KVM虚拟化

linux云计算--KVM虚拟化技术（cpu内存）制作lvm镜像kwm上安装centos7系统KVM虚拟化技术(cpu内存) 制作lvm镜像 kwm上安装centos7系统1.CPU 虚拟化1.KVM中VCPU与ThreadKVM中每⼀个Guest OS都是⼀个标准的Linux进程（qemu-kvm进程）Guest OS中的 vCPU 是qemu-kvm 进程派⽣的线程Guest OS中的内存是qemu-kvm 进程的地址空间的⼀部分KVM 虚拟机包括虚拟内存、虚拟CPU和虚拟机I/O设备，其中内存和 CPU 的虚拟化由 KVM 内核模块负责实现，I/O 设备的虚拟化由 qemu 负责实现。

2.KVM中VCPU与Thread 查看进程和线程 KVM设备状态⼀个 KVM 虚拟机即⼀个 Linux qemu-kvm 进程，与其他 Linux 进程⼀样被Linux 进程调度器调度。

如上例：pstree命令查看，⼀个计算节点中有2个qemu-kvm进程，即2台虚拟机,或者ps aux|grep 虚机名字查看到qemu-kvm进程⼀个虚拟cpu对应⼀个线程virsh list --allps -TP 2951查看线程ps aux| grep qemu查看进程ps aux| grep qemu-kvmpstree查看进程3.KVM中VCPU与Thread虚机中的每⼀个虚拟 vCPU 则对应 qemu-kvm 进程中的⼀个线程。

宿主机有两个物理 CPU，上⾯起了两个虚机 VM1 和 VM2。

VM1 有两个 vCPU，VM2有 4 个 vCPU。

可以看到 VM1 和 VM2 分别有两个和 4 个线程在两个物理 CPU 上调度。

4.资源 over-commit （资源过载）2.内存虚拟化原理实现⽅式技术内存过载1.内存虚拟化基本原理KVM 为了在⼀台机器上运⾏多个虚拟机，需要增加⼀个新的内存虚拟化层也就是说，必须虚拟 MMU(内存管理单元 )来⽀持客户操作系统，来实现 VA -> PA -> MA 的翻译。

KVM虚拟化集群技术概述KVM虚拟化集群技术概述一、虚拟化集群介绍、设计思路及架构使用虚拟化集群的目标是克服单机虚拟化的局限性，利用技术手段提高虚拟机可用性，最终达到业务不中断或者减少中断时间，确保业务数据更安全的目标。

1. 虚拟化集群介绍1)什么是虚拟化集群虚拟机集群最显著的特征是有共享存储，因为有了共享存储，虚拟机就可以实现非常快速的在线迁移，并在虚拟化层配置高可用。

笔者在生产环境使用的集群有两种存储方式，基于商业存储和基于开源分布式文件系统。

2)虚拟化集群的高可用和基于应用层高可用的区别高可用是经常用到的运维技术，在系统、网络、数据库、Web业务等各个应用层面都有使用。

高可用技术是指至少有主备两个节点，当主节点故障的时候，迅速切换到备用节点。

为了避免备用节点误判，有时候还有第三个节点，或者主节点和备用节点共同能访问到的存储空间，用于做仲裁判断。

应用层面的高可用还有一个特点，就是一般都有浮动IP，当切换发生的时候，IP从主节点漂移到备用节点。

应用层面的高可用一般切换时间比较快，从几毫米到几秒中，同时应用层面的高可用一般需要专用软件，比如常用的Keepalived，Heartbeat 等。

虚拟化层面的高可用是虚拟机系统层面的高可用，即当一台计算节点故障的时候，在另外一台计算节点上自动将故障节点上的虚拟机启动起来。

注意如果虚拟机上的业务不能做到开机自启动，即使虚拟机自动启动了，并不能保证业务层面的自动恢复!另外还有一个问题，就是即使虚拟机启动起来了，当启动到一半虚拟机的系统卡住了，也不能及时恢复业务!虚拟化层的高可用一般业务恢复实际是系统重启的时间，加上业务开机自启动的时间，通常是分钟级别。

虽然虚拟化层高可用有业务不能恢复的风险，业务恢复时间也相对比较长，但是虚拟化层高可用有个非常巨大的优势，就是不需要在应用层面配置，大大的拓宽了高可用的适用范围，使原来在应用层难以使用高可用技术的应用，也能做到高可用，尤其是在某些专用的软件领域。

KVM的工作原理KVM是一种虚拟化技术，全称为Kernel-based Virtual Machine，它允许将一台物理主机分割成多个虚拟机，每一个虚拟机都可以运行独立的操作系统和应用程序。

