KVM热迁移虚拟机+KSM内存页合并

KVM高级功能部署

文章目录

KVM高级功能部署
- 资源列表
- 基础环境
- 一、静态迁移
- - 1.1.在源宿主机上准备虚拟机
  - - 1.1.1、调试VNC
    - 1.1.2、创建虚拟机test01
    - 1.1.3、console登录test01虚拟机
    - 1.1.4、标记虚拟机test01当前IP地址
  - 2.1、提取磁盘和配置文件
  - - 2.2.1、查看虚拟机test01当前状态
    - 2.2.2、关闭虚拟机test01
    - 2.2.3、导出虚拟机test01的xml配置文件
    - 2.2.4、定位虚拟机test01的磁盘文件
    - 2.2.5、拷贝配置文件和磁盘文件到目标宿主机kvm02上
  - 3.1、配置和启动目标虚拟机
  - - 3.1.1、查看被迁移过来的配置文件和磁盘文件
    - 3.1.2、重新定义虚拟机test01
    - 3.1.3、启动虚拟机test01
    - 3.1.4、连接虚拟机验证IP地址信息
- 二、基于共享存储的动态迁移
- - 2.1、配置NFS共享存储
  - - 2.1.1、在kvmnfs服务器上安装NFS服务
    - 2.1.2、配置共享目录
    - 2.1.3、启动并查看NFS服务
  - 3.1、挂载NFS目录
  - - 3.1.1、源宿主机kvm02上查看NFS共享目录
    - 3.1.2、源宿主机kvm01上创建kgc目录
    - 3.3.3、源宿主机kvm01上挂载共享目录
    - 3.3.4、源宿主机kvm01上设置自动挂载
  - 4.1、创建动态迁移的虚拟机
  - - 4.1.1、创建虚拟机test01
    - 4.1.2、登录虚拟机test02并查看IP地址
  - 5.1、动态迁移
  - - 5.1.1、查看kvm和kvm02两台宿主机上虚拟机的运行状态
    - 5.1.2、在源宿主机kvm02上执行迁移命令
    - 5.1.3、查看迁移过程是否中断
    - 5.1.4、查看迁移后虚拟机的状态
    - 5.1.5、生成配置文件
    - 5.1.6、验证迁移结果
- 三、基于数据块的动态迁移
- - 3.1、依赖包安装
  - 3.2、迁移前准备工作
  - - 3.2.1、源宿主机kvm01上的准备
    - 2.3.2、目标宿主机kvm02上的准备
  - 3.3、检查资源池
  - 3.4、创建同名磁盘文件
  - 3.5、执行迁移操作
  - 3.6、验证迁移结果
- 四、KSM内存也合并技术
- - 4.1、KSM服务介绍
  - 4.2、配置KSM优化内存
  - - 4.2.1、克隆虚拟机
    - 4.2.2、记录开启KSM之前内存使用情况
    - 4.2.3、启动KSM服务
    - 4.2.4、对比KSM开启之后的内存使用情况

资源列表

操作系统	配置	主机名	IP	所需软件
CentOS 7.9	2C4G（桌面）	kvm01	192.168.93.11	Qemu-kvm、libvirt
CentOS 7.9	2C4G（桌面）	kvm02	192.168.93.12	Qemu-kvm、libvirt、qemu-kvm-ev
CentOS 7.9	2C4G（mini）	kvmnfs	192.168.93.101	nfs-utils
win 11	无	无	192.168.93.200	VNC Viewer

基础环境

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

关闭内核安全机制

setenforce 0
sed -i "s/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config

修改主机名

hostnamectl set-hostname kvm01
hostnamectl set-hostname kvm02
hostnamectl set-hostname kvmnfs

一、静态迁移

使用源宿主机kvm01和目标宿主机kvm02来完成静态迁移。首先在源宿主机kvm01上创建虚拟机test01，虚拟机test01的数据放在本地磁盘。然后讲虚拟机test01从源宿主机kvm01迁移到目标宿主机kvm02上，并进行一些相应配置

