紅帽企業版6.0 KVM虛擬機實戰攻略
在2010年4月發布的RHEL 6.0 Beta版中 ，去掉了Xen，這也許是第一個不包含Xen Hypervisor的知名Linux發行版，之前有報道過Red Hat有可能會在RHEL 6.0中用KVM完全代替Xen，現在看來以前的消息一點不假。KVM 是指基于 Linux 內核的虛擬機(Kernel-based Virtual Machine)。增加 KVM 到 Linux 內核是 Linux 發展的一個重要里程碑，這也是第一個整合到 Linux 主線內核的虛擬化技術。在 KVM 模型中，每一個虛擬機都是一個由 Linux 調度程序管理的標準進程，你可以在用戶空間啟動客戶機操作系統。一個普通的 Linux 進程有兩種運行模式：內核和用戶。 KVM 增加了第三種模式：客戶模式(有自己的內核和用戶模式)。
KVM 所使用的方法是通過簡單地加載內核模塊而將 Linux 內核轉換為一個系統管理程序。這個內核模塊導出了一個名為 /dev/kvm 的設備，它可以啟用內核的客戶模式(除了傳統的內核模式和用戶模式)。有了 /dev/kvm 設備，VM 使自己的地址空間獨立于內核或運行著的任何其他 VM 的地址空間。設備樹(/dev)中的設備對于所有用戶空間進程來說都是通用的。但是每個打開 /dev/kvm 的進程看到的是不同的映射(為了支持 VM 間的隔離)。KVM安裝 KVM 之后，您可以在用戶空間啟動客戶操作系統。每個客戶操作系統都是主機操作系統(或系統管理程序)的一個單個進程。 圖 1 提供了一個使用 KVM 進行虛擬化的視圖。
圖 1 KVM 原理圖
一、KVM 虛擬機的管理工具
準確來說，KVM 僅僅是 Linux 內核的一個模塊。管理和創建完整的 KVM 虛擬機，需要更多的輔助工具。QEMU-KVM：在 Linux 系統中，首先我們可以用 modprobe 命令加載 KVM 模塊，如果用 RPM 安裝 KVM 軟件包，系統會在啟動時自動加載模塊。加載了模塊后，才能進一步通過其他工具創建虛擬機。但僅有 KVM 模塊是遠遠不夠的，因為用戶無法直接控制內核模塊去做事情，還必須有一個用戶空間的工具。關于用戶空間的工具，KVM 的開發者選擇了已經成型的開源虛擬化軟件 QEMU。QEMU 是一個強大的虛擬化軟件，它可以虛擬不同的 CPU 構架。比如說在 x86 的 CPU 上虛擬一個 Power 的 CPU，并利用它編譯出可運行在 Power 上的程序。KVM 使用了 QEMU 的基于 x86 的部分，并稍加改造，形成可控制 KVM 內核模塊的用戶空間工具 QEMU-KVM。所以 Linux 發行版中分為 內核部分的 KVM 內核模塊和 QEMU-KVM 工具。這就是 KVM 和 QEMU 的關系。 Libvirt、virsh、virt-manager：盡管 QEMU-KVM 工具可以創建和管理 KVM 虛擬機，RedHat 為 KVM 開發了更多的輔助工具，比如 libvirt、libguestfs 等。原因是 QEMU 工具效率不高，不易于使用。Libvirt 是一套提供了多種語言接口的 API，為各種虛擬化工具提供一套方便、可靠的編程接口，不僅支持 KVM，而且支持 Xen 等其他虛擬機。使用 libvirt，你只需要通過 libvirt 提供的函數連接到 KVM 或 Xen 宿主機，便可以用同樣的命令控制不同的虛擬機了。Libvirt 不僅提供了 API，還自帶一套基于文本的管理虛擬機的命令 virsh，你可以通過使用 virsh 命令來使用 libvirt 的全部功能。但最終用戶更渴望的是圖形用戶界面，這就是 virt-manager。他是一套用 python 編寫的虛擬機管理圖形界面，用戶可以通過它直觀地操作不同的虛擬機。Virt-manager 就是利用 libvirt 的 API 實現的。
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二、 安裝配置KVM 相關軟件
1 系統要求：
處理器需求:需要一臺可以運行最新linux內核的Intel處理器(含VT虛擬化技術)或AMD處理器(含SVM安全虛擬機技術的AMD處理器, 也叫AMD-V)。可以使用如下命令檢查：
# egrep "(vmx|svm)" color=always /proc/cpuinfo
flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx mmxext fxsr_opt rdtscp lm 3dnowext 3dnow pni cx16 lahf_lm cmp_legacy svm extapic cr8_legacy misalignsse
flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx mmxext fxsr_opt rdtscp lm 3dnowext 3dnow pni cx16 lahf_lm cmp_legacy svm extapic cr8_legacy misalignsse
如果輸出的結果包含 vmx，它是 Intel處理器虛擬機技術標志;如果包含 svm，它是 AMD處理器虛擬機技術標志;。如果你甚么都得不到，那應你的系統并沒有支持虛擬化的處理 ，不能使用kvm。另外Linux 發行版本必須在64bit環境中才能使用KVM。
2 安裝軟件
安裝KVM模塊、管理工具和libvirt (一個創建虛擬機的工 具)，我們使用命令行安裝：
#yum install kvm virt-manager libvirt
