虚拟化技术之KVM

一、kvm环境准备

kvm介绍：

KVM是Kernel  Virtual  Machine的简写，目前Red  Hat只支持在64位的RHEL5.4及以上的系统运行KVM，同时硬件需要支持VT技术。KVM的前身是QEMU，2008年被Red  Hat公司收购并获得一项hypervisor技术，不过Red  Hat的KVM被认为是将成为未来Linux  hypervisor的主流，准确来说，KVM仅仅是Linux内核的一个模块。管理和创建完整的KVM虚拟机，需要更多的辅助工具。

qemu介绍：

QEMU是一套由法布里斯·贝拉(Fabrice Bellard)所编写的以GPL许可证分发源码的模拟处理器，在GNU/Linux平台上使用广泛。Bochs，PearPC等与其类似，但不具备其许多特性，比如高速度及跨平台的特性，通过KQEMU这个闭源的加速器，QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

目前，0.9.1及之前版本的qemu可以使用kqemu加速器。在qemu1.0之后的版本，都无法使用kqemu，主要利用qemu-kvm加速模块，并且加速效果以及稳定性明显好于kqemu

安装kvm相关包

# yum install qemu-kvm qemu-kvm-tools virt-manager libvirt virt-install -y

验证虚拟机是否支持kvm

# grep -E ‘vmx|svm‘ /proc/cpuinfo

flags           : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts mmx fxsr sse sse2 ss syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc aperfmperf eagerfpu pni pclmulqdq vmx ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm ida arat epb pln pts dtherm tpr_shadow vnmi ept vpid fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 invpcid xsaveopt

创建硬盘

-f指定镜像创建的格式

# qemu-img create -f raw /opt/CentOS-7.2-x86_64.raw 10G

Formatting ‘/opt/CentOS-7.2-x86_64.raw‘, fmt=raw size=10737418240

验证

# lsmod |grep kvm

kvm_intel             162153  0

kvm                   525259  1 kvm_intel

开启libvirtd

[[email protected] ~]# systemctl enable libvirtd

Created symlink from /etc/systemd/system/sockets.target.wants/virtlockd.socket to /usr/lib/systemd/system/virtlockd.socket.

[[email protected] ~]# systemctl start libvirtd

[[email protected] ~]# systemctl status libvirtd

上传镜像

# dd if=/dev/cdrom of=/opt/CentOS-7.2.iso

8456192+0 records in

8456192+0 records out

4329570304 bytes (4.3 GB) copied, 200.903 s, 21.6 MB/s

虚拟机安装帮助查询

# virt-install --help

# virt-install --name CentOS-7.1-x86_64 --virt-type kvm --ram 1024 --cdrom=/opt/CentOS-7.2.iso --disk path=/opt/CentOS-7.2-x86_64.raw --network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

Starting install...

Domain installation still in progress. You can reconnect to

the console to complete the installation process.

如果不小心写错 需要重新安装

# virsh undefine CentOS-7.1-x86_64

然后再执行 安装

登录vnc

使用tab键编写内核参数 修改网卡名为eth0

net.ifnames=0 biosdevname=0

修改完回车

安装结束reboot virt就会被关闭

[[email protected] ~]# virsh list --all

 Id    Name                           State

----------------------------------------------------

 -     CentOS-7.1-x86_64              shut off

手动开启virt

[[email protected] ~]# virsh start CentOS-7.1-x86_64

Domain CentOS-7.1-x86_64 started

再用vnc连接

在vnc里修改eth0网卡配置文件

ONBOOT=yes

重启网卡

# systemctl restart network

查看网卡

# ip ad li

测试是否能连接外网

给虚拟机装上 ifconfig命令

# yum install -y net-tools

给虚拟机创建cpu

法一：通过修改xml文件来生成

如果已经安装好了想要调节也是修改xml文件

virsh edit CentOS-7.1-x86_64

<domain type=‘kvm‘>

  <name>CentOS-7.1-x86_64</name>

  <uuid>9d0660d2-d5c0-4c1e-b671-6b2c4ce84514</uuid>

  <memory unit=‘KiB‘>1048576</memory>

  <currentMemory unit=‘KiB‘>1048576</currentMemory>

  <vcpu placement=‘auto‘ current="1">4</vcpu>

重启生效

[[email protected] ~]# virsh shutdown CentOS-7.1-x86_64

Domain CentOS-7.1-x86_64 is being shutdown
[[email protected] ~]# virsh start CentOS-7.1-x86_64   

Domain CentOS-7.1-x86_64 started

法二：也可以 手动install

# virt-install --help|grep cpu

 --vcpus VCPUS         Number of vcpus to configure for your guest. Ex:

                        --vcpus 5

                        --vcpus 5,maxcpus=10,cpuset=1-4,6,8

                        --vcpus sockets=2,cores=4,threads=2,

  --cpu CPU             CPU model and features. Ex:

                        --cpu coreduo,+x2apic

                        --cpu host

查看一下虚拟机的cpu个数

cpu的热添加

[[email protected] ~]# virsh setvcpus CentOS-7.1-x86_64 2 --live

添加完后 cat /proc/cpuinfo查看

查看cpu的工作状态

注意：热添加只能增加不能减少，添加的最大个数由xml文件里设置的个数决定

<vcpu placement=‘auto‘ current="1">4</vcpu>
[[email protected] ~]#  virsh setvcpus CentOS-7.1-x86_64 3 --live
[[email protected] ~]#  virsh setvcpus CentOS-7.1-x86_64 2 --live

error: unsupported configuration: failed to find appropriate hotpluggable vcpus to reach the desired target vcpu count

给虚拟机热添加 内存

[[email protected] ~]# virsh edit CentOS-7.1-x86_64

<memory unit=‘KiB‘>4048576</memory>

重启虚拟机进程

[[email protected] ~]# virsh shutdown CentOS-7.1-x86_64

Domain CentOS-7.1-x86_64 is being shutdown

[[email protected] ~]# virsh start CentOS-7.1-x86_64   

Domain CentOS-7.1-x86_64 started

管理虚拟机内存的命令

[[email protected] ~]# virsh qemu-monitor-comman

后面接--help查看 命令使用

查看虚拟机的内存

在终端查看虚拟机内存

[[email protected] ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd info balloon

balloon: actual=1024

设置虚拟机内存600M

[[email protected] ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd  balloon 600

在vnc上查看虚拟机内存，可以发现显示不是很准

给虚拟机设置2g内存

[[email protected] ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd  balloon 2000

[[email protected] ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd info  balloon

balloon: actual=2000

自动生成的xml文件存放位置

[[email protected] ~]# cd /etc/libvirt/qemu/

[[email protected] qemu]#

CentOS-7.1-x86_64.xml  networks

图形界面管理创建虚拟机

# virt-manager

libvirt介绍

当前主流Linux平台上默认的虚拟化管理工具virt-manager(图形化),virt-install（命令行模式）等均基于libvirt开发而成。

Libvirt 库是一种实现 Linux 虚拟化功能的 Linux® API，它支持各种虚拟机监控程序，包括 Xen 和 KVM，以及 QEMU 和用于其他操作系统的一些虚拟产品。

libvirt 提供一种虚拟机监控程序不可知的 API 来安全管理运行于主机上的客户操作系统。libvirt 本身 不是一种工具， 它是一种可以建立工具来管理客户操作系统的 API。libvirt 本身构建于一种抽象的概念之上。它为受支持的虚拟机监控程序实现的常用功能提供通用的 API。libvirt 起初是专门为 Xen 设计的一种管理 API，后来被扩展为可支持多个虚拟机监控程序。

virsh 管理工具

查看：

[[email protected] qemu]# virsh list

 Id    Name                           State

----------------------------------------------------

 1     CentOS-7.1-x86_64              running

[[email protected] qemu]# virsh list --all

 Id    Name                           State

----------------------------------------------------

 1     CentOS-7.1-x86_64              running

[[email protected] ~]# iptables -t nat -vnL

Chain PREROUTING (policy ACCEPT 1 packets, 52 bytes)

 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

Chain INPUT (policy ACCEPT 1 packets, 52 bytes)

 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT 15 packets, 1225 bytes)

 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

Chain POSTROUTING (policy ACCEPT 15 packets, 1225 bytes)

 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

    2   267 RETURN     all  --  *      *       192.168.122.0/24     224.0.0.0/24        

    0     0 RETURN     all  --  *      *       192.168.122.0/24     255.255.255.255     

    0     0 MASQUERADE  tcp  --  *      *       192.168.122.0/24    !192.168.122.0/24     masq ports: 1024-65535

    0     0 MASQUERADE  udp  --  *      *       192.168.122.0/24    !192.168.122.0/24     masq ports: 1024-65535

0     0 MASQUERADE  all  --  *      *       192.168.122.0/24    !192.168.122.0/24
[[email protected] ~]# cat /var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf

##WARNING:  THIS IS AN AUTO-GENERATED FILE. CHANGES TO IT ARE LIKELY TO BE

##OVERWRITTEN AND LOST.  Changes to this configuration should be made using:

