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KVM - 内核虚拟化

zhangguosheng1121 2020-07-21 16:02 原文

一、KVM简介

1、概念

KVM，基于内核的虚拟机（英语：Kernel-based Virtual Machine，缩写为 KVM），是一种用于Linux内核中的虚拟化基础设施，可以将Linux内核转化为一个hypervisor。

KVM在2007年2月被导入Linux 2.6.20核心中，以可加载核心模块的方式被移植到FreeBSD及illumos上。

KVM在具备Intel VT或AMD-V功能的x86平台上运行。它也被移植到S/390，PowerPC与IA-64平台上。在Linux内核3.9版中，加入ARM架构的支持。

KVM目前由Red Hat等厂商开发，对CentOS/Fedora/RHEL等Red Hat系发行版支持极佳。

2、关于KVM

KVM是开源软件，全称是kernel-based virtual machine（基于内核的虚拟机）。

是x86架构且硬件支持虚拟化技术（如 intel VT 或 AMD-V）的Linux全虚拟化解决方案。

它包含一个为处理器提供底层虚拟化 可加载的核心模块kvm.ko（kvm-intel.ko或kvm-AMD.ko）。

KVM还需要一个经过修改的QEMU软件（qemu-kvm），作为虚拟机上层控制和界面。

KVM能在不改变linux或windows镜像的情况下同时运行多个虚拟机，（它的意思是多个虚拟机使用同一镜像）并为每一个虚拟机配置个性化硬件环境（网卡、磁盘、图形适配器）

同时KVM还能够使用ksm技术帮助宿主服务器节约内存。在主流的Linux内核，如2.6.20以上的内核均已包含了KVM核心。

 

二、设置本地虚拟机环境

1、设置大一些的内存

 

2、修改处理器配置，添加虚拟化引擎（必须要设置）

 

三、安装KVM所需依赖

1、查看是否存在vmx，存在才能安装kvm虚拟机：grep -E "(vmx|svm)" /proc/cpuinfo

2、查看kvm相关工具包：yum list | grep kvm

3、安装kvm工具包：yum install -y qemu-kvm qumu-kvm-tools libvirt virt-install bridge-utils libguestfs-tools

 

4、安装工具包完成之后：设置开机自启动

systemctl start libvirtd

systemctl enable libvirtd

5、执行ifconfig命令：会发现kvm帮你自动创建了一个virbr0的桥接网卡，其中，192.168.122.1地址是不变的

 

四、创建kvm虚拟机

1、首先下载Centos7镜像，方便后面安装镜像使用

wget -c https://mirrors.aliyun.com/centos-vault/7.1.1503/isos/x86_64/CentOS-7-x86_64-DVD-1503-01.iso

2、使用tigthVNC工具连接，需要下载此工具：

下载地址：https://www.tightvnc.com/download.php

选择：Installer for Windows (64-bit）

安装：

3、创建虚机镜像：qemu-img create -f raw /opt/CentOS-7-x86_64.raw 10G

 

4、安装虚虚机（注意磁盘和镜像的路径）：virt-install --virt-type kvm --name CentOS-7-x86_64 --ram 2048 --cdrom=/opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1503-01.iso --disk path=/opt/CentOS-7-x86_64.raw --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

6、安装操作系统：

用TightVNC工具连接：

跳出界面：移动方向键上下键选择第一个，然后按Tab键，下方出现一行内容，空一格在后面输入 net.ifnames=0 biosdevname=0

(注意：如果连接失败，需要关闭防火墙再次进行连接：systemctl stop firewalld)

以下步骤参照此文档进行安装：https://www.cnblogs.com/zhangguosheng1121/p/13521108.html

以上kvm虚拟机就安装成功。

安装成功之后，此时虚拟机是关闭的状态，不能通过TightVNC连接访问，需要开启虚机，然后再次进行TightVNC连接

 

五、虚机联网

1、查看所有虚拟机：virsh list --all

2、开启虚拟机：virsh start 虚拟机名称

3、TightVNC连接虚拟机，查看ip

4、设置DNS，联网

修改配置文件：vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

重启网络：systemctl restart network

查看系统分配的ip：

修改DNS：vi /etc/resolv.conf

查看是否可以上网：ping baidu.com

安装工具：yum install net-tools

 

六、kvm虚拟机console登录

1、在虚机内操作：用tightVNC连接进入虚拟机

[root@kvm ~]# grubby --update-kernel=ALL --args="console=ttyS0,115200n8" 
[root@kvm ~]# reboot
View Code