#/sbin/service libvirtd start
3 確定正確加載kvm模塊
運行命令 lsmod | grep kvm 檢查 KVM 模塊是否成功安裝。如果結果類似于以下輸出，那么 KVM 模塊已成功安裝：
# lsmod | grep kvm
kvm_amd 69416 1
kvm 226208 2 ksm,kvm_amd
4 檢查KVM是否成功安裝
virsh -c qemu:///system list
將會顯示如下結果:
# virsh -c qemu:///system list
Id Name State
如果在這里顯示的是一個錯誤的信息，說明有些東西出現了問題。
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三、 使用virt-manager建立一個KVM虛擬機
virt-manager 是基于 libvirt 的圖像化虛擬機管理軟件，請注意不同的發行版上 virt-manager 的版本可能不同，圖形界面和操作方法也可能不同。本文使用了紅帽6企業版的 virt-manager-0.8.4-8。創建KVM虛擬機最簡單的方法是通過virt-manager接口。從控制臺窗口啟動這個工具，從root身份輸入virt-manager命令，點擊file菜單的"新建"選項virt-manager接口界面如圖2。
圖2 virt-manager接口界面
virt-manager顯示兩種虛擬化方法：Qemu/KVM或者Xen，這里并選擇Qemu/KVM作為hypervisor如圖3。
圖3 選擇Qemu/KVM作為hypervisor
紅帽企業版 6.0相比上個版本簡化了虛擬化配置步驟分成五步：
1 選擇虛擬機名稱和指定一種安裝方法：通過網絡安裝服務器或者本地CD/DVD驅動包括本地ISO文件(這種方法更簡單)。
另外新版本還支持網絡啟動和導入之前建立的虛擬機磁盤如圖4。
圖4選擇虛擬機名稱和指定一種安裝方法
2 輸入本地ISO文件路徑和文件名如圖5
圖5 輸入本地ISO文件路徑和文件名選擇本地ISO文件
3設置虛擬機使用的內存容量和處理器數量如圖6。
圖6 設置虛擬機使用的內存容量和處理器數量
4配置虛擬機的存儲方法。對于存儲后端有兩種選擇：物理存儲設備或者使用之前建立磁盤文件。如果出于簡單測試，創建文件作為存儲后端。當創建虛擬磁盤時，默認的10GB如圖7。
圖7 對于簡易安裝，選擇一個文件作為存儲備份后端
5 網絡配置，在這里選擇NAT方式。下面最后可看到虛擬機信息的概況如圖8。
圖8 虛擬機信息
說明："在安裝前自定義配置"選項提供一些高級自定義配置。在最后窗口點擊完成按鈕后，安裝將自動開啟。過程跟平時安裝普通操作系統一樣，不再贅述，不久之后，你的第一臺KVM虛擬機的客戶機就啟動并運行了。說明這里筆者在KVM 虛擬機中運行的是一個linux 發行版本BackTrack。BackTrack是精簡版Linux系統以及破解軟件。可以利用其破解軟件 來搜尋和破解無線網絡的密碼。運行界面如圖9。
圖9 KVM虛擬機的客戶機
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四、 使用virsh執行高級管理任務
virsh的學習曲線非常陡峭。但是另一種可選方式virt-manager的缺陷還很明顯，virt-manager需要在系統內運行，這會浪費資源并為別有目的的人提供額外的進攻點。virt-manager的另一大缺點是需要通過圖形工作站運行遠程接入的方式，才能對服務器上的虛擬機進行管理。而virsh則可以通過命令行執行各種各樣的管理任務。如先前所說virsh通過主命令和子命令管理每個虛擬機功能。要學習virsh很困難，因為有許多命令。virsh通過主命令和子命令管理每個虛擬機功能。要查看所有命令，輸入virsh help。你可能發現大量命令，不過每個命令都有幫助指南，只需要輸入virsh help。例如使用virsh help uri，就可以看到所有關于virsh uri命令的幫助。不過一旦你獲得一個很強的命令功能，就能獲得收益。下面是virsh命令實例：
1創建一個名稱是myWin7的windows 7虛擬機
使用命令：
# yum install virt-viewer
virt-install name myWin7 hvm ram 1024 disk path=/tmp/win7.img,size=10 network network:default vnc os-variant vista cdrom /dev/hda
Starting install...
Creating storage file... | 10.0 GB 00:00
Creating domain... | 0 B 00:00
Domain installation still in progress. Waiting for installation to complete.
下面安裝將自動開啟。過程跟平時安裝普通操作系統一樣，不再贅述。運行界面如圖10。
圖10 安裝windows 7
(2)查看虛擬機
# virsh -c qemu:///system list
Id 名稱 狀態
1 myWin7 running
(3)關閉虛擬機
#virsh shutdown myWin7
(4)徹底摧毀一個虛擬機
#virsh destroy myWin7
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