入客户模式
    - 流程示意图
- kvm部署需要桌面版的linux
  - 依赖软件包
    - qemu-kvm
      - kvm模块，一般已经自带（核心包）
    - qemu-kvm-tools
      - kvm调试工具
    - qemu-img
      - qemu组件，创建磁盘，启动虚拟机（磁盘管理工具）
    - virt-install
      - 构建虚拟机的命令工具
    - virt-manager
      - 图形化界面的虚拟机管理工具
    - bridge-utils
      - 网络支持工具（虚拟机与外界通信的命令管理工具）
    - libvirt
      - 虚拟机管理工具
        
        核心工具
    - libguestfs-tools
      - 当虚拟机的磁盘格式为qcow2时，可利用该工具对磁盘文件进行操作。
  - 安装完毕后关闭虚拟机设置cpu支持虚拟化
    - - 因为是利用虚拟机嵌套，所以内核与内存可以给的大一点。
  - 开机后进行验证
    - 查看cpu信息看是否支持
      - cat /proc/cpuinfo | grep vmx
        
        出现vmx字样表示支持，英特尔是该标识，amd则是vm
    - 查看系统模块
      - lsmod | grep kvm
        
        出现kvm表示有虚拟化模块
  - kvm网络相关设置
    - 类似于VMware虚拟机实现与外界通信时需要vmnet8，直连物理网络需要vmnet0一样，kvm虚拟机也需要一个网卡来实现这个功能。
    - 拷贝出桥接模式的网卡
      - cp ifcfg-ens33 ifcfg-br0
        
        bridge桥接
    - 因为真实承载数据帧的网卡还是物理网卡，因此还需要真实网卡支持，（变更为桥接模式）
      - vim ifcfg-ens33
      - 添加一行将其改为桥接模式的网卡
        
        BRIDGE=br0
    - 修改桥接模式的网卡配置文件br0
      - vim ifc-br0
        
        TYPE=Bridge
        
        至关重要的类型修改，桥接模式
        
        NAME=br0
        
        名称与设备相匹配
        
        DEVICE=br0
        
        名称与设备相匹配
      - 最后重启网络
        
        systemctl restart network
  - kvm管理
    - 图形化管理工具
      - virt-manager
      - 图形化工具的初始化界面
        *
        *
        
        ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d3ff251dade148c2ac7a0378714e39b6.png) 标识1：创建存储池，存储池用于存放虚拟机磁盘数据。标识2：创建卷，为虚拟机分配磁盘空间。 * 标识1：名称随意，其他保持默认 * * ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/5bc4ae20363a4f269ac6904447df9edc.png) 选择存放空间，可以自己指定。确定完后点完成 * ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ea38cf83b263429e80f3727a0dd28e9f.png) * 最后就成功创建了一个存储池 * ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/9789b48b57094c0c9db394e760d4e03d.png) * 标识2：格式有个raw格式，效率高，但无法通过libguestfs-tools提供的工具进行关机修改磁盘文件。最大空间不能超过可用空间。名称尽量简单有代表性，可以使用创建的虚拟机的名字。 * * ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e0e953cc75d54e51a256d222fe27c74d.png) 填写完毕后就创建了一个虚拟磁盘
        
        选中qemu/kvm右键，新建就能创建出虚拟机
        
        根据环境选择合适的安装介质，本案例以本地安装介质为例
        
        需要提前拷贝好系统的iso镜像文件到程序有权访问的位置
        
        通过浏览找到镜像文件
        
        本地浏览找到位置
        
        双击或打开之后点击前进
        
        根据需要设置合理的内存，在嵌套的情况下，不能超过上一级虚拟机的最大内存。
        
        在这里建议使用自己规定的虚拟机存储位置。
        
        在这里我选择了创建出来的aaa存储池，存储池的路径可以自己指定。最后点击选择
        
        该处的名字是在命令行使用命令需要敲的名字，因此简单好记有代表性为主。
        
        点击完成后出现该字样就到了正常装系统的流程，根据需要部署即可。
    - kvm命令行管理
      - 查看命令帮助
        
        virsh -h
      - 列出所有虚拟机并显示状态
        
        virsh list --all
      - 开启虚拟机
        
        virsh start 虚拟机名称
        
        通过配置文件启动
        
        virsh create /etc/libvirt/qemu/test01.xml
        
        在该目录下会生成虚拟机对应的配置参数的.xml文件
      - 关闭虚拟机
        
        virsh shutdown 虚拟机名称
        
        强制关闭
        
        virsh destory 虚拟机名称
      - 挂起虚拟机
        
        virsh suspend 虚拟机名称
      - 恢复虚拟机
        
        virsh resume 挂起虚拟机的名称
      - 跟随虚拟机开机自启
        
        virsh autostart 虚拟机名称
      - 导出虚拟机配置
        
        virsh dumpxml test01 > /etc/libvirt/qemu/test02.xml
        
        要导出的虚拟机以及导出后的位置与名称
      - 删除虚拟机
        
        virsh undefine 虚拟机名称
        
        这种取消定义的方法进删除配置文件，并不会删除磁盘文件。
      - 添加被取消定义的虚拟机
        
        需要准备好配置文件
        
        virsh define 指定配置文件
      - 通过管理工具修改磁盘信息
        
        virsh edit 虚拟机名称
        
        edit 编辑
    - kvm文件管理
      - 查看当前磁盘格式
        
        qemu-img info /data_kvm/store/test01.qcow2
        
        .qcow2的优势就是可以关机修改配置信息
      - 如果不是qcow2，需要修改回来的操作
        
        先关闭对应的虚拟机
        
        virsh shutdown test01
        
        qemu-img convert -f raw -O qcow2 /data_kvm/store/test01.img /data_kvm/store/test01.qcow2
        
        最后修改.xml文件中的磁盘类型与磁盘文件名
        
        virsh edit test01
        
        <driver name='qemu' type='qcow2' cache='none'/>
        
        <source file='/data_KVM/store/test01.qcow2'/>
      - 查看虚拟机文件
        
        virt-cat
        
        类似于cat命令
      - 编辑虚拟机文件
        
        virt-edit
        
        类似于vim命令
      - 查看磁盘信息
        
        virt-df
    - kvm虚拟机克隆
      - 需要关机才能做克隆
      - virt-clone -o test01 -n test02 -f /data_kvm/store/test02.qcow2
        
        -o 源虚拟机
        
        origin 起源
        
        -n 克隆出的虚拟机的名称
        
        -f 配置文件的位置与名称
    - 虚拟机快照
      - virsh snapshot-create 虚拟机名称
        
        已生成域快照 1503494464
        
        创建成功后会生成一个快照序列号（标识号）
      - virsh snapshot-current 快照序列号
        
        查看快照当前的虚拟机状态
      - virsh snapshot-list 虚拟机名称
        
        列出该虚拟机所有的快照
      - virsh snapshot-revert 虚拟机名称快照序列号
        
        为该虚拟机恢复到该快照的状态
      - virsh snapshot-delete 快照序列号
        
        删除该快照

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