1.1.在源宿主机上准备虚拟机

1.1.1、调试VNC

在源宿主机kvm01上进行迁移前的准备工作
创建虚拟机test01的方法可以参考之前章节使用virt-manager图形界面创建虚拟机，也可以在文本格式下使用virt-install命令来创建虚拟机。本次使用virt-install命令在源宿主机kvm01上面创建虚拟机test01。在执行virt-install命令之前，需要提前准备VNC Viewer软件，其主要作用是在本地Windows上来连接KVM虚拟机，方便管理
“VNC Server”和“Name”填写kvm01宿主机IP地址。其中“5901”是执行virt-install安装命令式分配对对应虚拟机的端口。可以自己定义，通常都是以5901开始递增
单击“OK”确认之后，会生成对用的连接

1.1.2、创建虚拟机test01

以上VNC的相关配置完成后，就可以通过文本方式创建test01虚拟机了
提前创建想磁盘文件目录和镜像文件目录，并且把镜像文件提前移动到相对应目录下

[root@kvm01 ~]# virt-install -n test01 -r 1024 --vcpus=1 --disk path=/data/store/test01.qcow2,size=10 -w bridge:br0 --virt-type=kvm --accelerate --autostart -c /data/iso/CentOS-7-x86_64-DVD-2207-02.iso --vnc --vncport=5901 --vnclisten=0.0.0.0

# virt-install安装命令各选项的具体作用如下所示
-n：指定虚拟机的名字
-r：执行内存大小
--vcpus：指定虚拟CPU个数
--disk：指定磁盘文件存放位置及大小
-w：指定所使用的网桥
--virt-type：指定虚拟化类型
--accelerate：启动KVM硬件加速
--autostart：当宿主机启动时，虚拟机也会自动启动
-c：指定安装虚拟机ISO文件路径
--vnc：启动VNC图形控制台
--vncport：通过vnc viewer连接的端口
--vnclisten：通过vnc viewer连接的IP

# 上述命令执行后忽略如下所示报错信息，立即打开windows上的VNC Viewer创建的连接“192.168.93.11:5901”，之所以会出现上述“WARNING”和“ERROR”信息，是因为宿主机的CentOS系统采用了文本方式安装，没有图形化界面。这种情况不影响虚拟机的正常使用，可使用VNC Viewer软件来开始CentOS系统的安装

###############################################################
WARNING  未检测到操作系统，虚拟机性能可能会受到影响。使用 --os-variant 选项指定操作系统以获得最佳性能。
WARNING  无法连接到图形控制台：没有安装 virt-viewer。请安装 'virt-viewer' 软件包。
WARNING  没有控制台用于启动客户机，默认为 --wait -1

开始安装......
正在分配 'test01.qcow2'                               |  10 GB  00:00     
ERROR    unsupported format character '奠(0xffffffe7) at index 47
域安装失败，您可以运行下列命令重启您的域：
'virsh start virsh --connect qemu:///system start test01'
否则请重新开始安装。
###############################################################

在这里插入图片描述

1.1.3、console登录test01虚拟机

如果在宿主机kvm01上想要实现通过virsh console命令连接到虚拟机test01，需要在test01虚拟机上进行如下配置

# 修改虚拟机的主机名
[root@localhost~]# hostnamectl set-hostname test01
# 添加ttyS0终端
[root@test01 ~]# grubby --update-kernel=ALL --args="console=ttyS0"
[root@test01 ~]# reboot

1.1.4、标记虚拟机test01当前IP地址

# 字符页面控制虚拟机
[root@kvm01 ~]# virsh console test01
连接到域 test01
换码符为 ^]		# 输入Enter键


CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64 on an x86_64

test01 login: root
密码：
Last login: Sat May 25 17:24:33 on tty1
[root@test01 ~]# 

# 激活网卡，虚拟机网卡名称为ens3
[root@test01 ~]# ifup ens3
# 安装ifconfig查看IP工具
[root@test01 ~]# yum -y install net-tools
# 虚拟机开启dhcp，然后kvm自动获取ip
[root@test01 ~]# ifconfig ens3
ens3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.93.139  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.93.255
        inet6 fe80::71aa:3922:7687:344a  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 52:54:00:be:66:c8  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 24555  bytes 36266971 (34.5 MiB)
        RX errors 0  dropped 116  overruns 0  frame 0
        TX packets 2871  bytes 159915 (156.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0


###############################################################
从上述命令执行结果中可以得知，迁移前虚拟机test01的IP地址是192.168.93.139.若想从虚拟机test01中退出，额可以使用“Ctrl+]”

2.1、提取磁盘和配置文件

在宿主机kvm01上，将虚拟机test01的磁盘文件和xml配置文件上传到目标宿主机kvm02上

2.2.1、查看虚拟机test01当前状态

[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 2     test01                         running

