KVM虚拟化入门与热迁移实战

KVM 虚拟化入门与热迁移实战

从零开始认识 KVM：先学会用图形界面和命令行管理虚拟机，再深入共享存储下的在线热迁移。一篇笔记，覆盖 KVM 单机使用与热迁移实验全流程。

[一、KVM 是什么](#一、KVM 是什么)
[二、KVM 图形界面使用（virt-manager）](#二、KVM 图形界面使用（virt-manager）)
- [2.1 呼出 virt-manager 的两种方式](#2.1 呼出 virt-manager 的两种方式)
- [2.2 上传镜像并创建 Windows 虚拟机](#2.2 上传镜像并创建 Windows 虚拟机)
- [2.3 快照与添加硬件](#2.3 快照与添加硬件)
[三、KVM 命令行使用（virsh）](#三、KVM 命令行使用（virsh）)
- [3.1 查看版本与帮助](#3.1 查看版本与帮助)
- [3.2 虚拟机生命周期管理](#3.2 虚拟机生命周期管理)
- [3.3 开机自启动设置](#3.3 开机自启动设置)
- [3.4 配置文件查看与修改](#3.4 配置文件查看与修改)
四、磁盘管理（qemu-img）
五、命令行创建虚拟机（virt-install）
[六、KVM 热迁移实验](#六、KVM 热迁移实验)
- [6.1 热迁移原理与适用场景](#6.1 热迁移原理与适用场景)
- [6.2 实验拓扑与环境准备](#6.2 实验拓扑与环境准备)
- [6.3 配置 NFS 共享存储](#6.3 配置 NFS 共享存储)
- [6.4 添加共享存储并创建虚拟机](#6.4 添加共享存储并创建虚拟机)
- [6.5 在线热迁移操作](#6.5 在线热迁移操作)
七、总结

一、KVM 是什么

KVM（Kernel-based Virtual Machine） 是 Linux 内核原生的全虚拟化方案。它把 Linux 内核直接变成一个 Hypervisor（虚拟机监控器），配合 QEMU 模拟硬件设备、libvirt 提供统一管理 API，再通过 virt-manager / virsh 等工具完成对虚拟机的创建与管理。

技术栈关系可以这样理解：

组件	作用
KVM	内核模块，提供 CPU 虚拟化和内存虚拟化能力
QEMU	用户态模拟器，模拟磁盘、网卡、显卡等硬件
libvirt	统一管理接口，屏蔽底层 Hypervisor 差异
virt-manager	图形化管理界面（GUI）
virsh	命令行管理工具（CLI）
virt-install	命令行创建虚拟机工具

二、KVM 图形界面使用（virt-manager）

2.1 呼出 virt-manager 的两种方式

方式一：图形界面调出

在桌面环境中，从应用程序菜单找到「Virtual Machine Manager」直接打开即可。

方式二：命令行调出

复制代码

\[root@KVM1 \~]# virt-manager

前提：主机上已安装

virt-manager

软件包，且当前用户有权限访问 KVM。

2.2 上传镜像并创建 Windows 虚拟机

第 1 步：创建存放镜像的目录并上传镜像

先用终端软件（如 Xshell / MobaXterm / FinalShell）连接 KVM 主机，创建 /iso 目录存放安装镜像：

复制代码

\[root@KVM1 \~]# mkdir /iso

\[root@KVM1 \~]# cd /iso

\[root@KVM1 iso]# ls          # 验证镜像已经上传

cn\_windows\_7\_enterprise\_with\_sp1\_x64\_dvd\_u\_677685.iso

第 2 步：在 virt-manager 中新建虚拟机

在 virt-manager 主界面点击左上角「新建虚拟机」图标；
安装方式选择「本地安装介质（ISO 镜像或光驱）」；
找到镜像位置：Other Locations -> Computer -> /iso，选择 win7 镜像；
设置合理的内存和 CPU 资源（示例：内存 4G、CPU 2 核）；
设置磁盘容量（示例：40G，格式为 qcow2）；
设置虚拟机名称 win7；
弹出提示 "Virtual Machine Manager wants to inhibit shortcuts（抑制快捷方式）"，选择 allow。

