KVM虚拟化（1）

企业私有云容器化架构运维实战

了解

什么是虚拟化:

虚拟化（Virtualization）技术最早出现在 20 世纪 60 年代的 IBM 大型机系统，在70年代的 System 370 系列中逐渐流行起来，这些机器通过一种叫虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）的程序在物理硬件之上生成许多可以运行独立操作系统软件的虚拟机（Virtual Machine）实例。随着近年多核系统、集群、网格甚至云计算的广泛部署，虚拟化技术在商业应用上的优势日益体现，不仅降低了 IT 成本，而且还增强了系统安全性和可靠性。

常用的虚拟化产品有哪些

1.Kvm（redhat）企业级
2.Vmware:
Vmware-workstation(windows和linux)桌面级
Vmware-fusion(mac)
Vmware-esxi(企业级别)本身就是一个操作系统。
3.hyper-v(微软）
4.Ovm（oracle公司--Windows linux） virtulbox
5.Xen（rhel6之前所有版本默认用的虚拟化产品）

虚拟化技术的分类:

平台虚拟化（Platform Virtualization），针对计算机和操作系统的虚拟化//针对计算机操作系统。
资源虚拟化（Resource Virtualization），针对特定的系统资源的虚拟化，比如内存、存储、网络资源等。
应用程序虚拟化（Application Virtualization），包括仿真、模拟、解释技术等。把硬件的东西变成了一个应用

​ 我们通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化技术，通过使用控制程序（Control Program，也被称为 Virtual Machine Monitor(虚拟监控器VMM) 或Hypervisor，隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境（称为虚拟机）。

平台虚拟化类型

全虚拟化（Full Virtualization):

全虚拟化是指虚拟机模拟了完整的底层硬件，包括处理器、物理内存、时钟、外设等，使得为原始硬件设计的操作系统或其它系统软件完全不做任何修改就可以在虚拟机中运行。

现在的kvm与vmware都支持全虚拟化

全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟，但是性能方面不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源

半虚拟化（Para Virtualization）:

半虚拟化（也叫超虚拟化）是另一种类似于全虚拟化的技术，它使用Hypervisor分享存取底层的硬件，但是它的guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。

半虚拟化需要guest操作系统做一些修改，使guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的，但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

硬件辅助虚拟化

硬件辅助虚拟化是指借助硬件（主要是主机处理器）的支持来实现高效的全虚拟化。

企业级虚拟化与桌面级虚拟化的区别

桌面级虚拟化：
App  ---在安装APP，通过App实现各种功能
guestos  ---客户机也叫客户操作系统
vmware-workstation（hypervisor（虚拟机管理程序）+图形管理工具）
os
硬件

企业及虚拟化
App（图形管理工具）
guestos
os+hypervisor：在操作系统级别加上了虚拟机管理程序
硬件

KVM虚拟化技术简介

KVM 针对运行在 x86 硬件上的、驻留在内核中的虚拟化基础结构。KVM 是第一个成为原生 Linux 内核（2.6.20）的一部分的 hypervisor，它是由 Avi Kivity 开发和维护的，现在归 Red Hat 所有。
KVM 是作为内核模块实现的

KVM安装

kvm虚拟化平台软件一般装在操作系统为Centos上面

大家不想把电脑装为Centos的操作系统，可以用VMware workstations装一台配置较高的虚拟机（cpu、内存、磁盘）给的尽可能最大，然后需要在开启之前做如下操作

然后打开虚拟机，安装kvm即可

查看cpu是否支持虚拟化
# cat /proc/cpuinfo | grep -E 'vmx|svm'

"关闭防火墙和selinux"

