KVM 简介

本文介绍Linux虚拟机 KVM 相关内容。

简介

KVM（Kernel-based Virtual Machine） ，基于内核的虚拟机，配合QEMU（处理器虚拟软件），需要CPU支持虚拟化技术（并且在BIOS里打开虚拟化选项），效率可达到物理机的80％以上。此外，它对SMP的支持很好。

• 官网链接： http://www.linux-kvm.org/

对比

虚拟工具	效率描述
Vmware	的功能全面，设置全面，速度相对最慢
VirtualBox	效率比Vmware高一些，中文用户最多
KVM	效率最高

虚拟化支持

需要cpu有虚拟化功能，并且在BIOS中开启

• 为了查看当前是否支持虚拟化，查看文件/proc/cpuinfo，如果在cpu flags字段看到了vmx(Intel)或svm(AMD)，那么你的处理器就支持KVM。

egrep '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

或者简单地计数

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

• 显示大于零即支持虚拟化

关闭 iptables 和 selinux

防火墙和Linux 安全管理工具，为了方便可以选择暂时关闭

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

安装KVM

安装KVM及依赖项

sudo apt update
sudo apt install qemu qemu-kvm libvirt-bin  bridge-utils

如果 libvirt-bin 找不到，报错类似

E: Package 'libvirt-bin' has no installation candidate

原因是由于libvirt-bin被拆成了两个包 libvirt-daemon-system libvirt-clients

执行如下安装命令即可：

sudo apt-get install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils

• 安装虚拟系统管理器

  sudo apt install virt-manager

• 启动libvirtd服务，并设置开机自动启动

sudo systemctl start libvirtd.service
sudo systemctl enable libvirtd.service

/etc/init.d/libvirtd start
/etc/init.d/messagebus restart

• 执行service libvirtd status查看libvirtd服务状态

service libvirtd status

• 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。

桥接网络配置

一般虚拟机网络配置有Bridge、NAT等几种模式。

• NAT模式下，虚拟机不需要配置自己的IP，通过宿主机来访问外部网络；

• Bridge模式下， 虚拟机需要配置自己的IP，然后虚拟出一个网卡， 与宿主机的网卡一起挂到一个虚拟网桥上（类似于交换机）来访问外部网络，这种模式下，虚拟机拥有独立的IP，局域网其它主机能直接通过IP与其通信。

简单理解，就是NAT模式下，虚机隐藏在宿主机后面了，虚机能通过宿主机访问外网，但局域网其它主机访问不到它，Bridge模式下，虚机跟宿主机一样平等地存在，局域网其它主机可直接通过IP与其通信。一般我们创建虚机是用来部署服务供使用的， 所以都是用Bridge模式。

网桥模式 方法1

• ubuntu 18中，网络配置通过netplan来实现了，如下，更改配置文件 /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

$ sudo vim /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
# This file is generated from information provided by
# the datasource.  Changes to it will not persist across an instance.
# To disable cloud-init's network configuration capabilities, write a file
# /etc/cloud/cloud.cfg.d/99-disable-network-config.cfg with the following:
# network: {config: disabled}
network:
    ethernets:
        enp6s0:
            dhcp4: true
        enp7s0:
            dhcp4: no
            dhcp6: no
    version: 2

    bridges:
         br0:
             interfaces: [enp7s0]
             dhcp4: no
             addresses: [192.168.40.241/24]
             gateway4: 192.168.40.1
             nameservers:
                 addresses: [114.114.114.114,8.8.8.8]

• 将宿主机原有网卡enp7s0挂到网桥br0上，并指定IP地址为192.168.40.241，nameservers指定DNS服务器。修改完后，通过sudo netplan apply重启网络服务生效，然后通过ifconfig查看，原来挂在enp7s0网卡下的IP现在挂到了br0上，宿主机及所有其它虚拟机都通过该网桥来与外部通讯。我们也可以通过brctl show来直观地查看:

$ brctl show
bridge name        bridge id        STP enabled        interfaces
br0            8000.2a5be3ec2698    no                enp7s0
docker0        8000.02424524dcce    no                veth580af8e
                                                      veth74119f3
                                                　　　 vethe7a2b0f
                                                      vethfe89039

