使用libvirt工具栈管理kvm虚拟机

libvirt介绍

Libvirt是一个软件集合，便于使用者管理虚拟机和其他虚拟化功能，比如存储和网络接口管理等等。Libvirt概括起来包括一个API库、一个 daemon（libvirtd）和一个命令行工具（virsh）。
支持的虚拟化技术：KVM, XEN, VMWARE, Qemu, LXC, OpenVZ等
libvirt中的术语：

• node：指物理节点
• hypervisor：
• domain： vm instances 虚拟机实例
  Libvirt的主要目标是：提供一种单一的方式管理多种不同的虚拟化提供方式和 hypervisor。

Libvirt的主要功能如下：

    （1）虚拟机管理
         包括不同的领域生命周期操作，比如：启动、停止、暂停、保存、恢复和迁移。
         支持多种设备类型的热插拔操作，包括：磁盘、网卡、内存和CPU。
    （2）远程机器支持
         只要机器上运行了libvirt daemon，包括远程机器，所有的libvirt功能就都可以访问和使用。
         支持多种网络远程传输，使用最简单的SSH，不需要额外配置工作。比如：example.com运行了libvirt，
         而且允许SSH访问，下面的命令行就可以在远程的主机上使用virsh命令行。
          virsh --connect qemu+ssh://[email protected]/system
    （3）存储管理
       任何运行了libvirt daemon的主机都可以用来管理不同类型的存储：创建不同格式的文件映像（qcow2、vmdk、raw等）、挂接NFS共享、列出现有的LVM卷组、创建新的LVM卷组和逻辑卷、对未处理过的磁盘设备分区、挂接iSCSI共享，等等等等。因为libvirt可以远程工作，所有这些都可以通过远程主机使用。
    （4）网络接口管理
       任何运行了libvirt daemon的主机都可以用来管理物理和逻辑的网络接口。可以列出现有的接口卡，配置、创建接口，以及桥接、vlan和关联设备等，通过netcf都可以支持。
    （5）虚拟NAT和基于路由的网络
       任何运行了libvirt daemon的主机都可以用来管理和创建虚拟网络。Libvirt虚拟网络使用防火墙规则作为路由器，让虚拟机可以透明访问主机的网络

Libvirt的安装和配置

安装：

   在CentOS 6上：
                 yum install libvirt libvirt-client python-virtinst virt-manager libvirt-python
         在CentOS 7上：
                 yum install libvirt libvirt-client virt-install virt-manager libvirt-python

配置：

   libvirt和libvirtd的配置文件：
          libvirt配置文件： /etc/libvirt/libvirt.conf
          守护进程配置文件： /etc/libvirt/libvirtd.conf
                        域配置文件： xml格式
                 2
                 
                                     ......
                 
                 
                                     ......
                 

Hypervisor的访问路径：

    本地URL：
        driver[+transport]:///[path][?extral-param]
            driver:  驱动名称，例如qemu, xen, lxc
            transport: 传输方式

    远程URL：
        driver[+transport]://[user@][host][:port]/[path][?extral-param]
        例如： qemu://172.16.100.6/system
                    qemu+ssh://[email protected]/system
                    qemu+tcp://172.16.100.6/system

使用virt-install创建虚拟机并安装GuestOS

virt-install是一个命令行工具，它能够为KVM、 Xen或其他支持libvirt API的hypervisor创建虚拟机并完成GuestOS安装；此外，它能够基于串行控制台、VNC、或SDL支持文本或图形安装界面。安装过程可以使用本地的安装介质如CDROM，也可以通过网络方式如NFS、HTTP或FTP服务实现。对于通过网络安装的方式，virt-install可以自动加载必要的文件以启动安装过程而无须额外提供引导工具。当然，virt-install也支持PXE方式的安装过程，也能够直接使用现有的磁盘映像直接启动安装过程。

virt-install命令有许多选项，这些选项大体可分为下面几大类，同时对每类中的常用选型也做出简单说明：

一般选项：指定虚拟机的名称、内存大小、VCPU个数及特性等
    -n NAME, --name=NAME：虚拟机名称，需全局唯一
    -r MEMORY, --ram=MEMORY：虚拟机内存大小，单位为MB
    --vcpus=VCPUS[,maxvcpus=MAX][,sockets=#][,cores=#][,threads=#]：VCPU个数及相关配置
    --cpu=CPU：CPU模式及特性，如coreduo等；可以使用qemu-kvm -cpu ?来获取支持的CPU模式