##    virsh net-edit default

## or other application using the libvirt API.

##

## dnsmasq conf file created by libvirt

strict-order

pid-file=/var/run/libvirt/network/default.pid

except-interface=lo

bind-dynamic

interface=virbr0

dhcp-range=192.168.122.2,192.168.122.254

dhcp-no-override

dhcp-authoritative

dhcp-lease-max=253

dhcp-hostsfile=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.hostsfile

addn-hosts=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.addnhosts

支持的硬盘的类型

# qemu-img --help

Supported formats: vvfat vpc vmdk vhdx vdi ssh sheepdog rbd raw host_cdrom host_floppy host_device file qed qcow2 qcow parallels nbd iscsi gluster dmg tftp ftps ftp https http cloop bochs blkverify blkdebug

全镜像格式
稀疏格式

raw
qcow2（支持压缩，快照，镜像）

添加网桥

[[email protected] ~]# brctl show

bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces

virbr0          8000.fe54006fd14f       yes             vnet0

[[email protected] ~]# brctl addbr br0

[[email protected] ~]# brctl show     

bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces

br0             8000.000000000000       no

virbr0          8000.fe54006fd14f       yes             vnet0

[[email protected] ~]# brctl addif br0 eth0 && ip addr del dev eth0 10.0.0.111/24 && ifconfig br0 10.0.0.111/24 up &&

route add default gw 10.0.0.2 && iptables -F

虚拟机的删除命令

virsh undefine 主机名

导出xml命令

[[email protected] ~]# virsh --help|grep dump

    dump                           dump the core of a domain to a file for analysis

    dumpxml                        domain information in XML

    save-image-dumpxml             saved state domain information in XML

    iface-dumpxml                  interface information in XML

    nwfilter-dumpxml               network filter information in XML

    net-dumpxml                    network information in XML

    nodedev-dumpxml                node device details in XML

    secret-dumpxml                 secret attributes in XML

    snapshot-dumpxml               Dump XML for a domain snapshot

    pool-dumpxml                   pool information in XML

vol-dumpxml                    vol information in XML

操作虚拟机的常用管理命令

virsh start

virsh shutdown

virsh edit

virsh destroy  相当于物理机直接拔电源  kill -9 进程也是一样

virsh suspended 终止

virsh resumed   恢复

qemu-img      磁盘管理命令

CPU 优化 vt-x

taskset 绑定KVM进程到固定的CPU，减少Cache Miss

内存优化

  1. 宿主机虚拟内存 -> 宿主机物理内存

虚拟机的虚拟内存 -》 虚拟机的物理内存

影子列表

宿主机虚拟内存 -》    宿主机物理内存

ept 内存寻址

ksmd默认开启  来减少内存空间 合并内存相同内容

writeback性能最好但是最不安全  断电数据有可能不同步

WriteThrough 最慢但是最安全  （默认是该模式）

[[email protected] ~]# ps -ef |grep ksmd

root        282      2  0 21:39 ?        00:00:00 [ksmd]

大页内存默认开启

[[email protected] ~]# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled

[always] madvise never

khugepaged将连续可用4k的内存页合并成2M的大页文件

[[email protected] ~]# ps -ef|grep kh

root        283      2  0 21:39 ?        00:00:01 [khugepaged]

I/O

默认使用 Virtio 半虚拟化队列接口

virio-net virio-blk

IO Schedulers

电梯算法

  1. Noop Sheduler FIFO SSD    什么都不干的调度方式
  2. Anticipatory IO Sheduler(“as sheduler”)
  3. Deadline Sheduler     截止时间的调度方式 默认读短于写 一般用于数据库
  4. Complete Fair Queueing Scheduler(“cfq sheduler”) 完全公平的调度的方式

linux支持的调度算法

[[email protected] ~]# dmesg |grep -i scheduler

[    0.933120] io scheduler noop registered

[    0.933122] io scheduler deadline registered (default)

[    0.933137] io scheduler cfq registered

查看当前使用的调度算法

[[email protected] ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler

noop [deadline] cfq

临时更改当前的算法

[[email protected] ~]# echo cfq > /sys/block/sda/queue/scheduler

[[email protected] ~]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler                     

noop deadline [cfq]

永久修改

加入内核参数  elevator=noop

镜像制作：

  1. 分区的时候，只分一个/分区。
  2. 删除网卡和udev规则里的uuid 和MAC
  3. 关闭防火墙和selinux
  4. 安装常用包net-tools lrzsz screen tree vim wget

KVM管理平台介绍：

OpenStack

CloudStack  cloud.com公司--》Ctrix---》Apache基金会---》Java（商业化产品）

OpenNebula

ZStack

oVirt  RHEV的开源实现 Fedora Centos RHEL  https://www.ovirt.org/download/

管理端+客户端组成  oVirt Engine   oVirt主机/节点

sudo yum install http://resources.ovirt.org/pub/yum-repo/ovirt-release41.rpm

sudo yum install -y ovirt-engine

sudo engine-setup
时间： 2024-11-15 16:23:39

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