2、在宿主机内操作

[root@admin ~]# virsh console CentOS-7-x86_64
Connected to domain CentOS-7-x86_64
Escape character is ^]

CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-229.el7.x86_64 on an x86_64

zgskvm login: root
Password: 
Last failed login: Fri Jul 24 08:34:51 CST 2020 on ttyS0
There was 1 failed login attempt since the last successful login.
Last login: Thu Jul 23 17:55:36 on ttyS0
View Code

报错解决：

退出虚拟机：快捷键： ctrl+]

 

七、virsh基本命令

虚拟机管理常用命令

1、备份虚机：virsh dumpxml 虚机名称 > 备份文件名字

2、关闭虚机：virsh shutdown 虚机名称

大前提：使用shutdown关闭虚拟机时，kvm虚拟机需要安装acpid服务，注意是在虚拟机里面安装，不是在宿主机上。

yum install -y acpid
service acpid start

强制关机虚拟机：virsh destroy 虚拟机名称

3、删除虚机：virsh undefine 虚机名称

4、定义虚机：virsh define 备份文件

 5、暂停虚机与唤醒虚机：

6、设置虚拟机自启动：virsh autostart 虚拟机名称

7、关闭虚拟机自启动：virsh autostart --disable 虚拟机名称

8、获取当前路径：virsh pwd

 9、查看kvm虚拟机vnc端口号：virsh vncdisplay CentOS-7-x86_64

 10、虚拟机xml配置文件路径：/etc/libvirt/qemu

11、虚拟机默认磁盘路径：/var/lib/libvirt/images，当然可以自己定义磁盘存放路径

12、查询虚拟机的mac地址 ： virsh dumpxml CentOS-7 | grep 'mac address' |awk -F"'" '{print $2}'

 13、根据mac地址查找主机名：

 

八、KVM存储池和存储卷管理

默认储存池路径：/var/lib/libvirt/images

 创建基于文件夹的储存池（目录）

定义储存池与其目录：virsh pool-define-as vmdisk --type dir --target /data/vmfs

创建已定义的储存池：virsh pool-build vmdisk

查看已定义的储存池（储存池没有激活无法使用）：virsh pool-list --all

激活并自动启动已经定义的储存池：

激活： virsh pool-start vmdisk

自启动： virsh pool-autostart vmdisk

在储存池中创建储存卷： virsh vol-create-as vmdisk 01_CCJ.qcow2 2G --format qcow2

 

删除储存池中创建的储存卷： virsh vol-delete --pool vmdisk 01_CCJ.qcow2

关闭储存池：virsh pool-destroy vmdisk

 

获取储存池：virsh pool-list --all

获取储存池信息：virsh pool-info opt

删除储存池：virsh pool-delete vmdisk

取消定义的储存池：virsh pool-undefine vmdisk

获取储存池uuid：virsh pool-uuid vmdisk

编辑储存池配置：virsh pool-edit vmdisk

 

九、KVM虚拟机磁盘、快照与克隆

1、磁盘镜像文件格式

raw：原始格斯，性能最好，但是不支持快照，创建时会立刻分配空间，不管有没有用到这么多的空间

qcow2：性能上不如raw，但是可以支持快照。创建时只是承诺给你分配空间，只有当你需要空间的时候，才会给你空间，最多只会给你承诺空间的大小，这样可以避免空间浪费

cow(copy on write-写时拷贝)

2、磁盘管理

查看已经创建磁盘信息：qemu-img info CentOS-7-x86_64.raw

检查磁盘有没有问题：qemu-img check CentOS-7-x86_64.qcow2

 

创建一块qcow2格式的虚拟硬盘：qemu-img create -f qcow2 /opt/CentOS-7-x86_64.qcow2 10G

 

raw转qcow2格式：（需要注意磁盘镜像文件的路径，转换之前需要创建一块qcow2格式的磁盘，如上）

qemu-img convert -f raw -O qcow2 CentOS-7-x86_64.raw CentOS-7-x86_64.qcow2

 

