KVM虚拟化
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1. 虚拟化介绍
虚拟化：在一台计算机上虚拟出多个逻辑的计算机，而且每个逻辑计算机它可以是不同操作系统
虚拟化技术：可以扩大硬件容量，单个cpu模拟出多个cpu并行，允许一个平台上同时运行多个操作系统，应用程序都可以在相互独立
的空间内运行，而且互不影响。
2. 为什么要使用虚拟化技术
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节约成本
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提高效率,物理机我们一般称为宿主机（Host），宿主机上面的虚拟机称为客户机（Guest）。
Host 是如何将自己的硬件资源虚拟化，并提供给 Guest 使用的呢？ 这个主要是通过一个叫做 Hypervisor 的程序实现的。
Hypervisor：一种运行在物理服务器硬件与操作系统之间的中间软件层，可允许多个操作系统和应用来共享硬件资源
根据 Hypervisor 的实现方式和所处的位置，虚拟化又分为两种：
完全虚拟化:直接在物理机上部署虚拟化，且不需要修改操作系统内核
Hypervisor 直接安装在物理机上，多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。Hypervisor 实现方式一般是一个特殊定制的 Linux 系统。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都属于这个类型
半虚拟化:需要修改操作系统内核，使其支持虚拟化驱动来实现虚拟化技术
理论上讲完全虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别优化，性能上比半虚拟化要高；半虚拟化因为基于普通的操作系统，会比较灵活，比如支持虚拟机嵌套。嵌套意味着可以在KVM虚拟机中再运行KVM。
3. KVM介绍
kVM 全称是 Kernel-Based Virtual Machine。也就是说 KVM 是基于 Linux 内核实现的。
KVM有一个内核模块叫 kvm.ko，只用于管理虚拟 CPU 和内存。
那 IO 的虚拟化，比如存储和网络设备则是由 Linux 内核与Qemu来实现。
Qemu 是纯软件实现的虚拟化模拟器，几乎可以模拟任何硬件设备，我们最熟悉的就是能够模拟一台能够独立运行操作系统的虚拟机，虚拟机认为自己和硬件打交道，但其实是和 Qemu 模拟出来的硬件打交道，Qemu 将这些指令转译给真正的硬件。
正因为 Qemu 是纯软件实现的，所有的指令都要经 Qemu 过一手，性能非常低，所以，在生产环境中，大多数的做法都是配合 KVM 来完成虚拟化工作，因为 KVM 是硬件辅助的虚拟化技术，主要负责 比较繁琐的 CPU 和内存虚拟化，而 Qemu 则负责 I/O 虚拟化，两者合作各自发挥自身的优势，相得益彰.
作为一个 Hypervisor，KVM 本身只关注虚拟机调度和内存管理这两个方面。IO 外设的任务交给 Linux 内核和 Qemu
Libvirt 就是 KVM 的管理工具。管理虚拟机和虚拟化功能的软件
其实，Libvirt 除了能管理 KVM 这种 Hypervisor，还能管理 Xen，VirtualBox 等。
Libvirt 包含 3 个东西：后台 daemon 程序 libvirtd、API 库和命令行工具 virsh
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libvirtd是服务程序，接收和处理 API 请求；
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API 库使得其他人可以开发基于 Libvirt 的高级工具，比如 virt-manager，这是个图形化的 KVM 管理工具；
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virsh 是我们经常要用的 KVM 命令行工具
4. KVM部署
环境说明
系统：centos7 (VMware虚拟机)
IP地址：192.168.169.154
4.1.开启CPU的虚拟化功能，添加一块新的硬盘用来存储kvm的数据
//新建分区，将硬盘所有大小都给这个分区
[root@localhost ~]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mklabel //定义磁盘的类型
New disk label type? msdos
(parted) unit
Unit? [compact]? MiB
(parted) mkpart //分区
Partition type? primary/extended? primary
File system type? [ext2]? xfs
Start? 10MiB //开始位置
End? 51180MiB //结束位置
(parted) p //打印磁盘信息
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 51200MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:
Number Start End Size Type File system Flags
1 10.0MiB 51180MiB 51170MiB primary xfs lba
(parted) q //退出
Information: You may need to update /etc/fstab.
