雲計算之--------高級虛擬化KVM

背景：

       前篇在討論完雲計算後，本次咱們來討論實現雲計算的基礎--->虛擬化技術，虛擬化官方解釋，

是指經過虛擬化技術將一臺計算機虛擬爲多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每一個邏輯計算機可運行不一樣的操做系統，而且應用程序均可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提升計算機的工做效率。

       虛擬化使用軟件的方法從新定義劃分IT資源，能夠實現IT資源的動態分配、靈活調度、跨域共享，提升IT資源利用率，使IT資源可以真正成爲社會基礎設施，服務於各行各業中靈活多變的應用需求。

分類和業務場景選擇：

    1. 一臺或幾臺少許服務器(物理機)

        a. ESXI (經常使用)

        b. XenServer

    2. 多臺服務器(物理機)

        a. KVM　(linux內核級支持)    ［本次主要講解］

        b. oVirt(開源的RHEV)

        c. openstack(開源，火爆)

        d. Vmware vshpere (虛擬化中的霸主，收費)

        e. RHEV(RedHat收費產品)

 

KVM優點

    1. 嵌入到linux正式kernel(兼容性高)　(kernel：linux內核)

    2. 代碼(內核)級資源調用，不用上下文切換

    3. 虛擬機就是一個進程，能夠經過命令來進行管理虛擬機

    4. 直接支持NUMP(Non uniform memory access) 非統一內存方式

    5. 社區人員多

    6. intel和AMD都支持

    7. RedHat6和CentOS6以後都內置

    5. 其它(被RedHat收購)

        a. 保持開源發展模式

        b. 更好的商業支持級服務保障

        

在開始實戰前，咱們來討論一下虛擬化中常見的一個問題

        [一臺主機跑多個相同的應用和一個主機上面多個虛擬主機，每一個虛擬主機一個應用的區別]

        最終得出的結論以下：

            1. 前者性能好，由於虛擬化管理工具也須要佔用計算資源

            2. 前者一個應用故障會影響其它剩餘的應用運行狀態，後者基於虛擬主機上因此每一個應用獨立，故障不會互相影響．

            3. 前者不易於管理，後者管理容易

            4. 後者快照，備份，回覆容易

   

介紹了這麼多關於虛擬化方面的優點和常識，那如何實現虛擬化呢

    

下面正式開始實現虛擬化

１．環境準備

[#1#root@kvm ~]#　cat /etc/redhat-release 

CentOS Linux release 7.2.1511 (Core)

[#2#root@kvm ~]#　uname -a

Linux kvm 3.10.0-327.22.2.el7.x86_64 #1 SMP Thu Jun 23 17:05:11 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

2. 安裝

[#3#root@kvm ~]#yum -y install qemu-kvm qemu-kvm-tools virt-manager libvirt virt-install

3. 檢查安裝

[#4#root@kvm ~]#rpm -qa qemu-kvm qemu-kvm-tools virt-manager libvirt virt-install

virt-install-1.2.1-8.el7.noarch

qemu-kvm-1.5.3-105.el7_2.4.x86_64

virt-manager-1.2.1-8.el7.noarch

qemu-kvm-tools-1.5.3-105.el7_2.4.x86_64

libvirt-1.2.17-13.el7_2.5.x86_64

4. 查看是否支持虛擬化

    a. 標誌

        intel vmx

        AMD svm 

    b. 查看是否支有vmx或svm  

[#5#root@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 arat epb pln pts dtherm tpr_shadow vnmi ept vpid fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 invpcid xsaveopt

5. 建立虛擬機所需硬盤

硬盤格式分類：

    1.全鏡像模式

        a. 一次性分配空間，性能高，轉換容易

        b. 不支持壓縮，快照，鏡像，佔用空間大

        c. 表明有raw

    2. 稀疏模式

        a. 支持壓縮，快照，鏡像

        b. 佔用空間小, 使用多少佔用多少

        c. 表明 qcow2　　(後面使用此硬盤格式)