转换完成之后，需要更改此虚拟机的配置文件，编辑：virsh edit CentOS-7-x86_64，如下：

注意：修改之后需要重新启动kvm虚拟机

这样就完成了格式的转换，方便进行快照等一系列操作。

3、快照管理（raw格式无法创建快照，安装时是raw格式，需要转换成qcow2格式，参照上述方法转换格式）

查看快照命令：virsh --help | grep snap

创建快照：virsh snapshot-create CentOS-7-x86_64

查看主机快照列表：virsh snapshot-list  CentOS-7-x86_64

查看快照信息： virsh snapshot-info CentOS-7-x86_64 --snapshotname  1595568232

还原快照： virsh snapshot-revert CentOS-7-x86_64 --snapshotname 1595568708

删除快照：virsh snapshot-delete CentOS-7-x86_64 --snapshotname  1595568232

查看快照配置文件位置：cd /var/lib/libvirt/qemu/snapshot

4、kvm虚拟机克隆

复制一个虚拟机，需修改如 MAC 地址，名称等所有主机端唯一的配置。虚拟机的内容并没有改变：virt-clone 不修改任何客户机系统内部的配置，它只复制磁盘和主机端的修改。

virt-clone -o CentOS-7-x86_64 -n CentOS-7 -f /var/lib/libvirt/images/CentOS-7.qcow2

注：-o：original 后面跟要克隆的虚拟机名字

　　-n：name 克隆后虚拟机的名字

　　-f：file 指定镜像存放的路径

 

查看原虚拟机与克隆之后的虚拟机xml文件的不同：

 

 

十、kvm虚拟机网络管理：设置桥接

参考：https://www.cnblogs.com/Zrecret/p/12299128.html

1、设置桥接网络

[root@kvm-test ~]# systemctl stop NetworkManager     # 停止此服务
[root@kvm-test ~]# virsh iface-bridge ens33 br0      # 执行此命令时，若提示以下信息，不用在意，因为其已经存在了
使用附加设备 br0 生成桥接 ens33 失败
已启动桥接接口 br0

Created bridge br0 with attached device ens33
Bridge interface br0 started
View Code

2、查看宿主机网桥：eth0绑定到br0上

3、查看配置文件

cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BRIDGE="br0"
NM_CONTROLLED=no
TYPE=Ethernet
View Code

cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0

DEVICE="br0"
ONBOOT="yes"
TYPE="Bridge"
BOOTPROTO="none"
IPADDR="10.0.0.200"
NETMASK="255.255.255.0"
GATEWAY="10.0.0.2"
IPV6INIT="yes"
IPV6_AUTOCONF="yes"
DHCPV6C="no"
STP="on"
DELAY="0"
BOOTPROTO=static
NM_CONTROLLED=no
View Code

4、修改kvm虚拟机网络配置：改成桥接模式

virsh edit CentOS-7-x86_64

5、修改kvm虚拟机网卡配置文件：vnc登录进去

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
PEERDNS=no
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
NAME=eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.60
NETMASK=255.255.255.0 
GATEWAY=10.0.0.2
DNS1=8.8.8.8
DNS2=114.114.114.114
View Code

重启网络：systemctl restart network

测试：可以ping通网关，可以访问百度，可以使用secureCRT进行连接，则虚拟网桥搭建成功。

 

 十一、安装virt-manager

https://www.cnblogs.com/zhangguosheng1121/p/13521108.html

 

十二、执行python脚本

#bin/bash
import libvirt
conn = libvirt.open("qemu:///system")     

for id in conn.listDomainsID():
        dom = conn.lookupByID(id)
        infos = dom.info()
        print ''
        print 'ID = %d'%id
        print 'Name = %s'%dom.name()
        print 'Statu = %d' %infos[0]
        print ''
View Code

 

十三、执行virsh命令返回成功信息：中文和英文区分

开机：virsh start kvm_1
Domain kvm_1 started
域 kvm_1 已开始

关闭：virsh shutdown kvm_1
Domain kvm_1 is being shutdown
域 kvm_1 被关闭

断电：virsh destroy kvm_1
Domain kvm_1 destroyed
域 kvm_1 被删除

删除：virsh undefine kvm_1
Domain kvm_1 has been undefined
域 kvm_1 已经被取消定义

暂停：virsh suspend kvm_1
Domain kvm_1 suspended
域 kvm_1 被挂起

恢复：virsh resume kvm_1
Domain kvm_1 resumed
域 kvm_1 被重新恢复

重启：virsh reboot kvm_1
Domain kvm_1 is being rebooted
域 kvm_1 正在被重新启动

克隆：virt-clone -o win2k16 -n Test-1 -f /var/lib/libvirt/images/Test—1.qcow2
Allocating 'Test-3.qcow2'                                   |  80 GB  00:02     Clone 'Test-3' created successfully.
if "Clone '{0}' created successfully.".format(kvm_name_clone) or"成功克隆 '{0}'".format(kvm_name_clone) in result['data']:
    result = '克隆成功。'

