KVM虚拟化

虚拟化是云计算的一种具体实现方式，KVM是红帽内核集成的虚拟化技术。在用户态使用qemu来实现网卡、硬盘等设备的虚拟化.

KVM是内核级别的虚拟机，需要CPU硬件的支持虚拟化。

查看CPU是否支持虚拟化：

grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

如果有vmx或者svm的标示，就表示CPU支持虚拟化。

KVM环境部署

在使用KVM创建虚拟机，需要安装相关的软件包：

 yum install -y qemu-kvm  libvirt virt-install

这里做一个说明：

qemu-kvm： 主要是KVM用户态的管理工具，来帮助我们管理KVM

libvirt: 虚拟化管理工具，当libvirtd进程终止后，正在运行的虚拟机不受影响。

virt-install: 安装虚拟机的工具，调用libvirt的API来进行管理。

启动libvirt:

systemctl  start libvirtd

启动之后，通ifconfig命令可以看到系统自动添加了一块桥接网卡virbr0.

启动之后，会出现一个自动启动一个DNS和dhcp的进程dnsmasq:

# ps aux|grep dns
nobody   11349  0.0  0.0  15552   888 ?        S    11:59   0:00 /sbin/dnsmasq --conf-file=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf --leasefile-ro --dhcp-script=/usr/libexec/libvirt_leaseshelper
root     11350  0.0  0.0  15524   180 ?        S    11:59   0:00 /sbin/dnsmasq \
--conf-file=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf --leasefile-ro \
--dhcp-script=/usr/libexec/libvirt_leaseshelper
root     11380  0.0  0.0 112648   968 pts/0    S+   12:01   0:00 grep --color=auto dns

创建一个raw格式，容量为10G的虚拟磁盘：

# qemu-img create -f raw /opt/CentOS-7-x86_64.raw 10G
Formatting '/opt/CentOS-7-x86_64.raw', fmt=raw size=10737418240

在本地的tmp目录下上传一个CS7的安装镜像，使用此镜像来安装虚拟机

安装虚拟机：

virt-install --virt-type kvm --name CentOS-7-x86_64 --ram 2048 \
--cdrom=/tmp/CentOS-7.2-x86_64-DVD-1511.iso --disk path=/opt/CentOS-7-x86_64.raw \
--network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

Starting install...
Creating domain...                                                  |    0 B  00:00:00     
Domain installation still in progress. You can reconnect to 
the console to complete the installation process.

提示：也可以使用一次性指定磁盘大小的方式，磁盘文件会根据数据量的大小变化而变化：

virt-install  --virt-type kvm --name CS7-1c2g20g  --ram 2048  -vcpus=1 -s 20 -c  \
/vm/iso/CentOS-7-x86_64-Minimal-1511.iso --hvm  --os-type=linux -f /vm/1c2g20g.img \
--graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

-s指定虚拟磁盘大小为20G。

输入命令之后，显示已经在开始安装，此时，可以通过vnc远程连接到宿主机上，使用默认的端口，查看到系统安装界面：

# netstat -lntup|grep kvm
tcp        0      0 0.0.0.0:5900            0.0.0.0:*               LISTEN      19516/qemukvm

 虚拟机安装完成之后不会自动启动，需要输入启动命令：

[root@localhost ~]# virsh  list --all  # 查看虚拟机状态
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 -     CentOS-7-x86_64                shut off
 
[root@localhost ~]# virsh start CentOS-7-x86_64  # 启动指定的虚拟机
Domain CentOS-7-x86_64 started

虚拟机是通过一个xml的文件来配置的，一般在/etc/libvirt/qemu目录下，默认是不能修改的,只是一个静态状态文件，可以通过virsh edit CentOS-7-x86_64 来对当前的CentOS-7-x86_64虚拟机进行修改，可以动态的修改内存和CPU。

