kvm 使用入门详解

kvm 是虚拟化技术的一个典型实现，功能非常强大，使用很方便。kvm 本身主要实现对 CPU 的虚拟化，内存和IO的虚拟化使用了开源软件 qemu，qemu 是纯软件层面的虚拟化，其实就是个模拟器。kvm 要求 cpu 必须支持硬件虚拟化，可以通过 Linux 命令查看。

说到 kvm 必须提及 libvirt 程序集，它是用来管理 kvm 虚拟机的，当然其实也可以管理 xen 等其它虚拟化的虚拟机。libvirt 包括三部分：(1). libvirtd是后台服务程序；(2). libvirt 是管理虚拟机的 API 接口，可以通过 python c java 等语言来编写程序管理虚拟机，比较典型的 virt-manager 就是使用 python 写的可视化工具；(3). virsh 等命令行管理工具。

一、准备工作

1. 实验环境

操作系统：CentOS 6.4 x86_64 mini
宿主机：vmware workstation 虚拟机

2. 检查宿主机处理器是否支持虚拟化

[root@kvm ~]# egrep -o 'vmx | svm' /proc/cpuinfo | wc -l

如果显示数值是 0，则表示该 CPU 不支持虚拟化。

3. 配置或设置宿主机

CPU：2-4 core  开启 cpu 虚拟化(bios 设置 或 vmware 设置)
内存：4-8 GB
硬盘：100 GB

4. 关闭 iptables 和 selinux

关闭 iptables 服务：

[root@kvm ~]# service iptables stop
[root@kvm ~]# chkconfig iptables off

关闭 selinux：

[root@kvm ~]# setenforce 0
[root@kvm ~]# vi /etc/selinux/config
SELINUX=disabled

 

二、安装和配置 kvm 环境

1. 安装 kvm 虚拟化相关软件包

[root@kvm ~]# yum install -y kvm virt-* libvirt bridge-utils qemu-img

2. 查看 kvm 模块是否加载到内核

[root@kvm ~]# lsmod | grep kvm_intel
kvm_intel              53484  0
kvm                   316506  1 kvm_intel

如果没有加载，可以尝试执行命令：modprobe kvm_intel ，不行的话，试试重启宿主机。

3. 设置相关网络

设置方式一：网桥模式。

[root@kvm ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@kvm ~]# cp ifcfg-eth0 ifcfg-br0
[root@kvm ~]# vi ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
BRIDGE=br0

[root@kvm ~]# vi ifcfg-br0
DEVICE=br0
TYPE=Bridge
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=172.16.1.8
PREFIX=24
GATEWAY=172.16.1.1
DNS1=114.114.114.114
NAME=br0

# 重启网络
[root@kvm ~]# service network restart

设置方式二：NAT 模式。

暂 略。

4. 启动 libvirtd 相关服务

[root@kvm ~]# /etc/init.d/libvirtd start
[root@kvm ~]# /etc/init.d/messagebus restart

遇到错误：

[root@vip ~]# /etc/init.d/libvirtd start
libvirtd: relocation error: libvirtd: ... version ... libdevmapper.so.1.02     [失败]

解决：

[root@kvm ~]# yum upgrade device-mapper-libs

结果：

[root@kvm ~]# brctl show
bridge name    bridge id           STP enabled    interfaces
br0         8000.000c29181c75   no          eth0
virbr0      8000.525400c207c7   yes         virbr0-nic

 

三、安装虚拟机

1. 创建虚拟机镜像

关于虚拟机镜像，有很多种类型：raw、qcow2、vmdk等，我们推荐使用 qcow2 格式的镜像，因为 qcow2 格式的镜像支持快照，使用的比较广泛。在创建虚拟机之前需要手动去创建 qcow2 格式的镜像磁盘文件，以供安装虚拟机时使用。按照如下命令进行创建：

qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata /data/kvm/liwei01.qcow2 50G

2. 执行虚拟机的安装

安装方式一：通过网络镜像安装，文本控制台，无vnc支持。

virt-install --name liwei01 --ram 1024 --vcpus 1 
    -f /data/kvm/liwei01.qcow2  --os-type linux 
    --os-variant rhel6 --network bridge=br0 
    --graphics none --console pty,target_type=serial 
    --location 'http://mirrors.163.com/centos/6.8/os/i386/' 
    --extra-args 'console=ttyS0,115200n8 serial'

