本文共 5509 字，大约阅读时间需要 18 分钟。

一丶 虚拟化介绍

虚拟化是云计算的基础。通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机，在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，同时每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互相不影响，从而提高计算机的工作效率。简单的说，虚拟化使得在一台物理的服务器上可以跑多台虚拟机，虚拟机共享物理机的CPU、内存、IO硬件资源，但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的

• 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）。

• 根据 Hypervisor 的实现方式和所处的位置，虚拟化又分为三种：

• 全虚拟化：将物理硬件资源全部通过软件的方式抽象化，最后进行调用，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：基于普通的操作系统，需要修改操作系统

• 直通：直接使用物理硬件资源（需要支持，还不完善)

  理论上讲：

• 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。

二、虚拟化的优势及劣势

• 优势

  ① 集中化管理（远程管理、维护）
  ② 提高硬件利用率（物理资源利用率低-例如峰值，虚拟化解决了“空闲”容量）
  ③ 动态调整机器/资源配置（虚拟化把系统的应用程序和服务硬件分离、提高了灵活性）
  ④ 高可靠（可部署额外的功能和方案，可提高透明负载均衡、迁移、恢复复制等应用环境）

• 劣势

  ① 前期高额费用（初期的硬件支持）
  ② 降低硬件利用率（特定场景-例如极度吃资源的应用不一定适合虚拟化）
  ③ 更大的错误影响面（本地物理机down机会导致虚拟机均不可用，同时可能虚拟机中文件全部损坏）
  ④ 实施配置复杂、管理复杂（管理人员运维、排障困难）
  ⑤ 一定的限制性（虚拟化技术涉及各种限制，必须与支持/兼容虚拟化的服务器、应用程序及供应商结合使用）
  ⑥ 安全性（虚拟化技术自身的安全隐患）

三、虚拟化前后对比

3.1、为什么要使用虚拟化

①操作系统方面

LAMP 架构中，如果架构要求服务间的安全性隔离比较高的话，Apache的页面和MySQL数据库的目录一定是不能互相碰面，如果Apache漏洞暴露出来，攻击者就可以Apache的进程访问到MySQL的数据目录，从而获取MySQL中的数据，这种就是严重的安全隐患而想解决这种潜在危险，可以通过实现内核级别的隔离（使用虚拟化技术）。

②软硬件结合

因为硬件和操作系统不兼容或者不支持，导致有些软、硬件功能无法正常使用（也是最难的问题）使用虚拟化，软硬件之间是会通过虚拟化层驱动进行隔离（调配）的，只要虚拟化层可以识别软/硬件应用，就可以将软硬件结合使用

③ 端口冲突

Apache和Nginx 定位相同（80端口）只能使用反向代理的方式进行分离，而同时如果在同一台机器使用这种方式，Apache和Nginx中重要的数据文件如果同时被泄露出去，而虚拟化可以隔离服务。

3.2、虚拟化前后对比

3.2.1、虚拟化前

① 每台主机拥有一个操作系统

② 软硬件紧密结合

③ 在同一个主机上运行多个应用程序通常会产生冲突

④ 系统资源利用率低（例如：5%）

⑤ 硬件成本高昂并且不够灵活

3.2.2、虚拟化后

① 打破了操作系统和硬件的互相依赖

② 通过封装到虚拟机的技术，管理操作系统和应用程序为单一的个体

③ 强大的安全和故障隔离

④ 虚拟机时独立于硬件的，它们可以在任何硬件上运行

四、KVM 原理简介

• 广义的KVM实际上包含两部分，一部分是基于LINUX内核支持的KVM内核模块，另一部分就是经过简化和修改的Qemu。

• KVM内核模块模拟处器和内存以支持虚拟机的运行，Qemu主要处理 I/0以及为用户提供一个用户空间工具来进行虛拟机的管理。两者相互结合，相辅相成，构成了一个完整的虚拟化平台。

• 注意: Qemu本身并不是KVI的一部分，Qemu 是一套完整的虚拟化解决方案，是纯软件实现虚拟化，包括处理器虚拟化、内存虚拟化以及各种虚拟设备的模拟，但因为是纯软件模拟出来的，所以Qemu的性能比较低。

• 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。

• 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 是 KVM 的管理工具。

• 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

  • libvirtd是服务程序，接收和处理 API 请求；
  • 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；
  • virsh 是我们经常要用的 KVM 命令行工具

4.1、KVM 运行时的三种模式

➢客户模式：可以简单理解成客户机在操作系统运行中的模式，客户模式又分为内核模式和用户模式。

➢用户模式：为用户提供虚拟机管理的用户空间工具以及代表用户执行I/0，Qem运行在这个模式之下。

➢内核模式：模拟CPU以及内存，实现客户模式的切换，处理从客户模式的退出。KVI内核模块运行在这个模式下。

五、kvm部署过程

5.1、kvm部署拓扑图

5.2、安装KVM前的环境部署

1、在VMware软件中新建虚拟机，并安装centos7系统

注意：

处理器数量:2 每个处理器内核数:3 处理器内核总数:6 虚拟化Intel VT-X 选项√下 内存大小为16G 网络NAT模式 硬盘300G 安装GNOME桌面 点开发工具 分区自动分配 安装操作系统 具体centos7的安装这里不做详细介绍，网上有很多文章介绍。