定义：virsh define /etc/libvirt/qemu/kvm_1.xml
Domain kvm_1 defined from kvm_1
定义域 kvm_1（从 /etc/libvirt/qemu/kvm_1.xml）
View Code

 

十四、在宿主机上修改kvm虚拟机的ip、主机名

1、需要安装guestmount工具

yum install libguestfs-tools -y

2、挂载kvm虚拟机的磁盘文件

guestmount -a /tank/CentOS-7-test1/CentOS-7.qcow2 -i /etc/libvirt/kvm_mount

"""
/tank/CentOS-7-test1/CentOS-7.qcow2  磁盘路径
/etc/libvirt/kvm_mount               要挂载的目录，没有则创建
"""

 3、挂载之后修改网卡文件：/etc/libvirt/kvm_mount/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

注意：只有挂载成功了之后才能修改网卡文件

注意：路径是否正确

sed -i "/IPADDR/s/=.*/=192.168.1.180/"  /etc/libvirt/kvm_mount/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0  # 修改ip
sed -i '/HWADDR/d' /etc/libvirt/kvm_mount/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0                       # 删除MAC地址
echo CentOS-7@test5 > /etc/libvirt/kvm_mount/etc/hostname                                                # 修改主机名

4、修改完成 之后取消挂载：

umount /etc/libvirt/kvm_mount   # 取消挂载

5、修改完成，可以启动创建好的虚拟机：ip：192.168.1.180， 主机名：CentOS-7@test5

virsh start CentOS-7@test1

说明：在宿主机上修改kvm虚拟机的ip和主机名，此步骤是为了结合项目的使用需要在宿主机上修改kvm虚拟机的ip和主机名

如果是在本地测试，可以直接使用virsh console CentOS-7@test1  进入虚拟机去虚拟机中修改ip和主机名

 

十五、宿主机上修改kvm虚拟机密码

需求：要修改Test-1虚拟机的密码，改为123

方式一：通过virt-df

1、安装模块

yum install libguestfs-tools

2、生成新的密码串：openssl passwd -1 -salt 'hello' '123'

说明：openssl是一个加密工具，-1 是指普通加密，hello为key ， 123456 才是密码，下面就是是生成的密码串，这样我们只要将这些进行对应的替换就可以了

linux系统的加密密码通常存储在/etc/shadow 文件中

3、修改系统root账户密码：virt-edit -d Test-1 /etc/shadow

保存退出，启动kvm，就可以用新密码进入了，新密码是123

方式二： 通过挂载磁盘修改

1、需要安装guestmount工具
yum install libguestfs-tools -y

2、挂载kvm虚拟机的磁盘文件
guestmount -a /tank/CentOS-7-test1/CentOS-7.qcow2 -i /etc/libvirt/kvm_mount
"""
/tank/CentOS-7-test1/CentOS-7.qcow2  磁盘路径
/etc/libvirt/kvm_mount               要挂载的目录，没有则创建
"""

3、挂载之后修改/etc/shadow文件：/etc/libvirt/kvm_mount/etc/shadow     　　# 只有挂载成功了之后才能修改， 注意路径是否正确
sed -i 's#{旧密码}#{新密码}#g' /etc/libvirt/kvm_mount/etc/shadow        # 旧密码替换成新密码

4、修改完成之后取消挂载： umount /etc/libvirt/kvm_mount 

5、启动创建好的虚拟机，密码是123

 