安装方式二：通过网络镜像安装，支持 vnc ，默认无文本控制台。

virt-install --name liwei01 --ram 1024 --vcpus 1 
    -f /data/kvm/liwei01.qcow2  --os-type linux 
    --os-variant rhel6 --network bridge=br0 
    --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5920 
    --location 'http://mirrors.163.com/centos/6.8/os/i386/'

安装方式三：通过 iso 镜像实现本地安装，支持 vnc ，无文本控制台。

virt-install --name liwei01 --ram 1024 --vcpus 1 
    -f /data/kvm/liwei01.qcow2  --os-type linux 
    --os-variant rhel6 --network bridge=br0 
    --cdrom CentOS-6.8-i386-minimal.iso 
    --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5920

安装方式四：通过基础镜像模板快速安装(拷贝)

创建镜像文件：

[root@kvm ~]# qemu-img create -f qcow2 /data/kvm/liwei.qcow2 50G
# 通过 liwei.qcow2 安装虚拟机 ... 安装完毕.
[root@kvm ~]# cp /data/kvm/liwei.qcow2 /data/kvm/liwei01.qcow2

安装命令：

# 以拷贝的 liwei01.qcow2 为模板进行安装，安装方式是从 liwei01.qcow2 镜像启动
[root@kvm ~]# virt-install --name liwei01 --ram 1024 --vcpus=1 
    --disk /data/kvm/liwei01.qcow2,format=qcow2,bus=virtio 
    --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5904 
    --boot hd

说明：

本方式创建 img 镜像的时候没有指定 preallocation=metadata 选项，这样存储文件空间显示比较小，方便拷贝，不加这个选项时，在 virt-install 时候需要在 --disk 选项后边加上 bus=virtio，如果不加在安装操作系统的时候似乎是识别不出来磁盘空间，会提示磁盘空间不足。采用这种方式安装的速度非常快，其实就是从已经存在的操作系统镜像启动虚拟机并 define 一个新的虚拟机 liwei01，可以通过脚本快速创建出多个相同配置的虚拟机。当然可以在基础镜像中安装公共的软件包和设置相同的配置，这样后续基于这个 img 安装的虚拟机都有类似的配置，省去重复安装软件包的麻烦。

安装方式五：通过基础镜像模板快速安装(共享)

创建镜像：

[root@kvm ~]# qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata /data/kvm/liwei.qcow2 50G
# 通过 liwei.qcow2 安装虚拟机 ... 安装完毕.
# 以 liwei.qcow2 镜像为模板创建 liwei01.qcow2 镜像
[root@kvm ~]# qemu-img create -f qcow2 -o backing_file=liwei.qcow2 liwei01.qcow2 10G

安装命令：

[root@kvm ~]# virt-install --name liwei01 --ram 1024 --vcpus=1 
    --disk /data/kvm/liwei01.qcow2,format=qcow2,bus=virtio 
    --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5904 
    --boot hd

说明：

在创建镜像 liwei01.qcow2 指定了 backing_file=liwei.qcow2 选项，表示以 liwei.qcow2 为后端镜像，以后对虚机 liwei01 的所有的写操作都会记录到 liwei01 镜像，实际操作系统是在 liwei.qcow2 镜像中，liwei.qcow2 镜像是只读的。也就是说后续以 liwei.qcow2 镜像为后端的虚机都共享这个镜像，而具体某个虚机的写操作内容都要记录到对应自己的镜像文件中去。注意和方式4的区别。

3. 通过 vnc 或 文本控制台进行系统安装

方式一：通过文本控制台进行管理安装  virsh console liwei01 后续也能用此方式进行登陆管理虚拟机。
方式二：通过 vnc 客户端进行连接，    virsh vncdisplay liwei01 :20 客户端通过url: 172.16.1.8:20 进行连接。
方式三：同方式二一样，具体安装过程与普通操作系统安装过程一样，过程略。

 

四、kvm 虚拟机常见的基础操作命令

开机：virsh start vm
关机：virsh shutdown vm 如果不生效，需要在 vm 中执行：yum install -y acpid
强关：virsh destroy vm
删除：virsh undefine vm
定义：virsh define vm
挂起：virsh suspend vm
恢复：virsh resume vm

虚拟机列表：virsh list
包含关机的虚机：virsh list --all
设置自动启动：virsh autostart vm
关闭自动启动：virsh autostart --disable vm
登陆虚机控制台：virsh console vm  # 只对指定了console的虚机才管用，方式一
退出虚机控制台：ctrl + ]