[#6#root@kvm ~]#qemu-img  create -f qcow2  /opt/CentOS-7.1-x86_64.raw  10G     

Formatting '/opt/CentOS-7.1-x86_64.raw', fmt=qcow2 size=10737418240 encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off

   qemu-img: 經過qemu來建立模擬外部設置(硬盤，網絡等), KVM只能模擬CPU和內存

    -f  支持格式，qcow2 稀疏模式

    /opt/CentOS-7.1-x86_64.raw 保存的位置和名稱

    10G 指定大小

6. 查看硬盤是否建立成功

[#7#root@kvm ~]#lsmod | grep kvm

kvm_intel             162153  0 

kvm                   525409  1 kvm_intel

7. libvirt設置啓動並開機自啓

[#8#root@kvm ~]#systemctl enable libvirtd.service

[#9#root@kvm ~]#systemctl start libvirtd.service

8. 建立ISO鏡像

    經過Vmware Workstation掛載系統盤

[#10#root@kvm ~]#dd if=/dev/cdrom of=/opt/CentOS-7.1.iso    

1234944+0 records in

1234944+0 records out

632291328 bytes (632 MB) copied, 30.9402 s, 20.4 MB/s

9. 建立虛擬機

[#11#root@kvm ~]# virt-install --name CentOS-7.1-x86_64 \

        --virt-type kvm --ram 1024  \

        --cdrom=/opt/CentOS-7.1.iso \

        --disk path=/opt/CentOS-7.1-x86_64.raw \

        --network network=default  \

        --graphics vnc,listen=0.0.0.0 \

        --noautoconsole

Starting install...

Creating domain...                                       |    0 B     00:01     

Domain installation still in progress. You can reconnect to 

the console to complete the installation process.

    --name  指定虛擬機名稱，惟一的

    --virt-type 指定虛擬技術類型　

    --ram 分配內存大小

    --cdrom 指定安裝鏡像ISO

    --disk 指定硬盤

    --network 指定網絡

    --graphics 指定vnc(來賓)訪問，並容許全部ip

    --noautoconsole 關閉自動屬性

10. 經過VNC鏈接　

    默認第一個建立的虛擬機端口爲5900, 第二個5901，第三個第四個以此類推

    

    設置網卡名爲eth0

     光標移動到Install CentOS 7按Tab鍵，在後面輸入net.ifnames=0 biosdevname=0 

    

    

    修改完成後查看網卡名稱

    

    

11. 經過virsh管理虛擬機

    查看正式在運行的虛擬機 [不顯示狀態爲中止的虛擬機]

    [#12#root@kvm ~]#　virsh list

     Id    Name                           State

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

     4     CentOS-7.1-x86_64              running

    查所全部虛擬機 ［包含狀態爲中止的虛擬機］

    [#13#root@kvm ~]#　virsh list --all

     Id    Name                           State

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

     4     CentOS-7.1-x86_64              running

    正常關閉虛擬機  

    [#14#root@kvm ~]#　virsh shutdown CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 is being shutdown

    

    [#15#root@kvm ~]#　virsh list --all

     Id    Name                           State

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

     -     CentOS-7.1-x86_64              shut off

    開啓虛擬機

    [#16#root@kvm ~]#virsh start CentOS-7.1-x86_64   

    Domain CentOS-7.1-x86_64 started

    

    [#17#root@kvm ~]#virsh list --all             

     Id    Name                           State

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

     5     CentOS-7.1-x86_64              running

    掛起虛擬機

    [#18#root@kvm ~]#virsh suspend CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 suspended

    

    [#19#root@kvm ~]#virsh list --all               

     Id    Name                           State

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

     5     CentOS-7.1-x86_64              paused

    恢復掛起的虛擬機    

    [#19#root@kvm ~]#virsh resume  CentOS-7.1-x86_64 

    Domain CentOS-7.1-x86_64 resumed

    