[root@localhost ~]# udevadm settle
//格式化磁盘
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1 isize=512 agcount=4, agsize=3274880 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
= reflink=1
data = bsize=4096 blocks=13099520, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0, ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=6396, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
//挂载使用
[root@localhost ~]# mkdir /kvmdata
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb1
/dev/sdb1: UUID="50ef9ac3-314e-4ef5-92f5-558162541daa" BLOCK_SIZE="512" TYPE="xfs" PARTUUID="b143da4e-01"
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab
UUID="50ef9ac3-314e-4ef5-92f5-558162541daa" /kvmdata xfs defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# df -TH | grep kvmdata
/dev/sdb1 xfs 54G 408M 54G 1% /kvmdata
4.2. 安装kvm
//关闭防火墙selinux
[root@localhost ~]# systemctl disable --now firewalld.service
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@localhost ~]# sed -ri '/^SELINUX/s/(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# reboot
//安装所需软件包
[root@localhost ~]# yum -y install epel-release vim wget net-tools unzip zip gcc gcc-c++
//验证cpu是否支持kvm
[root@localhost ~]# grep -Eo 'vmx|svm' /proc/cpuinfo
vmx
//安装kvm
[root@localhost ~]# yum -y install qemu-kvm \
> qemu-kvm-tools \
> qemu-img \
> virt-manager \
> libvirt \
> libvirt-python \
> libvirt-client \
> virt-install \
> virt-viewer \
> bridge-utils \
> libguestfs-tools
//配置网络，因为虚拟机中的网络，我们一般是都和公司服务器处在同一网段的，所以我们需要把kvm的网卡配置成桥接模式
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-br0
//修改br0的内容如下
TYPE=Bridge
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
NAME=br0
DEVICE=br0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.169.139
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.169.2
DNS1=8.8.8.8
//修改网卡ens33配置文件内容如下
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0
//重启网卡
[root@localhost network-scripts]# systemctl restart network
[root@localhost network-scripts]# ifdown ens33 ; ifup ens33
[root@localhost network-scripts]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel master br0 state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:f1:77:ce brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: br0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:f1:77:ce brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.169.139/24 brd 192.168.169.255 scope global noprefixroute br0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::20c:29ff:fef1:77ce/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
//设置libvirtd服务开机自启
[root@localhost network-scripts]# systemctl enable --now libvirtd
//查看kvm模块是否加载
[root@localhost network-scripts]# lsmod | grep kvm
kvm_intel 170086 0
kvm 566340 1 kvm_intel
irqbypass 13503 1 kvm
//验证安装结果
[root@localhost network-scripts]# virsh -c qemu:///system list
Id Name State
----------------------------------------------------
[root@localhost network-scripts]# virsh --version
4.5.0
[root@localhost network-scripts]# virt-install --version
1.5.0
//将qemu-kvm这个命令做一个软链接到/usr/bin/qemu-kvm
[root@localhost network-scripts]# ln -s /usr/libexec/qemu-kvm /usr/bin/qemu-kvm
[root@localhost network-scripts]# ll /usr/bin/qemu-kvm
lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Oct 3 15:06 /usr/bin/qemu-kvm -> /usr/libexec/qemu-kvm
//查看网桥信息
[root@localhost network-scripts]# brctl show
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 8000.000c2929d3b1 no ens33
virbr0 8000.525400504b02 yes virbr0-nic
4.3. KVM管理界面安装
Kvm的web界面是由webvirtmgr程序提供的
//安装依赖包
[root@localhost ~]# yum -y install git python-pip libvirt-python libxml2-python python-websockify supervisor nginx python-devel
//从github上下载webvirtmgr代码
[root@localhost ~]# cd /usr/local/src/
[root@localhost src]# git clone http://github.com/retspen/webvirtmgr.git
//安装webvirtmgr
[root@localhost src]# cd webvirtmgr/
[root@localhost webvirtmgr]# pip install -r requirements.txt
//检查sqlite3是否安装
[root@localhost webvirtmgr]# python
Python 2.7.5 (default, Jun 28 2022, 15:30:04)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import sqlite3
>>> exit()
//初始化账号信息
[root@localhost webvirtmgr]# python manage.py syncdb
WARNING:root:No local_settings file found.
…………
You just installed Django's auth system, which means you don't have any superusers defined.
Would you like to create one now? (yes/no): yes
Username (leave blank to use 'root'):
Email address: zic@example.com
Password:
Password (again):
Superuser created successfully.
Installing custom SQL ...
Installing indexes ...
