部署KVM虛擬化平臺（理論+實戰）

KVM虛擬機：

1.KVM是Kernel-based Virtual Machine的簡稱，是一個開源的系統虛擬化模塊，自Linux 2.6.20之后集成在Linux的各個主要發行版本中。它使用Linux自身的調度器進行管理，所以相對于Xen，其核心源碼很少。KVM已成為學術界的主流VMM之一

2.KVM的虛擬化需要硬件支持（如Intel VT技術或者AMD V技術)。是基于硬件的完全虛擬化。而Xen早期則是基于軟件模擬的Para-Virtualization，新版本則是基于硬件支持的完全虛擬化。但Xen本身有自己的進程調度器，存儲管理模塊等，所以代碼較為龐大。廣為流傳的商業系統虛擬化軟件VMware ESX系列是基于軟件模擬的Full-Virtualization

虛擬化發展過程：

IDC數據中心設備租用 → 提出虛擬化方案，出現OpenVZ → 共享優化出現Xen，提出半虛架構，但是操作復雜 → 進入全虛KVM，不需要和內核接觸，只需要安裝管理工具

案例概述

1.公司部分Linux服務器利用率不高，為充分利用這些Linux服務器，可以部署KVM，在物理機上運行多個業務系統
2.例如在運行Nginx的服務器.上部署KVM，然后在虛擬機上運行Tomcat

案例前置知識點

KVM虛擬化架構

KVM模塊直接整合在Linux內核中

<img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20191219094458210.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phcnJ5Wmhv,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在這里插入圖片描述" style="zoom: 67%;" />

KVM組成：

KVM Driver：

1.虛擬機創建
2.虛擬機內存分配
3.虛擬CPU寄存器讀寫
4.虛擬CPU運行

QEMU (經過簡化與修改)：

1.模擬PC硬件的用戶控件組件
2.提供I/O設備模型及訪問外設的途徑

KVM虛擬化三種模式：

1.客戶模式（虛擬機）
2.用戶模式（工具）
3.內核模式

<img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20191219094917435.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phcnJ5Wmhv,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在這里插入圖片描述" style="zoom:67%;" />

KVM工作原理：

<img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20191219095651288.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phcnJ5Wmhv,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在這里插入圖片描述" style="zoom:67%;" />

Demo：

環境準備：

1.需要先添加一塊磁盤：大小為20G

2.處理器的設置：虛擬化引擎的選項全部勾

[root@client ~]# cd /dev
[root@client dev]# ls
sda   sda1   sda2    sda3   sda4   sda5   sdb 
#此時有sdb硬盤

[root@client dev]# fdisk /dev/sdb
歡迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
更改將停留在內存中，直到您決定將更改寫入磁盤。
使用寫入命令前請三思。
Device does not contain a recognized partition table
使用磁盤標識符 0xba1e8e30 創建新的 DOS 磁盤標簽。
命令(輸入 m 獲取幫助)：n       #輸入n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p       #輸入p
分區號 (1-4，默認 1)：
起始 扇區 (2048-41943039，默認為 2048)：
將使用默認值 2048
Last 扇區, +扇區 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默認為 41943039)：
將使用默認值 41943039
分區 1 已設置為 Linux 類型，大小設為 20 GiB
命令(輸入 m 獲取幫助)：w      #輸入w保存退出
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盤。

[root@client dev]# mkfs /dev/sdb1       #格式化
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系統標簽=
OS type: Linux
塊大小=4096 (log=2)
分塊大小=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
1310720 inodes, 5242624 blocks
262131 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一個數據塊=0
Maximum filesystem blocks=4294967296
160 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
        4096000
Allocating group tables: 完成
正在寫入inode表: 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成

[root@client dev]# mkdir /data      #創建掛載
[root@client dev]# mount /dev/sdb1 /data/
[root@client data]# df -hT
文件系統       類型      容量  已用  可用 已用% 掛載點
/dev/sdb1      ext2       20G   44M   19G    1% /data
#此時顯示已經掛載

#電腦中有CentOS 7鏡像文件的文件夾需要進行共享，設置賬戶Everyone可以進行讀取，然后使用smbclient -L查看掛載
[root@client data]# smbclient -L //192.168.10.190/
Enter SAMBA\root's password:
OS=[Windows 10 Home China 18363] Server=[Windows 10 Home China 6.3]

        Sharename       Type      Comment
        ---------       ----      -------
        database        Disk
        F$              Disk      默認共享
        gfs             Disk
        IPC$            IPC       遠程 IPC
        ISO             Disk
        rpm             Disk
#此時顯示ISO文件夾被共享