    [#20#root@kvm ~]#virsh list --all

     Id    Name                           State

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

     5     CentOS-7.1-x86_64              running

     強制關閉虛擬機（正在運行的數據會丟失）  

    [#21#root@kvm ~]#virsh destroy CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 destroyed

    

    [#22#root@kvm ~]#virsh list --all               

     Id    Name                           State

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

     -     CentOS-7.1-x86_64              shut off

    刪除虛擬機

    [#23#root@kvm ~]#virsh undefine CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 has been undefined

    

    [#24#root@kvm ~]#virsh list --all                

     Id    Name                           State

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

    

12. 修改kvm虛擬機：

    [#25#root@kvm ~]# virsh edit CentOS-7.1-x86_64    #編輯虛擬機文件

    <vcpu placement='auto' current="1">4</vcpu>    #將cpu設置爲自動調整，最低一個，最大四個

    Domain CentOS-7.1-x86_64 XML configuration edited.

    改完以後重啓才生效

    [#26#root@kvm ~]# virsh shutdown  CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 is being shutdown

    [#27#root@kvm ~]# virsh start CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 started

    設置成2個cpu

    [#28#root@kvm ~]# virsh setvcpus CentOS-7.1-x86_64 2 --live

    

    設置成3個cpu

    [#29#root@kvm ~]# virsh setvcpus CentOS-7.1-x86_64 4 --live

    總結：只支持熱添加，不支持熱刪除

    

    回虛擬機查看：

    [#30#root@kvm ~]# cat /proc/cpuinfo         ----就能夠看到cpu有4核了

    

    

    ########設置內存的熱添加與熱減小########

    [#31#root@kvm ~]# virsh edit CentOS-7.1-x86_64  

     <memory unit='KiB'>4048576</memory>

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

    改完以後重啓才生效

    [#32#root@kvm ~]# virsh shutdown  CentOS-7.1-x86_64

    [#33#root@kvm ~]# virsh start CentOS-7.1-x86_64

    

    更改以後回虛擬機查看，內存從1G變成了721M

    

    KVM以內存管理的氣球模式：

    [#34#root@kvm ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd info balloon

    balloon: actual=1024

    

    [#35#root@kvm ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd balloon 600

     

    回虛擬機查看，內存從721變成了297M

    

    [#36#root@kvm ~]# virsh qemu-monitor-command CentOS-7.1-x86_64 --hmp --cmd balloon 2000

    

    回虛擬機查看，內存從297變成了1697M

    

        
        

13. 網絡設置

    因爲建立虛擬機的時候咱們指定爲--network network=default,　默認使用NAT模式，此時只有建立虛擬的宿主機可以訪問此虛擬機．在實踐環境中這是不容許的，咱們須要將其改成橋接模式，供局域網其它用戶訪問使用．

    

    [#31#root@kvm ~]# brctl addbr br0 &&\

    > brctl addif  br0 eth0 && \

    > ip addr del dev eth0 192.168.56.21/24 && \

    > ifconfig br0 192.168.56.21/24 up && \

    > route add default gw 192.168.56.2 &&  \

    > iptables -F

    brctl addbr br0  建立橋接網上　指定名稱爲br0

    brctl addif  br0 eth0    綁定eth0到br0網橋上

    ip addr del dev eth0 192.168.56.21/24　刪除eth0的ip地址

    ifconfig br0 192.168.56.21/24 up　設置橋接br0 ip地址，並開啓

    route add default gw 192.168.56.2　設置路由

    iptables -F 清理防火牆

    

    [#32#root@kvm ~]# virsh edit CentOS-7.1-x86_64   #編輯虛擬機xml文件

    修改網絡配置

    

修改成網橋

    重啓虛擬機

    [#33#root@kvm ~]#virsh reboot CentOS-7.1-x86_64

    Domain CentOS-7.1-x86_64 is being rebooted

   此時虛擬機已與宿主機在同一網段中，能夠使用ssh等工具鏈接．