2、centos7系统开局优化和KVM环境准备

1、配置静态IP地址，保证与nat模式的网段一致vi /etc/resolv.confnameserver 114.114.114.114保证网络能够上网2、挂载光盘vi /etc/fstab/dev/sr0   /mnt   iso9660  defaults   0   0mount -a3、关闭防火墙systemctl stop firewalldsystemctl disable firewalld4、关闭核心防护setenforce 0sed -i '7s/enforcing/disabled/' /etc/sysconfig/selinuxcat /etc/sysconfig/selinux 5、配置yum本地源[root@localhost ~]# cd /etc/yum.repos.d/[root@localhost yum.repos.d]# mkdir backup[root@localhost yum.repos.d]# mv C* backup/[root@localhost yum.repos.d]# lsbackup[root@localhost yum.repos.d]# vim local.repo输入以下信息[centos]name=centosbaseurl=file:///mntgpgcheck=0enabled=1[root@localhost yum.repos.d]# yum clean all	   #清空yum仓库[root@localhost yum.repos.d]# yum makecache	#加载yum数据

5.3、安装KVM和网络配置

1、安装一些需要的软件

yum groupinstall -y "GNOME Desktop"   #安装 GNOME 桌面环境  如果装了图形界面不需要装了yum -y install qemu-kvm               #安装KVM 模块yum -y install qemu-kvm-tools         #安装KVM 调试工具yum -y install virt-install           #构建虚拟机的命令行工具yum -y install libvirt                #虚拟机管理工具yum -y install virt-manager            #图形界面管理虚拟机

2、进行检查

查看CPU是否支持虚拟化cat /proc/cpuinfo | grep vmx          查看KVM模块是否安装lsmod | grep kvm  优化ln -sf /lib/systemd/system/graphical.target /etc/systemd/system/default.target 将 系 统 的 默 认 运 行 target 更 改 为graphical.targe开启libvirtd服务，并设置开机自启动systemctl start libvirtdsystemctl enable libvirtd

重启系统

3、设置KVM网络

宿主服务器安装完成 KVM， 首先要设定网络， 在 libvirt 中运行 KVM 网络有两种方法： NAT 和 Bridge， 默认是 NAT。

用户模式， 即 NAT 方式， 这种方式是默认网络， 数据包由 NAT 方式通过主机的接口进行

传送， 可以访问外网， 但是无法从外部访问虚拟机网络。 桥接模式， 这种模式允许虚拟机像一台独立的主机一样拥有网络， 外部的机器可以直接 访问到虚拟机内部， 但需要网卡支持， 一般有线网卡都支持。 这里以 Bridge（桥接） 为例。 修改ens33网卡

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33TYPE=EthernetPROXY_METHOD=noneBROWSER_ONLY=noBOOTPROTO=none    # 修改为noneDEFROUTE=yesIPV4_FAILURE_FATAL=noIPV6INIT=noIPV6_AUTOCONF=yesIPV6_DEFROUTE=yesIPV6_FAILURE_FATAL=noIPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacyNAME=ens33UUID=d24fb08d-1fe6-45bd-ab6d-41fb6562f014DEVICE=ens33ONBOOT=yes#IPADDR=10.0.0.90#NETMASK=255.255.0.0#GATEWAY=10.0.0.254BRIDGE=br0   #注释掉IP地址、网关、掩码，添加上br0

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0TYPE=Bridge       BOOTPROTO=staticDEFROUTE=yesPEERDNS=yesPEERROUTES=yesIPV4_FAILURE_FATAL=noIPV6INIT=yesIPV6_AUTOCONF=yesIPV6_DEFROUTE=yesIPV6_PEERDNS=yesIPV6_PEERROUTES=yesIPV6_FAILURE_FATAL=noIPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacyNAME=br0DEVICE=br0ONBOOT=yesIPADDR=192.168.127.100   #添加NAT网段的IP地址NETMASK=255.255.255.0GATEWAY=192.168.127.1DNS1=8.8.8.8DNS2=114.114.114.114重启network网络systemctl restart network

5.4、创建kvm存储

1、创建镜像文件夹，上传镜像

mkdir -p /data_kvm/iso   mkdir -p /data_kvm/store    #虚拟机存储的目录[root@localhost Linux]# ls /data_kvm/iso/CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso#图形界面敲下面命令，打开虚拟系统管理器virt-manager

• 创建两个存储池 iso 和 store
  双击打开QEMU/KVM—存储–—添加（加号）—–填写名称—–前进—–浏览—–其他位置–----计算机—–data_kvm–store–打开–完成，使用相同方法创建镜像存储池，选择的文件夹是/data_kvm/iso。
  
  
  
  
  
  
  创建存储卷
  在store存储池里添加存储卷，最大容量选择20G
  创建虚拟机
  打开虚拟系统管理器–右击QEMU/KVM–选择新建
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

转载地址：http://hrkgf.baihongyu.com/