[root@client data]# mount.cifs //192.168.10.190/ISO /mnt
Password for root@//192.168.10.190/ISO:
[root@client data]# df -h
文件系統              容量  已用  可用 已用% 掛載點
/dev/sdb1              20G   44M   19G    1% /data
//192.168.10.190/ISO  226G  173G   54G   77% /mnt
#此時顯示文件成功掛載在mnt目錄下
[root@client data]# cd /mnt/
[root@client mnt]# ls
CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso

安裝KVM：

[root@client mnt]# yum list         #進行自檢
[root@client mnt]# yum groupinstall "GNOME Desktop" -y      #桌面環境
[root@client mnt]# yum install qemu-kvm -y      #KVM模塊
[root@client mnt]# yum install qemu-kvm-tools -y        #KVM調試工具
[root@client mnt]# yum install virt-install -y      #構建虛擬機的命令工具
[root@client mnt]# yum install qemu-img -y      #qemu組件，創建磁盤，啟動虛擬機
[root@client mnt]# yum install bridge-utils -y      #網絡支持工具
[root@client mnt]# yum install libvirt -y       #虛擬機管理工具
[root@client mnt]# yum install virt-manager -y      #圖像化管理虛擬機
[root@client mnt]# egrep '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo      #查看是否支持虛擬化

[root@client mnt]# lsmod | grep kvm     #檢查KVM是否安裝
kvm_intel             170086  0
kvm                   566340  1 kvm_intel
irqbypass              13503  1 kvm

[root@client mnt]# systemctl start libvirtd
[root@client mnt]# systemctl enable libvirtd        #開機自啟動

配置橋接實例：

[root@client mnt]# cd /data/
[root@client data]# mkdir vdisk viso
[root@client data]# ls
lost+found  vdisk  viso
[root@client data]# cp -r /mnt/CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso /data/viso/
[root@client data]# ls viso/
CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso
[root@client data]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@client network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-br0
[root@client network-scripts]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.18.145  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.18.255
        inet6 fe80::6a0c:e6a0:7978:3543  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:a4:cb:c7  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 6559352  bytes 9624037086 (8.9 GiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 364406  bytes 30690747 (29.2 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
......此處省略多行
[root@client network-scripts]# vim ifcfg-ens33
#在末行按o轉下行插入
BRIDGE=br0
#插入完成后按Esc退出插入模式，輸入:wq保存退出
[root@client network-scripts]# vim ifcfg-br0
TYPE="bridge"               #Ethernet改為bridge
PROXY_METHOD="none"
BROWSER_ONLY="no"
BOOTPROTO="static"          #dhcp改為static
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="br0"                  #ens33改為br0
DEVICE="br0"                #ens33改為br0
ONBOOT="yes"
IPADDR=192.168.18.145       #輸入ens33的IP地址
NETMASK=255.255.255.0       #輸入子網掩碼
GATEWAY=192.168.18.1        #輸入網關
#修改退出插入模式，輸入:wq保存退出
[root@client network-scripts]# service network restart      #重啟網絡服務
Restarting network (via systemctl):                        [  確定  ]

[root@client network-scripts]# ifconfig
br0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.18.145  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.18.255
        inet6 fe80::e169:c641:eeea:50f7  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:a4:cb:c7  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 20  bytes 1298 (1.2 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 35  bytes 4588 (4.4 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 00:0c:29:a4:cb:c7  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 6559967  bytes 9624087097 (8.9 GiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 364793  bytes 30733147 (29.3 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
......以下省略多行
#橋接之后原來ens33的網卡IP到br0上了

回到圖形化界面輸入：

[root@client ~]# virt-manager 

此時會跳出虛擬系統管理器界面，我們需要添加存儲池

自定義池名稱后點擊瀏覽目錄，選擇目錄為/data/vdisk，查找到我們掛載CentOS7的文件夾目錄，點擊完成

然后點擊添加新卷

添加鏡像存儲池：iso，點擊前進，選擇路徑為/data/viso

創建完畢后可以點擊左上角的文件 → 關閉

在虛擬系統管理器左上角文件選擇新建虛擬機

安裝操作系統為本地安裝，點擊前進

使用ISO鏡像：點擊瀏覽，選擇iso存儲池，找到鏡像，點擊選擇卷

再點擊前進，內存輸入2048，再點擊前進

選擇或創建自定義存儲，點擊管理，選擇disk存儲池，點擊之前的卷，點擊選擇卷

再點擊前進，再點擊完成，此時會進入Centos7的安裝界面：

此時KVM虛擬化部署試驗成功！