詳解虛擬化之KVM概念、架構、功能、常用工具及部署
概述
一般我們講的虛擬化有兩種類型：
Hypervisor直接在安裝在宿主機的邏輯上：
- Hypervisor 直接安裝在物理機上，多個虛擬機在 Hypervisor 上運行。
- Hypervisor 實現方式一般是一個特殊定制的 Linux 系統。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都屬于這個類型。
KVM概念
KVM 全稱是 基于內核的虛擬機(Kernel-based Virtual Machine)，它是一個 Linux 的一個內核模塊，該內核模塊使得 Linux 變成了一個 Hypervisor：
它由 Quramnet 開發，該公司于 2008年被 Red Hat 收購，支持 x86 (32 and 64 位), s390, Powerpc 等 CPU，從 Linux 2.6.20 起就作為一模塊被包含在 Linux 內核中。
不過KVM需要支持虛擬化擴展的 CPU。
KVM架構
KVM 是基于虛擬化擴展(Intel VT 或者 AMD-V)的 X86 硬件的開源的 Linux 原生的全虛擬化解決方案。KVM 中，虛擬機被實現為常規的 Linux 進程，由標準 Linux 調度程序進行調度;虛機的每個虛擬 CPU 被實現為一個常規的 Linux 進程。這使得 KMV 能夠使用 Linux 內核的已有功能。
但是，KVM 本身不執行任何硬件模擬，需要客戶空間程序通過 /dev/kvm 接口設置一個客戶機虛擬服務器的地址空間，向它提供模擬的 I/O，并將它的視頻顯示映射回宿主的顯示屏。目前這個應用程序是 QEMU。
Linux 上的用戶空間、內核空間和虛機：
KVM架構
說明：
- Guest：客戶機系統，包括CPU(vCPU)、內存、驅動(Console、網卡、I/O 設備驅動等)，被 KVM 置于一種受限制的 CPU 模式下運行。
- KVM：運行在內核空間，提供CPU 和內存的虛級化，以及客戶機的 I/O 攔截。Guest 的 I/O 被 KVM 攔截后，交給 QEMU 處理。
- QEMU：修改過的為 KVM 虛機使用的 QEMU 代碼，運行在用戶空間，提供硬件 I/O 虛擬化，通過 IOCTL /dev/kvm 設備和 KVM 交互。
KVM功能
KVM 所支持的功能包括：
- 支持CPU 和 memory 超分(Overcommit)
- 支持半虛擬化I/O (virtio)
- 支持熱插拔 (cpu，塊設備、網絡設備等)
- 支持對稱多處理(Symmetric Multi-Processing，縮寫為 SMP )
- 支持實時遷移(Live Migration)
- 支持 PCI 設備直接分配和 單根I/O 虛擬化 (SR-IOV)
- 支持 內核同頁合并 (KSM )
- 支持 NUMA (Non-Uniform Memory Access，非一致存儲訪問結構 )
KVM常用工具
簡單介紹一下KVM的一些常用工具：
libvirt：操作和管理KVM虛機的虛擬化 API，使用 C 語言編寫，可以由 Python,Ruby, Perl, PHP, Java 等語言調用。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：虛機格式遷移工具
virt-* 工具：包括 Virt-install (創建KVM虛機的命令行工具)， Virt-viewer (連接到虛機屏
- grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
幕的工具)，Virt-clone(虛機克隆工具)，virt-top 等
sVirt：安全工具
安裝kvm
1、查看系統是否支持虛擬化
- grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
2、安裝軟件
- --最小安裝的CentOS安裝一些最基本的包
- 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
3、啟動服務
- /etc/init.d/libvirtd start
4、查看kvm模塊加載:
- lsmod | grep kvm
- kvm_intel 53484 3
- kvm 316506 1 kvm_intel
5、卸載kvm
- yum erase `rpm -qa | egrep '(qemu|virt|kvm)'`
- rm -rf /var/lib/libvirt /etc/libvirt/
6、創建連接池
- 1.創建基于文件夾的存儲池（目錄）
- mkdir -p /data/vmfs
- 2.定義存儲池與其目錄
- virsh pool-define-as vmdisk --type dir --target /data/vmfs
- 3.創建已定義的存儲池
- (1)創建已定義的存儲池
- virsh pool-build vmdisk
- (2)查看已定義的存儲池，存儲池不激活無法使用。
- virsh pool-list --all
- 4.激活并自動啟動已定義的存儲池
- virsh pool-start vmdisk
- virsh pool-autostart vmdisk
- 這里vmdisk存儲池就已經創建好了，可以直接在這個存儲池中創建虛擬磁盤文件了。
- 5.在存儲池中創建虛擬機存儲卷
- (1)在存儲池中創建虛擬機存儲卷
- virsh vol-create-as vmdisk oeltest03.qcow2 20G --format qcow2
- (2)根據創建的虛擬機存儲卷安裝虛擬機
- 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