十六、virsh基本命令：

virsh查看kvm

virsh list                                # 获取当前主机所有虚拟机
virsh domstate <ID or Name or UUID>       # 获取虚拟机运行状态
virsh dominfo <ID or Name or UUID>        # 获取虚拟机基本信息
virsh domid <Name or UUID>                # 根据虚拟机名称或UUID获取ID
virsh domname <ID or UUID>                # 根据虚拟机ID或UUID获取名称
virsh dommemstat <ID or Name or UUID>     # 获取虚拟机内存使用情况
virsh setmem <ID or Name or UUID>         # 设置虚拟机内存大小，值不能超过最大分配内存，否则需要关闭虚拟机后设置   
virsh vcpuinfo <ID or Name or UUID>       # 获取vCPU基本信息
virsh vcpupin <ID or Name or UUID> <vCPU> <pCPU> # 将一个vCPU 绑定到物理CPU
virsh setvcpus <ID or Name or UUID> <vCPU num> # 设置虚拟机vCPU 个数
virsh vncdisplay <ID or Name or UUID> # 获取虚拟机的VNC连接参数
virsh create <dom.xml>                    # 根据XML文件创建虚拟机
virsh define <dom.xml>                    # 根据XML文件定义虚拟机，但不启动
virsh start <ID or Name or UUID>          # 启动(预定义的)虚拟机
virsh suspend <ID or Name or UUID>        # 暂停虚拟机
virsh resume <ID or Name or UUID>         # 唤醒虚拟机
virsh shutdown <ID or Name or UUID>       # 关闭虚拟机
virsh reboot <ID or Name or UUID>         # 重启虚拟机
virsh reset  <ID or Name or UUID>         # 强制重启虚拟机
virsh destory <ID or Name or UUID>        # 销毁虚拟机
virsh save <ID> <file.img>                # 保存运行中的虚拟机到一个文件
virsh migrate <ID or Name or UUID> <dst url> # 迁移虚拟机
virsh dump <ID or Name or UUID> <core.file> #coredump保存虚拟机到文件
virsh dumpxml <ID or Name or UUID>        # 输出虚拟机配置
virsh attach-device <ID or Name or UUID> <device.xml> # 添加设备
virsh detach-device <ID or Name or UUID> <device.xml> # 移除设备
virsh console <ID or Name or UUID>        # 连接到虚拟机 
virsh autostart <ID or Name or UUID>      # 设置虚拟机自动启动
virsh auotstart --disable <ID or Name or UUID>      # 取消虚拟机自动启动


virsh pool-list                              # 获取libvirt管理的存储池
virsh pool-info <pool name>                  # 获取存储池信息
virsh pool-uuid <pool name>                  # 获取储存池UUID
virsh pool-create <pool.xml>                 # 根据XML配置文件创建存储池
virsh pool-edit <pool name or uuid>          # 编辑存储池配置
virsh pool-destory <pool name or uuid>       # 关闭存储池
virsh pool-delete <pool name or uuid>        # 删除存储池
virsh vol-list <pool name or uuid>           # 获取某个存储池的卷列表
virsh vol-name <vol key or path>             # 获取存储卷名称
virsh vol-path --pool <pool name or uuid> <vol name or key> # 获取存储卷路径
virsh vol-create <vol.xml>                   #  根据XML配置创建存储池
virsh vol-clone <vol name path> <name>       # 克隆存储卷
virsh vol-delete <vol name or key or path>   # 删除存储卷
kvm虚拟机信息

virsh查看宿主机

virsh version                          # 获取libvirt 和hypervisor版本信息
virsh sysinfo                          # 获取宿主机系统信息
virsh nodeinfo                         # 获取宿主机CPU，内存，核数等信息
virsh uri                              # 显示当前连接对象
virsh connect                          # 连接到指定对象
virsh hostname                         # 获取宿主机主机名
virsh capabilities                     # 获取宿主机和虚拟机的架构及特性
virsh freecell                         #  显示当前MUMA单元空闲内存
virsh nodememstats                     # 获取宿主机内存使用情况
virsh nodecpustats                     # 获取宿主机CPU使用情况
virsh qemu-attach                      # 根据PID添加一个QEMU进程到libvirt中
virsh qemu-monitor-command domain [--hmp] command     # 向QEMU monitor发送一个命令

virsh iface-list                                 # 获取宿主机网络接口列表
virsh iface-mac <iface name>                     # 获取网络接口mac地址
virsh iface-name <mac>                           # 获取网络接口名称
virsh iface-edit <iface name of uuid>            # 编辑网络接口XML配置文件
virsh iface-dumpxml <iface name of uuid>         # 输出网络接口XML配置
virsh iface-destory <iface name of uuid>         # 关闭网络接口
virsh net-list                                   # 获取libvirt管理的虚拟网络
virsh net-info <net name or uuid>                # 获取虚拟网络基本信息
virsh net-uuid <net name>                        # 获取虚拟网络UUID
virsh net-name <net uuid>                        # 获取虚拟网络名称
virsh net-create <net.xml>                       # 根据XML配置文件创建虚拟网络
virsh net-edit <net name or uuid>                # 编辑虚拟网络信息
virsh net-dumpxml  <net name or uuid>            # 输出虚拟网络XML配置
virsh net-destory <net name or uuid>             # 删除虚拟网络
宿主机信息

 

十七、获取KVM内存、磁盘、CPU使用情况

https://www.cnblogs.com/zhangguosheng1121/p/13719188.html

 

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