第 3 步：正常安装 Windows 7

后续流程和物理机装系统完全一致：

点击「现在安装」
点击「我接受许可条款」→ 下一步
点击「自定义（高级）」
选择磁盘 → 下一步
跳过普通用户创建 ：在创建用户界面按 Shift+F10 呼出 CMD（笔记本可能需要加按 Fn），输入命令启用内置 administrator 账户：

net user administrator /active:yes

原理：Windows 7 默认禁用内置 administrator 账户，通过

net user

命令将其激活，从而跳过创建普通用户环节。

回到图形界面把「账户已禁用」勾选去掉，即可用 administrator 登录。
系统安装结束后，先关闭虚拟机。

2.3 快照与添加硬件

给虚拟机拍快照

双击虚拟机弹出配置界面，点击「快照」标签 →「+」拍摄快照。快照用于保存虚拟机某一时刻的状态，方便出问题后回滚。

测试热插拔：加硬盘、加网卡

双击虚拟机 → 点击「添加硬件」：

添加一块新硬盘（类型选 disk / 总线 sata 等）；
添加一块新网卡（选择网络类型，默认 NAT 网络 default）。

说明：部分设备支持在虚拟机运行状态下热添加，磁盘 / 网卡也可在关机后添加，重启生效。

三、KVM 命令行使用（virsh）

virsh 是 libvirt 提供的命令行管理工具，功能与 virt-manager 对应，但更利于脚本化与远程管理。

3.1 查看版本与帮助

复制代码

\[root@KVM1 \~]# virsh version

Compiled against library: libvirt 8.0.0

Using library: libvirt 8.0.0

Using API: QEMU 8.0.0

Running hypervisor: QEMU 6.2.0

virsh --help 会列出全部命令，并按功能分组：

分组	说明
Domain Management	虚拟机生命周期管理（核心）
Domain Monitoring	查看虚拟机信息
Host and Hypervisor	KVM 物理机（节点）管理
Snapshot	快照相关配置
Storage Pool / Volume	存储池与存储卷管理
Network	虚拟网络管理

3.2 虚拟机生命周期管理

以 win7 虚拟机为例，常见生命周期命令如下：

复制代码

\[root@KVM1 \~]# virsh shutdown win7        # 正常关机（推荐，向系统发送关机指令）

Domain 'win7' is being shutdown

\[root@KVM1 \~]# virsh list                 # 列出正在运行的虚拟机

&#x20;Id   Name   State

\--------------------

&#x20;1    win7   running

\[root@KVM1 \~]# virsh list --all           # 列出所有状态的虚拟机（含关机）

&#x20;Id   Name   State

\-----------------------

&#x20;\-    win7   shut off

\[root@KVM1 \~]# virsh start win7           # 开启虚拟机

Domain 'win7' started

\[root@KVM1 \~]# virsh reboot win7          # 重启虚拟机

Domain 'win7' is being rebooted

\[root@KVM1 \~]# virsh destroy win7         # 强制关闭（相当于拔电源，慎用）

Domain 'win7' destroyed

\[root@KVM1 \~]# virsh suspend win7         # 挂起：内存数据存盘，释放 CPU/内存

Domain 'win7' suspended

\[root@KVM1 \~]# virsh list                 # 挂起后状态为 paused

&#x20;Id   Name   State

\---------------------

&#x20;2    win7   paused

\[root@KVM1 \~]# virsh resume win7          # 恢复挂起的虚拟机

Domain 'win7' resumed

常用命令速查表：

命令	作用
`virsh list`	列出运行中的虚拟机
`virsh list --all`	列出所有虚拟机
`virsh start <name>`	开启虚拟机
`virsh shutdown <name>`	正常关机
`virsh reboot <name>`	重启
`virsh destroy <name>`	强制关闭（拔电源）
`virsh suspend <name>`	挂起（暂停）
`virsh resume <name>`	恢复运行