2.2.2、关闭虚拟机test01

[root@kvm01 ~]# virsh shutdown test01
域 test01 被关闭
[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     test01                         关闭

2.2.3、导出虚拟机test01的xml配置文件

[root@kvm01 ~]# virsh dumpxml test01 > ./test01.xml
[root@kvm01 ~]# ll test01.xml
-rw-r--r-- 1 root root 3301 5月  25 17:34 test01.xml

2.2.4、定位虚拟机test01的磁盘文件

[root@kvm01 ~]# virsh domblklist test01
目标     源
------------------------------------------------
hda        /data/store/test01.qcow2
hdb        -

2.2.5、拷贝配置文件和磁盘文件到目标宿主机kvm02上

[root@kvm01 ~]# scp test01.xml root@192.168.93.12:/etc/libvirt/qemu/
root@192.168.93.12's password: 
test01.xml                                        100% 3301     5.3MB/s   00:00   

# 目标宿主机kvm02需要提前创建/data/store磁盘文件目录
[root@kvm01 ~]# scp /data/store/test01.qcow2 root@192.168.93.12:/data/store/
root@192.168.93.12's password: 
test01.qcow2                                      100%   10GB 158.2MB/s   01:04

3.1、配置和启动目标虚拟机

在目标宿主机kvm02上，对拷贝过来的虚拟机test01的数据进行重新定义，启动之后验证虚拟机test01的IP地址是否正确

3.1.1、查看被迁移过来的配置文件和磁盘文件

[root@kvm02 ~]# ls -l /etc/libvirt/qemu
总用量 4
drwx------. 3 root root   42 2月  29 17:31 networks
-rw-r--r--  1 root root 3301 5月  25 17:36 test01.xml
[root@kvm02 ~]# ls -l /data/store/
总用量 10487616
-rw------- 1 root root 10739318784 5月  25 17:43 test01.qcow2

3.1.2、重新定义虚拟机test01

[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
[root@kvm02 ~]# virsh define /etc/libvirt/qemu/test01.xml 
定义域 test01（从 /etc/libvirt/qemu/test01.xml）
[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     test01                         关闭

3.1.3、启动虚拟机test01

[root@kvm02 ~]# virsh start test01
域 test01 已开始

[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 1     test01                         running

3.1.4、连接虚拟机验证IP地址信息

[root@kvm02 ~]# virsh console test01
连接到域 test01
换码符为 ^]		# 输入Enter键进入test01


CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64 on an x86_64

test01 login: root
密码：
Last login: Sat May 25 17:24:47 on ttyS0
[root@test01 ~]# ifup ens3
连接已成功激活（D-Bus 活动路径：/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/1）
[root@test01 ~]# ifconfig ens3
ens3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.93.139  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.93.255
        inet6 fe80::71aa:3922:7687:344a  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 52:54:00:be:66:c8  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 21  bytes 1962 (1.9 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 21  bytes 1998 (1.9 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

二、基于共享存储的动态迁移

在kvmnfs服务器上部署NFS服务并创建共享目录实现共享存储。在源宿主机kvm01和目标宿主机kvm02上分别挂载共享目录。被迁移虚拟机的磁盘文件存储在共享目录内，最终实现虚拟机从源宿主机kvm01迁移到目标宿主机kvm02上

2.1、配置NFS共享存储

2.1.1、在kvmnfs服务器上安装NFS服务

[root@kvmnfs ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind

2.1.2、配置共享目录

在NFS服务的配置文件/etc/exports中，配置共享目录及相应权限。设置192.168.93.0/24网段对/data目录可读写、同步共享目录等权限

[root@kvmnfs ~]# mkdir /data
[root@kvmnfs ~]# vim /etc/exports
/data 192.168.93.0/24(rw,sync,no_root_squash)

2.1.3、启动并查看NFS服务

[root@kvmnfs ~]# systemctl enable nfs
[root@kvmnfs ~]# systemctl enable rpcbind
[root@kvmnfs ~]# systemctl start rpcbind
[root@kvmnfs ~]# systemctl start nfs
[root@kvmnfs ~]# showmount -e localhost
Export list for localhost:
/data 192.168.93.0/24