目前因为还没虚机，所以只有宿主机的网卡enp7s0挂在网桥br0上。同时也可以看到docker容器也是通过网桥docker0来通讯的。

网桥模式 方法2

[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

虚拟机安装

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

–os-variant

• –os-variant 参数控制 kvm 支持的操作系统，可以通过如下命令查看：

  osinfo-query os

安装虚拟机

• 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

安装命令

sudo virt-install --name=dev-server1 --memory=16384,maxmemory=16384 \
--vcpus=4,maxvcpus=4 --os-type=linux --os-variant=rhel7 \
--location=/home/devuser/tools/CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso \
--disk path=/var/lib/libvirt/images/devserver1.img,size=300 \
--bridge=br0 --graphics=none --console=pty,target_type=serial \
--extra-args="console=tty0 console=ttyS0"

• 其中:
  • –name指定虚机名称，后面可通过virsh管理；
  • –memory=16384,maxmemory=16384配置了16G内存；
  • –vcpus=4,maxvcpus=4配置了4个CPU内核；
  • centos7需要指定–os-variant=rhel7；
  • –disk path=xx,size=300制定了磁盘路径与大小，这里是300G。

如果执行上述命令出现qemu-kvm: could not open 'xx/CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso': Permission denied异常退出时，可通过修改/etc/libvirt/qemu.conf文件将user = "root"，group = "root"前面的注释去掉解决（https://github.com/jedi4ever/veewee/issues/996）

• 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。

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。

虚拟机网络配置

• 虚拟机安装完后，是没有分配IP的，我们通过ip a命令查看
• 这时候的eth0下面空空如也，什么都没有。在/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0文件中添加如下内容：

# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static #静态指定IP
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=eth0
UUID=449ed621-97a8-45b9-902f-0d347e27de98
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes  #开机自动启动
IPADDR=192.168.40.96
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.40.1
DNS1=192.168.40.1

• 并通过systemctl restart network重启网络生效，这时候再运行ip a查看，eth0下面已经有配置的IP了。不出意外的话，局域网其它主机就可以通过该IP来远程SSH连接了。

这时候我们再通过brctl show来查看网桥挂载情况，br0下面已经多了一个vnet0虚拟网卡了。

devuser@server_01:~$ brctl show
bridge name        bridge id        STP enabled        interfaces
br0            8000.2a5be3ec2698    no                enp7s0
                                                      vnet0
docker0        8000.02424524dcce    no                veth580af8e
                                                　　　 veth74119f3
                                                　　   vethd270ee8
                                                　　   vethe7a2b0f
                                                　　   vethfe89039

虚拟机管理

1. 列出当前运行的虚拟机virsh list

   列出所有的，则virsh list --all

2. 从宿主机进入虚拟机virsh console，后面接虚拟机ID或名称

$ virsh console 5
Connected to domain dev-server1
Escape character is ^]

CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-957.el7.x86_64 on an x86_64

dev-server1 login:

输入用户名，密码即可登录虚拟机，按Ctrl+]可退出。

3. 启动与关闭虚拟机virsh start|shutdown

devuser@cserver_01:~$ virsh start dev-server1
Domain dev-server1 started

devuser@server_01:~$ virsh shutdown 5
Domain 5 is being shutdown

4. libvirtd启动时，自动启动虚拟机

devuser@server_01:~$ virsh autostart dev-server1
Domain dev-server1 marked as autostarted

5. 挂起/恢复虚拟机

devuser@server_01:~$ virsh suspend dev-server1    # 挂起虚拟机
devuser@server_01:~$ virsh resume dev-server1    # 恢复挂起的虚拟机

6. 销毁虚拟机

devuser@server_01:~$ virsh undefine dev-server1   # 彻底销毁虚拟机，会删除虚拟机配置文件，但不会删除虚拟磁盘

总结常用命令

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 + ]

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。

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

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 。

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

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.

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)

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

参考资料

• https://www.cnblogs.com/spec-dog/p/11178181.html

• https://segmentfault.com/a/1190000023451575

• https://www.cnblogs.com/liwei0526vip/p/6201582.html

• https://blog.csdn.net/u012206617/article/details/122043728

文章链接：
https://www.zywvvd.com/notes/system/linux/kvm/kvm-intr/