虚拟机的管理

在对虚拟机进行管理时，我们需要使用virsh 命令，来完成一系列对虚拟机的操作。

[root@localhost ~]# virsh list     # 列出当前活动的虚拟机，如果是关闭状态。需要加 --all 参数
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 2     CentOS-7-x86_64                running
[root@localhost ~]# virsh dumpxml CentOS-7-x86_64 > backup.xml   # 备份指定虚拟机的xml文件
[root@localhost ~]# virsh undefine CentOS-7-x86_64   # 删除虚拟机，实质是移除了xml 文件，这样如  
                                                     # 果xml 文件没有备份，或者已经移除虚拟硬盘，虚拟机将无法恢复！
Domain CentOS-7-x86_64 has been undefined

恢复undefine的xml文件，需要确认xml文件是否备份成功，否则无法恢复：

[root@localhost ~]# virsh define backup.xml 
Domain CentOS-7-x86_64 defined from backup.xml
[root@localhost ~]# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 -     CentOS-7-x86_64                shut off

挂起虚拟机：

[root@localhost ~]# virsh suspend CentOS-7-x86_64
Domain CentOS-7-x86_64 suspended
[root@localhost ~]# virsh  list
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 3     CentOS-7-x86_64                paused

重新唤醒虚拟机：

[root@localhost ~]# virsh resume CentOS-7-x86_64
Domain CentOS-7-x86_64 resumed
[root@localhost ~]# virsh  list
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 3     CentOS-7-x86_64                running

虚拟机还可以创建快照，但是只支持qcow格式。

CPU和内存动态扩容

CPU扩容

使用KVM虚拟机可以动态对其进行CPU和内存的扩容，使用virsh edit命令：

# virsh edit CentOS-7-x86_64
 4  # 需要修改的vcpu内容，最大支持4个

执行命令：

[root@localhost ~]# virsh setvcpus CentOS-7-x86_64 2 --live # 动态的将VCPU添加到2个
error: invalid argument: requested vcpus is greater than max allowable vcpus for the live domain: 2 > 1

当然前提是需要有足够的CPU

内存扩容

使用相同的方式，对文件进行修改：

# virsh edit CentOS-7-x86_64

 2097152    # 此处可以设置最大内存
  2097152

使用virsh 命令调整内存：

[root@localhost ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7-x86_64 --hmp --cmd balloon 512
[root@localhost ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7-x86_64 --hmp --cmd info balloon 
balloon: actual=512  # 查看内存大小
[root@localhost ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7-x86_64 --hmp --cmd balloon 1024
[root@localhost ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7-x86_64 --hmp --cmd info balloon 
balloon: actual=1024  #查看内存大小

调整之后，在虚拟机中就可以看到内存已经变化了。

KVM磁盘管理

qemu支持两种磁盘镜像格式：qcow和raw

qcow镜像格式是 QEMU 模拟器支持的一种磁盘镜像。它也是可以用一个文件的形式来表示一块固定大小的块设备磁盘.qcow镜像可以用来保存另一个镜像文件的变化，它并不去修改原始镜像文件，只记录与原始镜像文件的不同即可,可以用于快照。

可以查看raw镜像的信息：

# qemu-img info CentOS-7-x86_64.raw 
p_w_picpath: CentOS-7-x86_64.raw
file format: raw
virtual size: 10G (10737418240 bytes)
disk size: 1.0G

QEMU 软件包里面提供的 qemu-img 工具可以将raw格式转化为qemu格式：

# qemu-img convert -f raw -O qcow2  CentOS-7-x86_64.raw CentOS-7-x86_64.
qcow2

创建桥接网卡

KVM虚拟机默认是以NAT的方式连接网络的，这就必然需要使用iptables,在有些情况下需要关闭iptables或便于管理，我们会让虚拟机使用桥接的方式与宿主机通信。步骤如下（在实际操作中最好使用脚本实现）：

brctl addbr br0   #创建桥接网卡
brctl addif br0 eth0  # 将桥接网卡绑定到eth0上。
ip addr del dev eth0 192.168.1.11/24  # 删除eth0上的IP ，此步操作会与主机断开连接
ifconfig br0 192.168.1.11/24  up      # 在br0上添加IP
route add default gw 192.168.1.2    # 添加默认路由

同时，需要修改配置虚拟机XML文件,为桥接模式：

# virsh edit CentOS-7-x86_64

修改之后在宿主机上重启虚拟机，然后修改虚拟机的ip即可完成桥接网卡的配置。