KVM入门
KVM
KVM(Kernel-based Virtual Machine)是众多虚拟化技术之一，它是Linux内核中的一个模块，该模块依赖于CPU，如果CPU支持虚拟化，那么该模块才可以被加载。KVM技术是硬件层面的虚拟化，它会为我们虚拟各种硬件设备，这样我们可以在已有操作系统上运行别的操作系统。
实验环境为CentOS Linux release 8.2.2004 (Core)
检查CPU是否支持虚拟化
lsmod | grep kvm
# 显示kvm则表示已加载kvm模块
- 当然加载kvm模块需要开启CPU虚拟化技术，在BIOS中设置Intel Virtualization Technology为Enable
安装软件包
安装服务端软件包
yum install qemu-kvm -y
yum install libvirt -y
yum install virt-install -y
- qemu-kvm将内核中的虚拟功能暴露给用户，提供了用户空间的虚拟机环境
- libvirt是一个用于管理虚拟机中间件(库)、它为开发者提供了众多管理虚拟机的接口。Libvirt几乎支持所有常见的虚拟技术，包括KVM，Xen，LXC，VMware，VirtualBox等
- virt-install 管理虚拟机的CLI工具，底层使用了libvirt库
创建虚拟机
配置虚拟网卡
默认情况下，KVM新创建的虚拟机使用NAT网络(虚拟机可以访问外面，但外部无法访问虚拟机中的服务)。这种NAT机制通过内核内部的IP转发来进行数据传输，所以外面的机器访问不到虚拟机。为了能让外面的机器访问虚拟机，需要创建虚拟网桥(可以理解为虚拟交换机)，把虚拟机的虚拟网卡与主机的物理网卡通过网桥桥接起来，这样虚拟机和主机中的服务可以相互访问了。
1. 启动IP转发
编辑/etc/sysctl.conf文件
# 去掉该行前面的#号，开启转发功能
net.ipv4.ip_forward = 1
执行sudo sysctl -p命令使配置生效
2. 创建桥接设备
# 创建网桥
nmcli con add type bridge ifname br0
nmcli connection modify br0 +ipv4.addresses 10.180.145.199/24
# 停止物理网卡
ifdown enp4s0f2
# 将物理网卡添加至网桥
nmcli con add type bridge-slave ifname enp4s0f2 master br0
注：将物理网卡enp4s0f2添加到br0后，物理网卡的IP地址将失去作用，且物理网卡仅做数据转发，给桥配置IP地址即可
使用nmcli con show查看添加结果
NAME UUID TYPE DEVICE
Bridge connection 1 1dbf8aaf-2745-4e7d-9627-8b46349eaac1 bridge br0
br0 slave 1 5c12cf98-455f-4798-940e-b12ce5f638c9 ethernet enp4s0f2
3. 创建虚拟机
首先准备好镜像文件，我这里准备了cirros.img镜像文件(下载地址)，将文件放到/var/images目录下，然后通过前面提到的命令来创建虚拟机
virt-install -v \
--virt-type kvm \
--name test \
--vcpus 2 \
--memory 64 \
--disk path=/var/images/cirros.img,bus=virtio \
--graphics vnc,port=5901,listen=0.0.0.0 \
--noautoconsole \
-w bridge=br0 \
--import
下面解释一下各个参数的作用：
- --name myvps1 虚拟机名称为myvps1
- --memory 512 虚拟机内存大小为512MB
- -w bridge=br0 指定网络为网桥设备，后面具体解释
- --disk 指定虚拟盘的位置，虚拟盘可以是一个文件，分区或者一个逻辑卷。例子指定为myvps1.img文件，总线使用virtio总线
- --graphics 指定图形界面，例子中指定vnc远程桌面控制，即我们可以使用vnc客户端对虚拟机进行远程桌面控制
- --noautoconsole 不要自动连接到虚拟机控制台，主要因为我们安装的服务器版虚拟机，它上面没有图形界面
- --hvm 创建功能完整的虚拟机
- --import 直接从盘启动虚拟机
当然关于参数的详解使用man virt-install来查看
如果虚拟机创建成功，可以通过virsh list命令查看到虚拟机已运行
[root@localhost ~]# virsh list
Id Name State
----------------------------------------------------
4 test running
4. 连接虚拟机
我们使用VNC软件来连接虚拟机，VNC软件是一款开源的Linux远程桌面控制软件，和Windows下的Teamviewer或者是QQ自带的远程桌面控制一样。VNC分服务端和客户端，安装客户端的电脑可以远程控制安装服务端的电脑，刚才我们在创建虚拟机的时候，指定支持vnc远程控制，所以我们下载一个vnc客户端就可以了。下载地址
直接在地址栏填写网桥地址+VNC端口即可，端口号为创建虚拟机命令中--graphics vnc,port=5901
