KVM虚拟化平台搭建实操+KVM理论详解

前言

• KVM 自 Linux 2.6.20 版本后就直接整合到 Linux 内核， 它依托 CPU 虚拟化指令集（如
  Intel-VT、 AMD-V） 实现高性能的虚拟化支持。

一：KVM理论

1.1：概述

• 广义的 KVM 实际上包含两部分， 一部分是基于 LINUX 内核支持的 KVM 内核模块， 另一部

  分就是经过简化和修改的 Qemu。

  • KVM 内核模块模拟处理器和内存以支持虚拟机的运行，Qemu 主要处理 I/O 以及为用户提
    供一个用户空间工具来进行虚拟机的管理。 两者相互结合， 相辅相成， 构成了一个完整的虚
    拟化平台。
  • 请注意： Qemu 本身并不是 KVM 的一部分， Qemu 是一套完整的虚拟化解决方案， 是纯软
    件实现虚拟化， 包括处理器虚拟化、 内存虚拟化以及各种虚拟设备的模拟， 但因为是纯软件
    模拟出来的， 所以 Qemu 的性能比较低。

1.2：KVM运行时的三种模式

• 客户模式： 可以简单理解成客户机在操作系统运行中的模式， 客户模式又分为内核模式
  和用户模式。

  • 用户模式： 为用户提供虚拟机管理的用户空间工具以及代表用户执行 I/O， Qemu 运行在
    这个模式之下。

  • 内核模式： 模拟 CPU 以及内存， 实现客户模式的切换， 处理从客户模式的退出。 KVM 内
    核模块运行在这个模式下

• 

• 

1.3：KVM工作原理

• 用户模式的 Qemu 利用接口 libkvm 通过 ioctl 系统调用进入内核模式。 KVMDriver 为虚
  拟机创建虚拟 CPU 和虚拟内存， 然后执行 VMLAU·NCH 指令进入客户模式， 装载 Guest OS 并运
  行。 Guest OS 运行过程中如果发生中断或者影子缺页等异常， 将暂停 Guest OS 的运行并保
  存当前上下文退出到内核模式来处理这些异常。 内核模式处理这些异常时如果不需要 I/O
  则处理完成后重新进入客户模式。 如果需要 I/O 则进入到用户模式， 由 Qemu 来处理 I/O，
  处理完成后进入内核模式， 再进入客户模式，
• 

二：KVM虚拟化平台实操

• 拓扑图：

  

2.1：安装centos7系统

• 在VMware软件中新建虚拟机，并安装centos7系统
• 此处比较简单，不在赘述

2.2：centos7系统开局优化和KVM环境准备

• centos7系统安装完成后，需要勾选上KVM虚拟化功能，且网卡选择NAT模式

• 

• 设置镜像光盘自动挂载

  [root@localhost ~]# vim /etc/fstab 
  /dev/sr0 /mnt iso9660 defaults 0 0	'//尾行添加'
  
  

• 优化ssh

  [root@localhost ~]# vim /etc/ssh/sshd_config 
  UseDNS no	'//取消注释，并将yes改成no'
  
  

• yum本地仓库搭建

  [root@localhost ~]# cd /etc/yum.repos.d/
  [root@localhost yum.repos.d]# mkdir bak
  [root@localhost yum.repos.d]# mv * bak
  mv: 无法将目录"bak" 移动至自身的子目录"bak/bak" 下
  [root@localhost yum.repos.d]# ls
  bak
  [root@localhost yum.repos.d]# vim abc.repo
  输入以下信息
  [abc]
  name=test
  baseurl=file:///mnt
  enabled=1
  gpgcheck=0
  [root@localhost yum.repos.d]# yum clean all	'//清空yum仓库'
  [root@localhost yum.repos.d]# mount /dev/sr0 /mnt	'//因为没有重启，所以需要手动挂载一下光盘镜像'
  [root@localhost yum.repos.d]# yum makecache	'//加载yum数据'
  
  

• 防火墙优化

  [root@localhost yum.repos.d]# systemctl stop firewalld.service 
  [root@localhost yum.repos.d]# systemctl disable firewalld.service 
  Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
  Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
  [root@localhost yum.repos.d]# setenforce 0
  [root@localhost yum.repos.d]# vim /etc/selinux/config 
  SELINUX=disabled	'//将enforcing修改为disabled'
  
  

• 已完成所有开局优化，重启系统

  [root@localhost yum.repos.d]# reboot
  
  

2.3：安装KVM

• 有些是已经安装过的，但是下面的安装还是需要在过一遍

  [root@localhost ~]# yum groupinstall -y "GNOME Desktop"  '//安装 GNOME 桌面环境  如果装了图形界面不需要装了'
  [root@localhost ~]# yum -y install qemu-kvm  '//安装KVM 模块'
  [root@localhost ~]# yum -y install qemu-kvm-tools    '// KVM 调试工具,可不安装'
  [root@localhost ~]# yum -y install virt-install      '//构建虚拟机的命令行工具'
  [root@localhost ~]# yum -y install qemu-img     '//qemu 组件,创建磁盘、 启动虚拟机等'
  [root@localhost ~]# yum -y install bridge-utils   '//网络支持工具'
  [root@localhost ~]# yum -y install libvirt   '//虚拟机管理工具'
  [root@localhost ~]#yum -y install virt-manager   '//图形界面管理虚拟机'
  [root@localhost ~]# reboot	'//重启'
  

