详解虚拟化之KVM概念、架构、功能、常用工具及部署
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     概述

    一般我们讲的虚拟化有两种类型:

    Hypervisor直接在安装在宿主机的逻辑上:

    Hypervisor 直接安装在物理机上,多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。 Hypervisor 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。 详解虚拟化之KVM概念、架构、功能、常用工具及部署

    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:

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    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。

    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 )

    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

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

    幕的工具),Virt-clone(虚机克隆工具),virt-top 等

    sVirt:安全工具

    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 
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    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 

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