安装方法：指定安装方法、GuestOS类型等
    -c CDROM, --cdrom=CDROM：光盘安装介质
    -l LOCATION, --location=LOCATION：安装源URL，支持FTP、HTTP及NFS等，如ftp://172.16.0.1/pub
    --pxe：基于PXE完成安装
    --livecd：把光盘当做LiveCD
    --os-type=DISTRO_TYPE：操作系统类型，如Linux、Unix或Windows等
    --os-variant=DISTRO_VARIANT：某类型操作系统的变体，如rhel5、fedora8等
    -x EXTRA, --extra-args=EXTRA：根据--location指定的方式安装GuestOS时，用于传递给内核的额外选项，例如指定kickstart文件的位置，--extra-args "ks=http://172.16.0.1/class.cfg"
    --boot=BOOTOPTS：指定安装过程完成后的配置选项，如指定引导设备次序、使用指定的而非安装的kernel/initrd来引导系统启动等，例如：
         --boot cdrom,hd,network：指定引导次序
         --boot kernel=KERNEL,initrd=INITRD,kernel_args="console=/dev/ttyS0"：指定启动系统的内核及initrd文件

存储配置：指定存储类型、位置及属性等
    --disk=DISKOPTS：指定存储设备及其属性：格式为--disk /some/storage/path,opt1=val1,opt2=val2等；常见的选项有：
          device：设备类型，如cdrom、disk或floppy等，默认为disk;
          bus：磁盘总线类型，其值可以为ide，scsi, usb, virtio或xen;
          perms：访问权限，如rw, ro或sh（共享的可读写），默认为rw;
          size：新建磁盘映像的大小，单位为GB;
          cache：缓存模型，其值有none、writethrough（缓存读）及writeback（缓存读写）;
          format：磁盘映像格式，如raw、qcow2、vmdk等;
          sparse：磁盘映像使用稀疏格式，即不立即分配指定大小的空间;
    --nodisks：不适用本地磁盘，在LiveCD模式中常用

网络配置：指定网络接口的网络类型及接口属性如MAC地址、驱动模式等;
    -w NETWORK, --network=NETWORK,opt1=val1,opt2=val2：将虚拟机连入宿主机的网络中，其中NETWORK可以为：
          bridge=BRIDGE：连接至名为"BRIDGE"的桥设备
          network=NAME：连接至名为"NAME"的网络
          其他常用的选项还有：
              model：GuestOS中看到的网络设备型号，如e1000、 rtl8139或virtio等
              mac：固定的MAC地址；省略此选项时将使用随机地址，但无论何种方式，对于KVM来说，其前三段必须为52:54:00:
    --nonetworks：虚拟机不使用网络功能

图形配置：定义虚拟机显示功能相关的配置，如VNC相关配置
    --graphics TYPE,opt1=val1,opt2=val2：指定图形显示相关的配置，此选项不会配置任何显示硬件（如显卡），而是仅指定虚拟机启动后对其进行访问的接口
          TYPE：指定显示类型，可以为vnc, sdl, spice或none等，默认为vnc
          port：TYPE为vnc或spice时其监听的端口
          listen：TYPE为vnc或spice时所监听的IP地址，默认为127.0.0.1，可以通过修改/etc/libvirt/qemu.conf定义新的默认值
          password：TYPE为vnc或spice时，为远程访问监听的服务进行指定认证密码
    --noautoconsole：禁止自动连接至虚拟机的控制台

设备选项：指定文本控制台、声音设备、串行接口、并行接口、显示接口等
    --serial=CHAROPTS：附加一个串行设备至当前虚拟机，根据设备类型的不同，可以使用不同的选项，格式为"--serial type,opt1=val1,opt2=val2,...", 例如： 
          --serial pty：创建伪终端
          --serial dev,path=HOSTPATH：附加主机设备至此虚拟机
          --video=VIDEO：指定显卡设备模型，可以取值为cirrus、vga、qxl或vmvga

虚拟化平台：虚拟化模型（hvm或paravirt）、模拟的CPU平台类型、模拟的主机类型、hypervisor类型（如kvm、xen或qemu等）以及当前虚拟机的UUID等
    -v, --hvm：当物理机同时支持完全虚拟化和半虚拟化时，指定使用完全虚拟化
    -p, --paravirt：指定使用半虚拟化
    --virt-type：使用的hypervisor，如kvm、qemu、xen等，所有可用值可以使用"virsh capabilities"命令获取

其他：
    --autostart：指定虚拟机是否在物理启动后自动启动
    --print-xml：如果虚拟机不需要安装过程(--import、--boot)，则显示生成的xml而不是创建此虚拟机；默认情况下，此选项仍会创建磁盘映像
    --force：禁止命令进入交互式模式，如果有需要回答yes或no选项，则自动回答为yes
    --dry-run：执行创建虚拟机的整个过程，但不真正创建虚拟机、改变主机上的设备配置信息及将其创建的需求通知给libvirt
    -d, --debug：显示debug信息

尽管virt-install命令有着类似上述的众多选项，但实际使用中，其必须提供的选项仅包括--name、--ram、--disk（也可以是--nodisks）及安装过程相关的选项。此外，有时还需要使用括--connect=CONNECT选项来指定连接至一个非默认的hypervisor.