• 注意： 在使用 yum 安装完桌面后，需要进行一些优化

  执行 ln -sf /lib/systemd/system/graphical.target
  /etc/systemd/system/default.target 命 令 ， 将 系 统 的 默 认 运 行 target 更 改 为graphical.targe。 重启后系统将进入图形化界面。
  

• 进行一些检查

  [root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo | grep vmx     '//查看CPU是否支持虚拟化'
  [root@localhost ~]# lsmod | grep kvm   '//查看KVM模块是否安装'
  kvm_intel             183621  0 
  kvm                   586948  1 kvm_intel
  irqbypass              13503  1 kvm
  [root@localhost ~]#  systemctl start libvirtd       '//开启libvirtd服务'
  [root@localhost ~]#  systemctl enable libvirtd   '//开机启动libvirtd服务'
  

2.4：设置KVM网络为桥接

• 宿主服务器安装完成 KVM， 首先要设定网络， 在 libvirt 中运行 KVM 网络有两种方法：
  NAT 和 Bridge， 默认是 NAT。

  • 用户模式， 即 NAT 方式， 这种方式是默认网络， 数据包由 NAT 方式通过主机的接口进行
    传送， 可以访问外网， 但是无法从外部访问虚拟机网络。
  • 桥接模式， 这种模式允许虚拟机像一台独立的主机一样拥有网络， 外部的机器可以直接
    访问到虚拟机内部， 但需要网卡支持， 一般有线网卡都支持。
    这里以 Bridge（桥接） 为例。

• 修改ens33网卡

  [root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
  TYPE="Ethernet"
  PROXY_METHOD="none"
  BROWSER_ONLY="no"
  BOOTPROTO=none	'//原本的修改为none'
  DEFROUTE="yes"
  IPV4_FAILURE_FATAL="no"
  IPV6INIT="yes"
  IPV6_AUTOCONF="yes"
  IPV6_DEFROUTE="yes"
  IPV6_FAILURE_FATAL="no"
  IPV6_ADDR_GEN_MODE="stable-privacy"
  NAME="ens33"
  UUID="0739b616-18e4-49b1-9a09-f75cc793899b"
  DEVICE="ens33"
  ONBOOT="yes"
  #IPADDR=192.168.233.136
  #NETMASK=255.255.255.0
  #GATEWAY=192.168.233.2
  #DNS1=8.8.8.8
  #DNS2=114.114.114.114
  BRIDGE=br0	'//注释掉原本的IP地址，添加此处'
  
  

• 新建桥接网卡

  [root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
  TYPE=Bridge
  OTPROTO=static
  DEFROUTE=yes
  PEERDNS=yes
  PEERROUTES=yes
  IPV4_FAILURE_FATAL=no
  IPV6INIT=yes
  IPV6_AUTOCONF=yes
  IPV6_DEFROUTE=yes
  IPV6_PEERDNS=yes
  IPV6_PEERROUTES=yes
  IPV6_FAILURE_FATAL=no
  IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
  NAME=br0
  DEVICE=br0
  ONBOOT=yes
  IPADDR=192.168.233.136
  NETMASK=255.255.255.0
  GATEWAY=192.168.233.2
  '//添加上述内容即可'
  [root@localhost ~]# systemctl restart network	'//重启网卡'
  
  

2.5：KVM管理

• 创建KVM存储和镜像文件夹，并上传镜像

  [root@localhost ~]# mkdir -p /data_kvm/iso   '//上传镜像centos 7.6的镜像'
  [root@localhost ~]# mkdir -p /data_kvm/store    '//虚拟机存储'
  [root@localhost ~]# mount.cifs //192.168.11.1/ccc /abc
  Password for root@//192.168.11.1/ccc:  
  [root@localhost ~]# cd /abc/Linux/
  [root@localhost Linux]# cp CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso /data_kvm/iso/
  [root@localhost Linux]# ls /data_kvm/iso/
  CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso
  [root@localhost Linux]# 
  [root@bdqn ~]# virt-manager      '//图形界面敲，打开虚拟系统管理器'
  

• 创建存储池

  双击打开QEMU/KVM–存储–添加（加号）–填写名称–前进–浏览–其他位置–计算机–data_kvm–store–打开–完成，使用相同方法创建镜像存储池，选择的文件夹是/data_kvm/iso

  

  

  

  

  

• 创建存储卷

  

2.5.1：开始创建虚拟机

• 打开虚拟系统管理器–右击QEMU/KVM–选择新建

  

• 本地安装介质–前进

  

• 选择使用ISO映像–浏览选择刚刚创建的镜像的存储池中的镜像–前进

  

• 配置内存和CPU–前进

  

• 管理–选择刚刚创建的存储池中的存储卷–前进

  

• 点击在安装前自定义配置–选择网络（桥接）–完成

  

• 点击引导选项–勾选主机引导时启动虚拟机–开始安装–出现提示选择是

  

  

实操结束！