5. 遗留问题
创建虚拟机网络如果指定bridge，会自动创建tun设备，该设备是成对出现的，主要用于虚拟机与桥通信。虚拟机内部网卡eth0和主机上vnet0设备对接起来，这样虚拟机发出的数据包可以到桥上，然后经物理网卡被转发出去。
管理虚拟机
启动虚拟机
使用下面的命令来启动刚创建的虚拟机
# virsh start myvps1
让虚拟机随物理机一起启动
# virsh autostart myvps1
列出正在运行的虚拟机，所有虚拟机，关闭的虚拟机
# virsh list
# virsh list --all
# virsh list --inactive
重启，关机
重启
# virsh reboot myvps1
关机
# virsh shutdown myvps1
保存，恢复状态
有时我们需要把某个虚拟机暂时关闭，而又想启动时恢复当时的状态，这是需要用到save命令
# virsh save myvps1 myvps1-20171202.state
执行上面的命令后，虚拟机的内存会被保存到一个文件中，然后虚拟机自动关闭
# virsh restore myvps1-20171202.state
恢复虚拟机
挂起，恢复
挂起
# virsh suspend myvps1
恢复
# virsh resume myvps1
空间扩容
在虚拟机运行一段时间后可能会需要添加更多的磁盘空间。这里可以使用attach-disk命令对磁盘扩容。
1. 生成文件
我们使用dd命令来产生一个文件
# sudo dd if=/dev/zero of=/var/lib/libvirt/images/myvps1-disk2.image bs=1M count=4096
该命令会为我们生成一个4GB大小的文件
2. 把文件添加到虚拟机
使用attach-disk命令，把刚刚创建的文件添加到myvps1虚拟机，作为其磁盘使用：
# virsh attach-disk myvps1 \
/var/lib/libvirt/images/myvps1-disk2.img vdb \
--live \
--cache none
这样一个名为vdb的虚拟磁盘就被添加到虚拟机中了
3. 分区
将硬盘添加到虚拟机后，需要在虚拟机中对新的硬盘进行格式化才能使用。下面的操作都是在虚拟机myvps1中进行的
查看硬盘是否添加成功
# sudo fdisk -l
增加CPU核数
查看主机cpu核数
# virsh nodeinf0
查看当前虚拟机(myvps1)虚拟机核数，显示只有一个核，vcpu 0表示第0个核，而不是核数为0
# virsh vcpuinfo myvps1
关闭虚拟机
# virsh shutdown myvps1
修改最大核数为2核，并设置到配置文件(/etc/libvirt/qemu下)
# virsh setvcpus myvps1 2 --maximum --config
设置核数为2到配置文件(/etc/libvirt/qemu下)
# virsh setvcpu2 myvps1 2 --config
重启虚拟机
# virsh start myvps1
增加内存
增加内存核增加CPU核数一样，先设置最大内存，在设置当前内存
查看当前虚拟机信息，可以看到当前的内存设置
# virsh dominfo myvps1
设置最大内存为2G
# virsh setmaxmem myvps1 2097152 --config
设置当前内存为1G
# virsh setmem myvps1 1048576 --config
重启虚拟机
# virsh shutdown myvps1
# virsh start myvps1
克隆虚拟机
有时我们需要几台环境相同的虚拟机，这时，我们不需要从头创建，只需要克隆即可
先关闭虚拟机
# virsh shutdown myvps1
克隆虚拟机
# sudo virsh-clone \
--original myvps1 \
--name myvps3 \
--file /var/lib/libvirt/images/myvps3.img
启动克隆的虚拟机
# virsh start myvps3
虚拟机镜像管理
虚拟机镜像做好后，我们可能需要修改虚拟机的IP地址，虚拟机内部的文件等。当然可以先启动虚拟机，然后通过VNC或者SSH进去修改。不过，方便的方法时使用virt-edit命令来直接编辑虚拟机镜像文件即可。virt-edit是libguestfs-tools包提供的命令。
# yum install libguestfs-tools
这个软件包专门管理虚拟机的虚拟磁盘文件，提供的工具有：
- virt-cat 显示虚拟机中文件的内容(相当于cat命令)
- virt-edit 编辑虚拟机中的文件(相当于vi命令)
- virt-inspector 显示虚拟机的操作系统等详细信息
- virt-tar 在虚拟机和主机之间传递文件
当然还有很多命令，这里就不一一列出了
删除虚拟机
# virsh undefine myvps1
# virsh pool-refresh default
在执行virsh undefine myvps1时，虚拟机的虚拟磁盘文件/var/lib/libvirt/images/myvps1.img文件不会被删除，需要手动删除。删除完毕后需要执行virsh pool-refresh default命令清楚虚拟机的缓存记录