五、虚拟机的克隆

将虚拟机 liwei01 克隆为虚拟机 liwei02

[root@kvm ~]# virt-clone --original liwei01 --name liwei02 --file /data/kvm/liwei02.qcow2

注意：克隆前需要先关闭虚拟机；克隆完毕，一般需要设置虚拟机的网络。

 

六、创建虚拟机的快照

1. 创建快照的条件

• 虚拟机是关机状态。
• 虚拟机镜像格式是 qcow2。

2. 创建快照

[root@kvm ~]# virsh snapshot-create liwei

3. 查看快照列表

[root@kvm ~]# virsh snapshot-list liwei
# 可以通过 qemu-img 查看镜像的快照信息
[root@kvm ~]# qemu-img info /data/kvm/liwei.img

4. 切换快照

[root@kvm ~]# virsh snapshot-revert liwei 1477285698

5. 查看当前快照

[root@kvm ~]# virsh snapshot-current liwei

6. 删除快照

[root@kvm ~]# virsh snapshot-delete liwei 1477285698

7. 快照文件存储位置

/var/lib/libvirt/qemu/snapshot

 

七、虚拟机磁盘扩容和添加磁盘

1. 虚拟机扩容磁盘，给现有磁盘增加容量

[root@kvm ~]# qemu-img resize /data/kvm/liwei.qcow2 +5G
# 重启虚拟机 reboot虚机不生效
[root@kvm ~]# virsh destroy liwei
[root@kvm ~]# virsh start   liwei

在虚拟机中使用 fdisk -l 查看，通过观察block 块 id 可以发现存储空间多了，还必须将多余部分分区、格式化使用，默认使用 lvm 。

2. 给虚拟机添加磁盘

按照如下步骤：

• 关闭虚拟机
• 使用 qemu-img 创建磁盘镜像
• 使用 virsh edit liwei 编辑虚机配置文件，添加一条磁盘记录，适当修改信息
• 虚拟机开机 -> fdisk -> 格式化 -> ok.

注：可以尝试不分区直接格式化，也可以尝试使用 lvm 。

 

八、使用虚拟磁盘恢复虚拟机

思路：首先得有镜像文件(已有) + xml 配置文件

[root@kvm ~]#  virsh dumpxml liwei > /etc/libvirt/qemu/liwei01.xml
# 编辑配置文件，修改为适当的值
# 添加定义
virsh define /etc/libvirt/qemu/liwei01.xml
virsh list --all   #即可查到该虚拟机

 

九、调整CPU、内存规格

如果要调整的 cpu 核数和内存超过安装虚机时指定的最大值，则需要关闭虚机来修改最大值，动态调整的值不能超过设置最大值，擦，一般使用值和最大值都是保持一致，一起修改。所以在线动态修改没什么意义，推荐直接修改配置文件就 OK。

[root@kvm ~]# virsh edit liwei01
<memory unit='KiB'>1048576</memory>
<currentMemory unit='KiB'>1048576</currentMemory>
<vcpu placement='static'>1</vcpu>

重启虚机 liwei01 就ok.

 

十、调整虚拟机网卡

1. 添加虚拟机网卡

# 临时命令生效
[root@kvm ~]# virsh attach-interface liwei --type bridge --source br0  

# 修改虚机配置文件
[root@kvm ~]# virsh dumpxml liwei > /etc/libvirt/qemu/liwei.xml
[root@kvm ~]# virsh define /etc/libvirt/qemu/liwei.xml 

2. 删除虚拟机网卡

[root@kvm ~]# virsh detach-interface liwei --type bridge --mac 52:54:00:14:86:cf

3. 指定网卡类型

网卡默认类型是 rtl 品牌的网卡，这里设置为 intel 网卡 e1000 系列。修改如下配置文件即可。

<interface type='bridge'>
  <mac address='52:54:00:b5:68:a4'/>
  <source bridge='br0'/>
  <model type='e1000'/>      # 添加设置字段
  <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
</interface>

使用 virsh 重启虚拟机，在虚拟机中查看：

[root@localhost ~]# lspci | grep "Ethernet"
00:03.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82540EM Gigabit Ethernet Controller (rev 03)

 

十一、虚拟机的迁移

几个步骤：

1.关闭虚拟机
2.拷贝镜像文件
3.拷贝配置文件
4.virsh define vm

 

待更新......