3.1、挂载NFS目录

在kvm01和kvm02两台宿主机上，先创建本地数据目录，之后再分别挂载NFS目录，并设置开启自动挂载。下面以宿主机kvm01为例进行操作演示

3.1.1、源宿主机kvm02上查看NFS共享目录

[root@kvm01 ~]# showmount -e 192.168.93.101
Export list for 192.168.93.101:
/data 192.168.93.0/24

3.1.2、源宿主机kvm01上创建kgc目录

[root@kvm01 ~]# mkdir /data/kgc

3.3.3、源宿主机kvm01上挂载共享目录

[root@kvm01 ~]# mount -t nfs 192.168.93.101:/data /data/kgc/
[root@kvm01 ~]# df -hT | grep nfs
192.168.93.101:/data    nfs4       50G  2.0G   49G    4% /data/kgc

3.3.4、源宿主机kvm01上设置自动挂载

[root@kvm01 ~]# echo "192.168.93.101:/data /data/kgc/ nfs defaults 0 0 " >> /etc/fstab

4.1、创建动态迁移的虚拟机

再源宿主机kmv01上，新建虚拟机test02，用于测试基于共享存储的动态迁移

4.1.1、创建虚拟机test01

参考静态迁移虚拟机的方法创建虚拟机test02，创建完后查看虚拟机test02当前状态。虚拟机test02的虚拟磁盘存放到/data/kgc共享目录下

[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 4     test02                         running
 -     test01                         关闭
# 查看磁盘存放位置 
[root@kvm01 ~]# virsh domblklist test02
目标     源
------------------------------------------------
hda        /data/kgc/test02.qcow2
hdb        -

4.1.2、登录虚拟机test02并查看IP地址

[root@kvm01 ~]# virsh console test02
连接到域 test02
换码符为 ^]		# 输入Enter键


CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64 on an x86_64

test02 login: root
密码：
Last login: Sat May 25 18:22:55 on tty1
[root@test02 ~]# ifconfig ens3
ens3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.93.140  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.93.255
        inet6 fe80::db48:e203:9cdc:d83  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 52:54:00:83:ea:52  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 24534  bytes 36282180 (34.6 MiB)
        RX errors 0  dropped 146  overruns 0  frame 0
        TX packets 3980  bytes 220461 (215.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

# 从上述命令执行结果可以得知，虚拟机test02的IP地址是192.168.93.140

5.1、动态迁移

5.1.1、查看kvm和kvm02两台宿主机上虚拟机的运行状态

# kvm01上test02运行状态
[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 4     test02                         running
 -     test01                         关闭
# kvm02上无test02  
[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 1     test01                         running

5.1.2、在源宿主机kvm02上执行迁移命令

在开始迁移操作之前，首先在本地windows机器上ping虚拟机test02的IP地址，用于迁移过程中观察是否存在网络中断情况

C:\Users\Lenovo>ping 192.168.93.140 -t

下面开始执行迁移操作

[root@kvm01 ~]# virsh migrate --live --verbose test02 qemu+ssh://192.168.93.12/system tcp://192.168.93.12 --unsafe
root@192.168.93.12's password: 
迁移: [100 %]

5.1.3、查看迁移过程是否中断

可以看到，在迁移过程中，只造成了一点点的延迟，可以忽略不计

来自 192.168.93.140 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64
来自 192.168.93.140 的回复: 字节=32 时间=2ms TTL=64
来自 192.168.93.140 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64

5.1.4、查看迁移后虚拟机的状态

[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     test01                         关闭
 -     test02                         关闭
[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 1     test01                         running
 2     test02                         running
 
# 迁移之后源宿主机kvm01上虚拟机test02被关闭，目标宿主机kvm02上虚拟机test02处于启动状态

5.1.5、生成配置文件

目标主机没有kvm配置文件，如果关闭kvm，则不能正常启动
完成上述操作之后，基于共享存储迁移已经实现了虚拟机test02从源宿主机kvm01迁移到目标宿主机kvm02上，但是其配置文件没有一起迁移过来，此时还需要根据当前运行的虚拟机test02生成对应的配置文件，并重新定义

# 创建虚拟机test02配置文件
[root@kvm02 ~]# ls -l /etc/libvirt/qemu
总用量 4
drwx------. 3 root root   42 2月  29 17:31 networks
-rw-------  1 root root 3524 5月  25 17:48 test01.xml
[root@kvm02 ~]# virsh dumpxml test02 > /etc/libvirt/qemu/test02.xml
[root@kvm02 ~]# ll /etc/libvirt/qemu/test02.xml 
-rw-r--r-- 1 root root 4278 5月  25 18:39 /etc/libvirt/qemu/test02.xml