小贴士：对运行中的虚拟机，既可以用名字（Name）也可以用 ID 操作，例如

virsh destroy 1

。

3.3 开机自启动设置

默认情况下，guest os（虚拟机）不会随 host os（宿主机）一起开机 。可以通过 autostart 设置开机自启：

复制代码

\[root@KVM1 \~]# virsh start win7

\[root@KVM1 \~]# virsh autostart win7        # 设置 win7 随宿主机一起开机

Domain 'win7' marked as autostarted

\[root@KVM1 \~]# virsh list --autostart      # 查看随宿主机自启动的虚拟机

&#x20;Id   Name   State

\---------------------

&#x20;1    win7   running

\[root@KVM1 \~]# virsh autostart --disable win7    # 取消开机自启

Domain 'win7' unmarked as autostarted

验证方法：设置自启动后，重启宿主机，观察 win7 是否跟着一起启动。

3.4 配置文件查看与修改

每台虚拟机的配置都以 XML 文件形式保存，包括 CPU、内存、磁盘、网卡、显卡等所有硬件定义。

复制代码

\[root@KVM1 \~]# virsh dumpxml win7      # 查看虚拟机 win7 的完整 XML 配置

\[root@KVM1 \~]# virsh edit win7         # 编辑虚拟机 win7 配置（带语法校验）

\[root@KVM1 \~]# virsh vcpucount --active win7    # 查看虚拟机当前配置的 CPU 数量

2

XML 配置中的关键字段举例：

复制代码

\<name>win7\</name>                                        \<!-- 虚拟机名称 -->

\<memory unit='KiB'>4194304\</memory>                      \<!-- 内存 4GB -->

\<vcpu placement='static'>2\</vcpu>                        \<!-- 2 个 vCPU -->

\<disk type='file' device='disk'>                         \<!-- 磁盘设备 -->

&#x20; \<driver name='qemu' type='qcow2'/>

&#x20; \<source file='/var/lib/libvirt/images/win7.qcow2'/>

\</disk>

\<interface type='network'>                               \<!-- 网卡设备 -->

&#x20; \<source network='default' bridge='virbr0'/>

&#x20; \<model type='e1000e'/>

\</interface>

四、磁盘管理（qemu-img）

创建的虚拟机磁盘文件默认存放在 /var/lib/libvirt/images 目录（在 virt-manager 的 Storage 中显示为 default 存储池）。

复制代码

\[root@KVM1 \~]# cd /var/lib/libvirt/images/        # 默认磁盘存放目录

\[root@KVM1 images]# ls

win7.qcow2                                        # win7 虚拟机的硬盘文件

\[root@KVM1 images]# ll -h

total 7.7G

-rw-------. 1 qemu qemu 41G Sep  3 12:00 win7.qcow2

\[root@KVM1 images]# qemu-img info win7.qcow2      # 查看磁盘详细信息（建议关机状态下查看）

image: win7.qcow2

file format: qcow2                    # 硬盘格式：qcow2

virtual size: 40 GiB (42949672960 bytes)   # 逻辑大小（上限）40G

disk size: 7.66 GiB                   # 实际占用磁盘 7.66G

cluster\_size: 65536

Snapshot list:                        # 快照列表

ID   TAG     VM SIZE   DATE

1    win7    0 B       2024-09-03 09:54:06

知识点：qcow2 是稀疏文件

。创建 40G 的 qcow2 磁盘，实际只占用使用量大小（7.66G），写入多少占多少，支持快照、压缩、加密等功能。

创建一块新的虚拟机硬盘：

复制代码

\[root@KVM1 \~]# qemu-img create -f qcow2 vm2.qcow2 20G

Formatting 'vm2.qcow2', fmt=qcow2 size=21474836480

参数说明：

参数	含义
`create`	创建新镜像
`-f qcow2`	指定磁盘格式为 qcow2
`vm2.qcow2`	磁盘文件名
`20G`	磁盘逻辑容量 20G

五、命令行创建虚拟机（virt-install）

virt-install 是命令行下创建虚拟机的工具，非常适合批量部署。

示例：使用 CentOS 7 镜像创建虚拟机 vm2

复制代码

\# 1. 创建磁盘（放在非默认目录 /disk）

\[root@KVM1 \~]# mkdir /disk

\[root@KVM1 \~]# qemu-img create -f qcow2 /disk/vm2.qcow2 20G

\# 2. 用 virt-install 创建虚拟机

\[root@KVM1 \~]# virt-install --name vm2 --memory 4096 --vcpus 2 \\

\>   --disk path=/disk/vm2.qcow2 \\

\>   --location /iso/CentOS-7-x86\_64-Minimal-1810.iso \\

\>   --network network=default --noautoconsole

Starting install...

Retrieving file vmlinuz...

\| 6.3 MB  00:00:00

Retrieving file initrd.img...

\| 50 MB  00:00:00

Domain is still running. Installation may be in progress.