一般企业如果使用kvm虚拟机平台，都会把物理服务器装成Centos的操作系统，然后装上kvm，创建使用虚拟机

1.需求内核(rhel6以上):
[root@kvm-server ~]# uname -r 
3.10.0-1062.el7.x86_64
2.如果之前安装kvm了清理环境：卸载kvm
[root@kvm-server ~]# yum remove `rpm -qa | egrep 'qemu|virt|kvm'` -y
[root@kvm-server ~]# rm -rf /var/lib/libvirt  /etc/libvirt/
3.升级系统：(在安装虚拟机出错的情况下，一般是操作系统的版本问题)
[root@kvm-server ~]# yum upgrade
4.安装软件：
[root@kvm-server ~]# yum install *qemu*  *virt*  librbd1-devel -y
其实下载的是下面几款软件
[root@kvm-server ~]# yum install qemu-kvm libvirt virt-manager  librbd1-devel -y   
qemu-kvm libvirt virt-manager 
在所谓的kvm技术中，应用到的其实有2个东西：qemu+kvm
kvm负责cpu虚拟化+内存虚拟化，实现了cpu和内存的虚拟化，但kvm不能模拟其他设备；
qemu是模拟IO设备（网卡，磁盘），kvm加上qemu之后就能实现真正意义上服务器虚拟化。
因为用到了上面两个东西，所以一般都称之为qemu-kvm。
libvirt则是调用kvm虚拟化技术的接口用于管理的，用libvirt管理方便，直接用qemu-kvm的接口太繁琐。

5.启动服务:    
centos7:
[root@kvm-server ~]# systemctl start libvirtd
6.查看kvm模块加载:
[root@kvm-server ~]# lsmod | grep kvm
kvm_intel             188644  0 
kvm                   621480  1 kvm_intel
irqbypass              13503  1 kvm
如果看到有这两行，说明支持kvm模块

KVM gustos图形方式部署安装虚拟机

[root@kvm-server ~]# virt-manager
====================
下面就是点点点

安装完成一台虚拟机之后，网络模式默认是NAT的。

完全文本方式安装虚拟机

[root@kvm-server ~]# yum install -y vsftpd  #安装ftp，并配置最后将镜像上传到ftp中
[root@kvm-server ~]# mkdir /var/ftp/centos7u4
[root@kvm-server IOS]# mount CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso /var/ftp/centos7u4/
[root@kvm-server ~]# virt-install --connect qemu:///system -n vm10 -r 2050 --disk path=/var/lib/libvirt/images/vm10.img,size=5  --os-type=linux --os-variant=centos7.0 --vcpus=1  --location=ftp://10.0.111.182/centos7u4 -x console=ttyS0 --nographics

用这种方式安装的操作系统有一个毛病：纯文本安装的输入时大小写莫名的变换，远程ssh没问题。内存不低于2G

注意:
virt-install 
bash: virt-install: 未找到命令...
# yum install libguestfs-tools -y
# yum install virt-install.noarch -y

参数解释：
-n name
-r  以M为单位指定分配给虚拟机的内存大小
--disk 指定作为客户机存储的媒介 size以G为单位的存储
--os-type   系统类型
--os-variant 系统类型版本
--vcpus 指定核数，不能超过物理cpu
--location  客户虚拟机安装源下载，必须为镜像挂载在ftp目录下
-x console=ttyS0 执行终端0
--nographics 无图形，文本模式