使用virt-install创建虚拟机实例：
(1) 创建一个名为centos6的虚拟机实例，它有2个cpu，内存为512M，磁盘空间为120G的映像文件/images/kvm/centos6.img，使用网络安装方式，指定了cobbler的链接和kickstart的配置文件，网络使用桥接模式，使用半虚拟化virtio网卡

virt-install \
                       -n "centos6" \
                        -r 512 \
                        --vcpus=2 \
                        -l http://172.16.0.1/cobbler/ks_mirror/CentOS-6.6-x86_64/  \
                        -x "ks=http://172.16.0.1/centos6.x86_64.cfg"  \
                        --disk path=/images/kvm/centos6.img,size=120,sparse \
                        --force \
                        -w bridge=br100,model=virtio

(2)下面这个示例创建一个名为rhel5的虚拟机，其hypervisor为kvm，内存大小为512MB，磁盘为8G的映像文件/var/lib/libvirt/images/rhel5.8.img，通过boot.iso光盘镜像来引导启动安装过程

virt-install --connect qemu:///system \
            --virt-type kvm \
            --name rhel5 \
            --ram 512 \
            --disk path=/var/lib/libvirt/images/rhel5.img,size=8 \
            --graphics vnc \
            --cdrom /tmp/boot.iso \
            --os-variant rhel5

(3)下面的示例将创建一个名为rhel6的虚拟机，其有两个虚拟CPU，安装方法为FTP，并指定了ks文件的位置，磁盘映像文件为稀疏格式，连接至物理主机上的名为brnet0的桥接网络

virt-install \
                --connect qemu:///system \
                --virt-type kvm \
                --name rhel6 \
                --ram 1024 \
                --vcpus 2 \
                --network bridge=brnet0 \
                --disk path=/VMs/images/rhel6.img,size=120,sparse \
                --location ftp://172.16.0.1/rhel6/dvd \
                --extra_args "ks=http://172.16.0.1/rhel6.cfg" \
                --os-variant rhel6 \
                --force

(4)下面的示例将创建一个名为rhel5.8的虚拟机，磁盘映像文件为稀疏模式的格式为qcow2且总线类型为virtio，安装过程不启动图形界面（--nographics），但会启动一个串行终端将安装过程以字符形式显示在当前文本模式下，虚拟机显卡类型为cirrus.

virt-install \
                --connect qemu:///system \
                --virt-type kvm \
                --name rhel5.8 \
                --vcpus 2,maxvcpus=4 \
                --ram 512 \
                --disk path=/VMs/images/rhel5.8.img,size=120,format=qcow2,bus=virtio,sparse \
                --network bridge=brnet0,model=virtio \
                --nographics \
                --location ftp://172.16.0.1/pub \
                --extra-args "ks=http://172.16.0.1/class.cfg console=ttyS0 serial" \
                --os-variant rhel5 \
                --force \
                --video=cirrus

(5)下面的示例则利用已经存在的磁盘映像文件（已经有安装好的系统）创建一个名为rhel5.8的虚拟机：

virt-install \
                --name rhel5.8 \
                --ram 512 \
                --disk /VMs/rhel5.8.img \
                --import 

(6) 下面的示例利用已经存在的磁盘映像文件创建一个名为cirros的虚拟机，它的内存为128M，cpu默认为1个，cpu最大为4个，使用桥接网卡，模式为virtio，开启一个伪终端，不使用图形界面

virt-install \
                            -n cirros \
                             -r 128 \
                             --vcpus=1,maxvcpus=4 \
                             --disk /images/cirros/cirros-no_cloud-0.3.0-i386-disk.img \
                             --network bridge=br0,model=virtio \
                             --import \
                             --serial=pty \
                             --console=pty \
                             --nographics  

注意：每个虚拟机创建后，其配置信息保存在/etc/libvirt/qemu目录中，文件名与虚拟机相同，格式为XML。