# 定义虚拟机test02配置文件
[root@kvm02 ~]# virsh define /etc/libvirt/qemu/test02.xml 
定义域 test02（从 /etc/libvirt/qemu/test02.xml）

5.1.6、验证迁移结果

查看虚拟机test02的IP地址，验证迁移是否成功

[root@kvm02 ~]# virsh console test02
连接到域 test02
换码符为 ^]		# 输入Enter键进入test02


CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64 on an x86_64

test01 login: root
密码：
Last login: Sat May 25 17:24:47 on ttyS0
[root@test02 ~]# ifconfig ens3
ens3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.93.140  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.93.255
        inet6 fe80::db48:e203:9cdc:d83  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 52:54:00:83:ea:52  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 25592  bytes 36343694 (34.6 MiB)
        RX errors 0  dropped 146  overruns 0  frame 0
        TX packets 4857  bytes 284873 (278.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

三、基于数据块的动态迁移

要实现基于数据块的动态迁移，首先要安装qemu-kvm-ev。并且在目标宿主机上提前生成同名的空白磁盘文件，最后再通过数据块进行动态迁移

3.1、依赖包安装

# kvm01和kvm02都需要安装虚拟化程序
yum -y install centos-release-qemu-ev
yum -y install qemu-kvm-ev

3.2、迁移前准备工作

3.2.1、源宿主机kvm01上的准备

# 绑定主机映射关系
[root@kvm01 ~]# cat >> /etc/hosts << EOF
> 192.168.93.11 kvm01
> 192.168.93.12 kvm02 
> EOF
[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     test01                         关闭
 -     test02                         关闭
[root@kvm01 ~]# virsh start test01
域 test01 已开始
[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 5     test01                         running
 -     test02                         关闭

2.3.2、目标宿主机kvm02上的准备

[root@kvm02 ~]# cat >> /etc/hosts << EOF
> 192.168.93.11 kvm01
> 192.168.93.12 kvm02
> EOF
[root@kvm02 ~]# virsh shutdown test01
[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 2     test02                         running
 -     test01                         关闭
[root@kvm02 ~]# virsh undefine test01
域 test01 已经被取消定义
[root@kvm02 ~]# rm -rf /data/store/test01.qcow2 
[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 2     test02                         running

3.3、检查资源池

确保kvm01和kvm02两台宿主机拥有相同的资源池，若没有，则需要创建

# kvm01
[root@kvm01 ~]# virsh pool-list --all
 名称               状态     自动开始
-------------------------------------------
 default              活动     是       
 iso                  活动     是       
 kgc                  活动     是       
 store                活动     是   
 
# kvm02
[root@kvm02 ~]# virsh pool-list --all
 名称               状态     自动开始
-------------------------------------------
 default              活动     是       
 iso                  活动     是       
 kgc                  活动     是       
 store                活动     是

3.4、创建同名磁盘文件

# 创建的磁盘文件要确保与kvm01上需要迁移的虚拟机磁盘文件空间大小一致
[root@kvm02 ~]# qemu-img create -f qcow2 /data/store/test01.qcow2 10G
Formatting '/data/store/test01.qcow2', fmt=qcow2 size=10737418240 cluster_size=65536 lazy_refcounts=off refcount_bits=16

3.5、执行迁移操作

[root@kvm01 ~]# virsh migrate test01 qemu+ssh://192.168.93.12/system --live --persistent --undefinesource --copy-storage-all --verbose
root@192.168.93.12's password: 
迁移: [100 %]

3.6、验证迁移结果

# kvm01test01已经被迁移走
[root@kvm01 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     test02                         关闭
 
# kvm02上test01处于开启状态
[root@kvm02 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 2     test02                         running
 3     test01                         running

四、KSM内存也合并技术

当前主流的操作系统大多数都支持KSM，因为KSM可以合并相同的内存页，减少虚拟内存的使用量，这样有利于提高CPU的工作效率，加快数据缓存效率，同时可以节省更多的内存空间来缓存额外的磁盘数据。
KSM适用于宿主机过载的情况下。KSM通过减少每个虚拟机实际占用的内存数，可以让多个虚拟机分配的内存数量之和大于物理内存数量。而对于相同类型的虚拟机，在物理内存不变的情况下，可以在一个宿主机中创建更多虚拟机，从而提高虚拟化部署的密度，同时也可以提高物理资源的利用效率

