KVM虚拟化技术

在当今的云计算时代，虚拟化技术已经成为了企业和个人用户的首选。而在众多虚拟化技术中，KVM（Kernel-based Virtual Machine）虚拟化技术因其高性能、低成本和灵活性而备受青睐。本文将介绍KVM虚拟化技术的原理、特点以及应用场景。

一、KVM虚拟化技术简介

KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于内核的虚拟化技术，它最初是由德国Qumranet公司开发的。2007年，Red Hat收购了Qumranet，并将KVM作为其企业级虚拟化解决方案的一部分。如今，KVM已经成为了Linux操作系统的一个标准组件，支持大多数主流的Linux发行版。

KVM虚拟化技术的核心思想是将宿主机的硬件资源抽象为虚拟机，使多个虚拟机可以同时运行在一个物理服务器上。每个虚拟机都有自己的操作系统、应用程序和用户空间，彼此之间相互隔离。这种隔离性使得虚拟机之间的故障互不影响，从而提高了系统的稳定性和安全性。

二、KVM虚拟化技术原理

KVM虚拟化技术的实现依赖于CPU的虚拟化扩展（如Intel VT和AMD-V）。当宿主机启动时，KVM会加载一个轻量级的内核模块kvm.ko，该模块负责与硬件进行交互，实现虚拟机的创建、管理和调度。

KVM虚拟化技术的主要组件包括以下几个部分：

KVM内核模块：负责与硬件进行交互，提供虚拟机的创建、管理和调度功能。
QEMU模拟器：用于模拟各种硬件设备，如CPU、内存、硬盘等。QEMU通过与KVM内核模块进行通信，实现对虚拟机的控制和管理。
libvirt库：提供了一个跨平台的API，用于管理虚拟机、存储和网络等资源。libvirt库可以与KVM、Xen、VMware等多种虚拟化技术集成，实现了资源的集中管理和自动化运维。

三、KVM虚拟化技术特点

高性能：KVM虚拟化技术直接利用宿主机的硬件资源，不需要额外的模拟和解释，因此性能非常高。根据测试，KVM虚拟机的性能可以达到宿主机的90%以上。
低成本：KVM虚拟化技术是开源的，用户可以免费使用。此外，由于KVM虚拟机可以直接运行在宿主机的硬件上，因此无需购买昂贵的虚拟化软件许可证。
灵活性：KVM虚拟化技术支持多种虚拟化场景，如单机部署、分布式部署、私有云和公有云等。用户可以根据需要灵活选择和配置虚拟化方案。
兼容性：KVM虚拟化技术与主流的Linux发行版兼容良好，用户可以方便地在现有的Linux系统上部署和管理虚拟机。

四、安装KVM

打开机器的虚拟化选项

然后打开虚拟机，安装kvm即可

cat /proc/cpuinfo | grep -E 'vmx|svm'       #查看cpu是否支持虚拟化
systemctl stop firewalld     #关闭防火墙
setenforce 0       #关闭selinux

#需求内核(rhel6以上)
[root@kvm-server ~]# uname -r 

#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/

#升级系统
[root@kvm-server ~]# yum upgrade   --升级所有包同时也升级软件和系统内核

#安装软件
[root@kvm-server ~]# yum install *qemu*  *virt*  librbd1-devel -y

#启动服务
[root@kvm-server ~]# systemctl start libvirtd

KVM gustos图形方式部署安装虚拟机---需要掌握

[root@kvm-server ~]# virt-manager

#安装完成一台虚拟机之后，网络模式默认是NAT的。也只有这一种网络

模板镜像+配置文件方式安装虚拟机

#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

#修改配置文件
[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,磁盘文件名字,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