Installed 6 object(s) from 1 fixture(s)
//拷贝web网页到指定目录
[root@localhost webvirtmgr]# mkdir /var/www
[root@localhost webvirtmgr]# cp -r /usr/local/src/webvirtmgr /var/www/
[root@localhost webvirtmgr]# chown -R nginx.nginx /var/www/webvirtmgr/
//生成一对公钥与私钥，由于这里webvirtmgr和kvm服务部署在同一台主机中，所以这里本地信任。如果kvm部署在其他机器上的时候，那么就需要把公钥发送到kvm主机中
[root@localhost webvirtmgr]# ssh-keygen
[root@localhost webvirtmgr]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@192.168.169.154
//配置端口转发
[root@localhost webvirtmgr]# ssh 192.168.169.154 -L localhost:8000:localhost:8000 -L localhost:6080:localhost:60
Last login: Wed Oct 5 00:18:01 2022 from 192.168.169.154
[root@localhost ~]# ss -antl
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
LISTEN 0 5 192.168.122.1:53 *:*
LISTEN 0 128 *:22 *:*
LISTEN 0 100 127.0.0.1:25 *:*
LISTEN 0 128 127.0.0.1:6080 *:*
LISTEN 0 128 127.0.0.1:8000 *:*
LISTEN 0 128 :::22 :::*
LISTEN 0 100 ::1:25 :::*
LISTEN 0 128 ::1:6080 :::*
LISTEN 0 128 ::1:8000 :::*
[root@localhost ~]# exit
//配置nginx
[root@localhost ~]# cd /etc/nginx/
[root@localhost nginx]# cp nginx.conf nginx.conf.bak
[root@localhost nginx]# vim nginx.conf
删除 listen [::]:80 default_server;
参数server_name行改成server_name localhost;
删除root /usr/share/nginx/html;行
在include /etc/nginx/default.d/*.conf;行下添加
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
//配置nginx虚拟主机
[root@localhost nginx]# vim /etc/nginx/conf.d/webvirtmgr.conf
server {
listen 80 default_server;
server_name $hostname;
#access_log /var/log/nginx/webvirtmgr_access_log;
location /static/ {
root /var/www/webvirtmgr/webvirtmgr;
expires max;
}
location / {
proxy_pass http://127.0.0.1:8000;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-for $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header Host $host:$server_port;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $remote_addr;
proxy_connect_timeout 600;
proxy_read_timeout 600;
proxy_send_timeout 600;
client_max_body_size 1024M;
}
}
//确保bind绑定本机的8000端口
[root@localhost nginx]# vim /var/www/webvirtmgr/conf/gunicorn.conf.py
bind = '127.0.0.1:8000' //确保这一行为8000端口
//重启nginx服务
[root@localhost nginx]# systemctl restart nginx.service
[root@localhost nginx]# systemctl enable nginx.service
[root@localhost nginx]# ss -antl
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:111 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:*
LISTEN 0 32 192.168.122.1:53 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 127.0.0.1:6080 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 127.0.0.1:8000 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:111 [::]:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
LISTEN 0 128 [::1]:6080 [::]:*
LISTEN 0 128 [::1]:8000 [::]:*
//设置supervisor
[root@localhost ~]# vim /etc/supervisord.conf
//在最后添加如下内容
[program:webvirtmgr]
command=/usr/bin/python2 /var/www/webvirtmgr/manage.py run_gunicorn -c /var/www/webvirtmgr/conf/gunicorn.conf.py
directory=/var/www/webvirtmgr
autostart=true
autorestart=true
logfile=/var/log/supervisor/webvirtmgr.log
log_stderr=true
user=nginx
[program:webvirtmgr-console]
command=/usr/bin/python2 /var/www/webvirtmgr/console/webvirtmgr-console
directory=/var/www/webvirtmgr
autostart=true
autorestart=true
stdout_logfile=/var/log/supervisor/webvirtmgr-console.log
redirect_stderr=true
user=nginx
//启动supervisor并设置开机自启
[root@localhost ~]# systemctl enable --now supervisord.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/supervisord.service → /usr/lib/systemd/system/supervisord.service.
//配置nginx用户
[root@localhost nginx]# su - nginx -s /bin/bash
-bash-4.2$ ssh-keygen
-bash-4.2$ touch ~/.ssh/config
-bash-4.2$ echo -e "StrictHostKeyChecking=no\nUserKnownHostsFile=/dev/null" >> ~/.ssh/config
-bash-4.2$ chmod 0600 ~/.ssh/config
-bash-4.2$ ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@192.168.169.154
-bash-4.2$ exit
logout
[root@localhost ~]# vim /etc/polkit-1/localauthority/50-local.d/50-libvirt-remote-access.pkla
[Remote libvirt SSH access]
Identity=unix-user:root
Action=org.libvirt.unix.manage
ResultAny=yes
ResultInactive=yes
ResultActive=yes
[root@localhost ~]# chown -R root.root /etc/polkit-1/localauthority/50-local.d/50-libvirt-remote-access.pkla
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
[root@localhost ~]# systemctl restart libvirtd
4.4 KVM web界面管理
浏览器访问192.168.169.154
4.4.1 新建连接
4.4.2 新建虚拟机
新建存储
上传镜像，使用xftp或者xshell，再或者其他工具，将镜像文件上传到服务器的/kvmdata目录下存放
添加网络
实例管理，现在去创建一个虚拟机
如果出现了连接超时，则做如下步骤，如果没有出现，则不管
[root@localhost nginx]# yum -y install novnc
[root@localhost ~]# echo "nohup novnc_server 192.168.169.139:5920 &" >> /etc/rc.local
[root@localhost ~]# chmod +x /etc/rc.d/rc.local
[root@localhost ~]# . /etc/rc.local