注意：命令敲下去，不要误操作退出安装

需要等一会了大约20分钟左右

按空格退出！

下面的操作根据提示点点就可以了

模板镜像+配置文件 方式安装虚拟机

1.虚拟机配置文件
[root@kvm-server ~]# ls /etc/libvirt/qemu
networks  vm2.xml
2.储存虚拟机的介质
[root@kvm-server ~]# ls /var/lib/libvirt/images/
vm2.img
==============================
define方式创建好，不会启动
create方式创建好，会启动
实战：
1.拷贝模板镜像和配置文件
[root@kvm-server ~]# cp /etc/libvirt/qemu/vm2.xml /etc/libvirt/qemu/vm3.xml
[root@kvm-server ~]# cp /var/lib/libvirt/images/vm2.img /var/lib/libvirt/images/vm3.img 
2.修改配置文件
生成新的UUID
[root@kvm-server ~]# uuidgen
2e3fa6db-ff7f-41c3-bc8f-0428e81ebb57
[root@kvm-server ~]# vim /etc/libvirt/qemu/vm3.xml
domain type='kvm'>
  <name>vm3</name>  #名字不能一样需要修改
  <uuid>2e3fa6db-ff7f-41c3-bc8f-0428e81ebb57</uuid> #uuid不能一样需要修改
  <memory unit='KiB'>1024000</memory>  #内存，可选
  <currentMemory unit='KiB'>1024000</currentMemory>  #当前内存与上面定义一样
  <vcpu placement='static'>2</vcpu>  #cpu可选
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='pc-i440fx-rhel7.0.0'>hvm</type>
    <boot dev='hd'/>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <apic/>
  </features>
  <cpu mode='custom' match='exact' check='partial'>
    <model fallback='allow'>SandyBridge-IBRS</model>
    <feature policy='require' name='md-clear'/>
    <feature policy='require' name='spec-ctrl'/>
    <feature policy='require' name='ssbd'/>
  </cpu>
  <clock offset='utc'>
    <timer name='rtc' tickpolicy='catchup'/>
    <timer name='pit' tickpolicy='delay'/>
    <timer name='hpet' present='no'/>
  </clock>
  <on_poweroff>destroy</on_poweroff>
  <on_reboot>restart</on_reboot>
  <on_crash>destroy</on_crash>
  <pm>
    <suspend-to-mem enabled='no'/>
    <suspend-to-disk enabled='no'/>
  </pm>
  <devices>
    <emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2'/>
      <source file='/var/lib/libvirt/images/vm3.img'/>   #磁盘镜像需要修改
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x07' function='0x0'/>
    </disk>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-ehci1'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x7'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci1'>
      <master startport='0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x0' multifunction='on'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci2'>
      <master startport='2'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x1'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci3'>
      <master startport='4'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x2'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='0' model='pci-root'/>
    <controller type='virtio-serial' index='0'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x0'/>
    </controller>
    <interface type='network'>
      <mac address='52:54:00:82:d6:3c'/>  #mac地址不能一样需要修改，只能修改后三段。
      <source network='default'/>
      <model type='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
    </interface>
    <serial type='pty'>
      <target type='isa-serial' port='0'>
        <model name='isa-serial'/>
      </target>
    </serial>
    <console type='pty'>
      <target type='serial' port='0'/>
    </console>
    <channel type='unix'>
      <target type='virtio' name='org.qemu.guest_agent.0'/>
      <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='1'/>
    </channel>
    <channel type='spicevmc'>
      <target type='virtio' name='com.redhat.spice.0'/>
      <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='2'/>
    </channel>
    <input type='tablet' bus='usb'>
      <address type='usb' bus='0' port='1'/>
    </input>
    <input type='mouse' bus='ps2'/>
    <input type='keyboard' bus='ps2'/>
    <graphics type='spice' autoport='yes'>
      <listen type='address'/>
      <image compression='off'/>
    </graphics>
    <sound model='ich6'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x0'/>
    </sound>
    <video>
      <model type='qxl' ram='65536' vram='65536' vgamem='16384' heads='1' primary='yes'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x02' function='0x0'/>
    </video>
    <redirdev bus='usb' type='spicevmc'>
      <address type='usb' bus='0' port='2'/>
    </redirdev>
    <redirdev bus='usb' type='spicevmc'>
      <address type='usb' bus='0' port='3'/>
    </redirdev>
    <memballoon model='virtio'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x08' function='0x0'/>
    </memballoon>
    <rng model='virtio'>
      <backend model='random'>/dev/urandom</backend>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x09' function='0x0'/>
    </rng>
  </devices>
</domain>
必须修改name，uuid,mac地址，其余可选

用vim修改完之后需要define一下配置文件
[root@kvm-server ~]# virsh define /etc/libvirt/qemu/vm3.xml
重启一下：
[root@kvm-server ~]# systemctl restart libvirtd
宿主机开启路由转发：
[root@kvm-server ~]# vim /etc/sysctl.conf 
[root@kvm-server ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
=============
查看虚拟机列表：
[root@kvm-server ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     vm2                            关闭
 -     vm3                            关闭
或者如下：