4.1、KSM服务介绍

KSM是在Linux 2.6内核版本中被添加进去的，目前多数常用的、主流的Linux’发行版都默认支持KSM技术，执行以下命令可以查看当前Linux系统是否支持KSM

# 结果为y则表示支持KSM技术
[root@kvm01 ~]# egrep -i ksm /boot/config-3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64 
CONFIG_KSM=y

KSM服务在CentOS 7内是以ksmd作为守护进程的，针对该服务的一些配置文件，都在目录“/sys/kernel/mm/ksm”下

[root@kvm02 ~]# ls -l /sys/kernel/mm/ksm/
总用量 0
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 full_scans
-rw-r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 max_page_sharing
-rw-r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 merge_across_nodes
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 pages_shared
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 pages_sharing
-rw-r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 pages_to_scan
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 pages_unshared
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 pages_volatile
-rw-r--r-- 1 root root 4096 5月  25 18:49 run
-rw-r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 sleep_millisecs
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 stable_node_chains
-rw-r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 stable_node_chains_prune_millisecs
-r--r--r-- 1 root root 4096 5月  25 19:15 stable_node_dups

# KSM的常用配置的作用分别如下所示
max_page_sharing：设置每个KSM页面允许的最大共享数量。这个配置设置了重复数据删除限制，以避免虚拟内存rmap列表变得太大。max_page_sharing最小值为2因为新创建的KSM页面至少需要两个共享器

merge_across_nodes：指定是否可以合并来自不同numa节点的页面。当设置为0时，ksm只合并物理页面并驻留在同一unma节点的内存区域中，可以降低访问共享页面的延迟

pages_to_scan：在KSM进程休眠之前会去扫描的内存数量

run：控制ksmd进程是否运行，默认值为0.要激活ksm必须设置其值为1。如果设置为0，表示停止运行ksmd，但会保留已经合并的内存页；如果设置为1，表示马上运行ksmd进程；设置为2表示停止运行ksmd，并分离已经合并的所有内存页，但是保留已经注册为合并的内存区域给下一次使用

sleep_millisecs：设置ksmd进程休眠的时间（单位：毫秒），即为ksmd进程两次运行之前的间隔

stable_node_chains_prune_millisecs：在 stable_node“链”中链接的整个stable_node“dups”列表被周期性地扫描，以删除陈旧的stable_nodes。该参数的值用于调节重复扫描的时间（单位：毫秒）

4.2、配置KSM优化内存

在目标宿主机kvm02上，有test01和test02两台虚拟机。现在通过克隆的方式再创建两台新的虚拟机。然后开启这四台虚拟机，等四台虚拟机都启动后，观察内存使用的情况。等内存使用量不再变化后，启动KSM服务，过5分钟，观察内存使用量的变化情况

4.2.1、克隆虚拟机

[root@kvm02 ~]# virsh shutdown test02
[root@kvm02 ~]# virt-clone -o test02 -n test03 -f /data/store/test03.qcow2
[root@kvm02 ~]# virt-clone -o test02 -n test04 -f /data/store/test04.qcow2

4.2.2、记录开启KSM之前内存使用情况

# 确保虚拟机都启动好后，内存不再变化
[root@kvm02 ~]# free -hm
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3.7G        2.1        125M         50M        1.5G        1.4G
Swap:          3.9G         94M        3.8G

4.2.3、启动KSM服务

通过ksm和ksmtuned两个服务来动态调节KSM的运行情况

[root@kvm02 ~]# systemctl start ksm
[root@kvm02 ~]# systemctl start ksmtuned.service

当ksm服务启动后，需要检查/sys/kernel/mm/ksm/run文件的值是否为1，若为0则KSM功能不会生效，需要将其调整为1

[root@kvm02 ~]# echo "1" > /sys/kernel/mm/ksm/run

在KSM服务启动之后，KSM能够最多共享系统物理能存的一半的内存页。而ksmtuned服务一直保持循环执行，以调用ksm服务来运行

4.2.4、对比KSM开启之后的内存使用情况

[root@kvm02 ~]# free -hm
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3.7G        1.6G        228M         50M        1.5G        1.5G
Swap:          3.9G         94M        3.8G
# 对比KSM开启前后内存的使用情况，“used”从开始的2.1G讲到了1.6G，说明节约了系统内存