核心参数详解：

参数	含义
`--name vm2`	指定虚拟机名称
`--memory 4096`	指定内存大小（单位 MiB）
`--vcpus 2`	指定 vCPU 数量
`--disk path=...`	指定磁盘路径（可指向非默认目录）
`--location /iso/...iso`	指定安装镜像位置
`--network network=default`	指定网络，`default` 是 KVM 默认的 NAT 网络
`--noautoconsole`	安装时不自动连接控制台

补充常用参数：

--os-variant win10

（指定操作系统类型）、

--graphics vnc,port=5901

（指定显示方式）、

--autostart

（开机自启）、

--wait

（等待安装完成时间）。

六、KVM 热迁移实验

前面学会了 KVM 单机管理，接下来进入进阶实验：虚拟机在线热迁移，让虚拟机从一台宿主机 "无缝" 跑到另一台宿主机，业务不中断。

6.1 热迁移原理与适用场景

热迁移（Live Migration） 适用于可以容忍极短时间中断、但必须快速恢复业务的场景，比如轻量级数据库业务、桌面云业务。

核心前提条件：磁盘共享存储

迁移的机器必须使用 共享存储（NFS / Ceph / RBD /iSCSI） 。源宿主机和目标宿主机同时访问同一份 虚拟机磁盘 ------磁盘不迁移，只迁移 "内存 + CPU 设备状态"。

迁移四步走：

在目标主机上创建一个规格与源虚拟机相同的空虚拟机；
通过 ** 迭代迁移（pre-copy）** 技术，把源虚拟机内存迁到目标主机；迁移过程中变化（脏页）的数据再继续迁移，经过几轮后数据量很小时，暂停源虚拟机，把最后一点数据迁过去；
删除源虚拟机；
目标主机拉起新的虚拟机，业务无缝切换。

典型使用场景：

服务器维护前：把该服务器上的虚拟机迁走，降低维护过程中业务中断的风险；
服务器升级前：把虚拟机迁走，升级完成后再全部迁回；
资源整合：把空闲服务器上的虚拟机集中到其他服务器，关闭无负载的服务器，降低运营成本。

6.2 实验拓扑与环境准备

实验环境共 3 台虚拟机：

复制代码

&#x20;       +-------------------+

&#x20;       \|       NFS         |

&#x20;       \|  192.168.108.100  |  <-- 共享存储

&#x20;       +---------+---------+

&#x20;                 |

&#x20;       +---------+---------+

&#x20;       \|    KVM1           |  <-- 源宿主机

&#x20;       \|  192.168.108.101  |

&#x20;       +-------------------+

&#x20;       \|    KVM2           |  <-- 目标宿主机

&#x20;       \|  192.168.108.102  |

&#x20;       +-------------------+

准备步骤：

KVM1 做完单机实验后还原快照 ，通过 KVM1 完整克隆出 KVM2 和 NFS 两台虚拟机（克隆时选择「完整克隆」）；
三台虚拟机开机，先开 KVM1，然后依次开机；
KVM2 修改主机名：

[root@KVM1 ~]# hostnamectl set-hostname KVM2

[root@KVM1 ~]# bash

[root@KVM2 ~]#
KVM2 修改 IP 为 192.168.108.102：

[root@KVM2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens160

# 修改 IPADDR=192.168.108.102，并删除 UUID 那行（避免和源虚拟机冲突）

[root@KVM2 ~]# nmcli connection reload ens160

[root@KVM2 ~]# ifconfig ens160 # 验证 IP 已修改

ens160: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500

inet 192.168.108.102 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.108.255
NFS 修改主机名和 IP（192.168.108.100）： 操作同上，hostnamectl set-hostname NFS，IPADDR=192.168.108.100，同样删除 UUID 行。

关键点：克隆出来的虚拟机

网卡 UUID 相同会冲突

，务必删除 ifcfg 文件中的 UUID 行并 reload。

三节点配置相同的 hosts 文件：

# KVM1 操作：

[root@KVM1 ~]# cat >> /etc/hosts << EOF

192.168.108.100 NFS

192.168.108.101 KVM1

192.168.108.102 KVM2

EOF

[root@KVM1 ~]# scp /etc/hosts root@KVM2:/etc/hosts # 复制到 KVM2

[root@KVM1 ~]# scp /etc/hosts root@NFS:/etc/hosts # 复制到 NFS

6.3 配置 NFS 共享存储

在 NFS 节点上：

复制代码

\[root@NFS \~]# mkdir /nfs                    # 创建共享目录

\[root@NFS \~]# vim /etc/exports              # 编辑共享配置

/nfs \*(rw,no\_root\_squash,no\_subtree\_check)

\[root@NFS \~]# systemctl restart nfs-server.service    # 重启 NFS 服务

\[root@NFS \~]# showmount -e localhost        # 本地验证共享

Export list for localhost:

/nfs \*

\[root@NFS \~]# systemctl stop firewalld.service   # 停止防火墙（实验环境）

/etc/exports 配置详解：

字段	含义
`/nfs`	共享出去的目录
`*`	允许所有网段访问
`rw`	客户端对共享目录有读写权限
`sync`	数据同步写入内存和磁盘
`no_root_squash`	客户机以 root 访问时不映射 root 用户
`no_subtree_check`	不检查父目录权限

补充：

root_squash

则会把客户机的 root 用户映射成匿名用户（更安全但权限受限）。实验用

no_root_squash

便于迁移。

KVM1 / KVM2 验证并挂载：

复制代码

\[root@KVM1 \~]# showmount -e 192.168.108.100     # 测试能否访问 NFS 共享

Export list for 192.168.108.100:

/nfs \*

\[root@KVM1 \~]# mkdir /NFS        # KVM1 创建挂载目录

\[root@KVM2 \~]# mkdir /NFS        # KVM2 创建挂载目录

6.4 添加共享存储并创建虚拟机

在 virt-manager 中添加共享存储（KVM1、KVM2 都操作）：

在 KVM1 的 virt-manager 中，先通过 Details 把两台 KVM 改名，方便区分；
点击左下角 +，添加新存储；
配置共享存储参数：

配置项	值
Type	nfs
Target Path	`/NFS`（KVM1/KVM2 的挂载目录）
Host Name	NFS 服务器地址 `192.168.108.100`
Source Path	`/nfs`（NFS 共享目录）

KVM2 上做同样的操作。

上传镜像并用共享存储创建虚拟机：

上传 CentOS 镜像到 KVM1；
点击 KVM1 → 新建虚拟机 → 选择刚才上传的镜像；
关键步骤：选择安装到共享存储 NFS（而不是默认本地存储）；
正常安装虚拟机，装完重启时会自动弹出光盘。

核心点：虚拟机磁盘必须落在 NFS 共享存储上，KVM1 和 KVM2 才能同时访问同一份磁盘，这是热迁移的前提。

6.5 在线热迁移操作

关闭两台宿主机防火墙：

复制代码

\# KVM1：

\[root@KVM1 \~]# systemctl stop firewalld.service

\# KVM2：

\[root@KVM2 \~]# systemctl stop firewalld.service

执行迁移：

在 virt-manager 中，右键要迁移的虚拟机（KVM1 上）→ 选择「迁移」→ 目标主机选择 KVM2，即可看到虚拟机从 KVM1 平滑迁移到 KVM2，迁移过程中业务基本无感知。

迁移完成后：

目标主机 KVM2 上出现运行中的虚拟机；
源主机 KVM1 上的虚拟机被删除 / 停止；
整个过程磁盘不拷贝，只迁移内存状态，因此速度快、中断时间极短。

七、总结

阶段	关键技能	核心命令 / 工具
单机管理	图形界面建机	virt-manager
单机管理	命令行管理	virsh（list/start/shutdown/suspend/autostart）
单机管理	磁盘管理	qemu-img（create/info）
单机管理	命令行建机	virt-install
热迁移	共享存储	NFS（/etc/exports）
热迁移	在线迁移	virt-manager 迁移功能

几个关键认知：

KVM = 内核虚拟化 + QEMU 设备模拟 + libvirt 统一管理；
qcow2 磁盘按需分配，逻辑容量与实际占用分离，天然支持快照；
热迁移的前提是共享存储，磁盘不迁移，只迁移内存与 CPU 状态；
迁移采用 pre-copy 迭代迁移：反复拷贝变化数据，数据量小到阈值后短暂暂停源机、完成最后同步、目标机拉起。

掌握 KVM 基础使用，再吃透热迁移原理与实验，就具备了企业级虚拟化运维的入门能力。接下来可以继续探索快照、存储池、虚拟网络、以及 Ceph /iSCSI 等更多共享存储方案。