KVM的工作原理是通过在Linux内核中实现虚拟化功能，将虚拟机监视器（VMM）嵌入到内核中，使得虚拟机可以直接访问硬件资源。

KVM的工作原理可以分为以下几个关键步骤：1.硬件虚拟化支持：KVM依赖于处理器的硬件虚拟化扩展，如Intel的VT-x和AMD的AMD-V。

这些扩展提供了虚拟化所需的指令集和特权级别，使得虚拟机可以在一个受限的环境中运行。

2.虚拟化模块加载：在Linux内核中，KVM模块负责将物理主机转变为虚拟机监视器。

当KVM模块被加载时，它会创建一个特殊的设备文件/dev/kvm，用于与用户空间的虚拟机管理程序进行通信。

3.虚拟机创建：当用户空间的虚拟机管理程序（如QEMU）启动时，它会通过与KVM模块的交互来创建一个虚拟机。

虚拟机管理程序会为虚拟机分配必要的资源，如内存、CPU和设备摹拟器。

4.虚拟机运行：一旦虚拟机创建完成，它就可以在物理主机上运行。

KVM模块负责将虚拟机的指令转发给物理处理器，并对虚拟机的访问硬件资源进行隔离和管理。

5.设备摹拟器：KVM通过设备摹拟器来摹拟虚拟机对硬件设备的访问。

设备摹拟器将虚拟机对设备的请求转发给物理主机上的实际设备，并将设备的响应传递回虚拟机。

6.内存管理：KVM使用一种称为“二级页表”的技术来管理虚拟机的内存。

物理主机上的内存被分成小块，每一个虚拟机都有自己的页表来映射虚拟地址到物理地址。

7.虚拟机迁移：KVM支持虚拟机的迁移，即将虚拟机从一台物理主机迁移到另一台物理主机上。

这通过将虚拟机的状态保存到磁盘上，然后在目标主机上恢复虚拟机的状态来实现。

总结起来，KVM的工作原理是通过在Linux内核中实现虚拟化功能，将物理主机分割成多个虚拟机，并提供对硬件资源的访问和管理。

KVM的工作原理KVM是Kernel-based Virtual Machine的缩写，是一种开源的虚拟化技术，允许将Linux内核转变为一个Hypervisor，从而在一台物理服务器上运行多个虚拟机。

KVM结合了QEMU（Quick Emulator）和Linux内核的功能，提供了高性能的虚拟化解决方案。

1.KVM模块加载：当系统启动时，KVM模块会被加载到内核中。

KVM模块包含了一系列的虚拟化基础设施，用于管理虚拟机的创建、销毁、调度等操作。

2. 虚拟机创建：当用户需要创建一个虚拟机时，KVM会通过调用QEMU启动一个新的进程来模拟虚拟机的硬件和设备。

在这个过程中，KVM会利用Linux内核中的相关功能，例如虚拟地址空间管理、设备驱动等。

3. 硬件虚拟化：KVM利用硬件虚拟化扩展（Intel VT-x和AMD-V）来提高虚拟机的性能。

硬件虚拟化扩展允许虚拟机直接访问物理硬件资源，减少了虚拟机和宿主机之间的中间层次。

4. CPU调度：KVM使用Linux内核的调度器来管理虚拟机的CPU资源分配，确保虚拟机能够公平地分享物理CPU的计算能力。

KVM也支持CPU热插拔功能，可以动态调整虚拟机的CPU个数。

5. 内存管理：KVM通过使用Linux内核的虚拟内存管理系统，将虚拟机的内存映射到物理内存中。

KVM还支持内存热插拔功能，虚拟机可以根据需要增加或减少内存容量。

6. I/O虚拟化：KVM利用QEMU的设备模拟功能来模拟虚拟机的硬件设备，例如虚拟网卡、虚拟存储等。

同时，KVM也支持通过Hypervisor的直通技术将物理设备直接分配给虚拟机，提高I/O性能。

7. 网络通信：KVM支持虚拟机之间和虚拟机与宿主机之间的网络通信。

通过Linux内核的网络堆栈，虚拟机可以与外部网络通信，获取外部服务。

8. 虚拟机的迁移：KVM支持虚拟机的迁移（migration）功能，可以将虚拟机从一台物理机迁移到另一台物理机上，而不中断虚拟机的运行。

KVM的工作原理KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于内核的虚拟化技术，它允许在一台物理主机上同时运行多个虚拟机。

KVM的工作原理涉及到虚拟化技术、硬件支持以及内核模块等方面。

虚拟化技术是指通过软件或者硬件实现在一台物理主机上运行多个虚拟机的技术。

KVM基于硬件虚拟化扩展（Intel VT或者AMD-V）来实现虚拟化。

这些硬件扩展提供了虚拟机监视器（VMM）所需的特权级别和权限控制，使得虚拟机可以在一个隔离的环境中运行。

KVM的工作原理如下：1. 硬件支持：KVM依赖于硬件虚拟化扩展，如Intel VT或者AMD-V。

这些扩展提供了虚拟化所需的特权级别和权限控制，使得虚拟机可以在一个隔离的环境中运行。

2. 内核模块加载：在物理主机上启动KVM之前，需要加载KVM内核模块。

这个内核模块提供了虚拟化所需的核心功能，包括虚拟机管理、设备摹拟和内存管理等。

3. 虚拟机创建：一旦KVM内核模块加载成功，用户可以通过管理工具（如libvirt或者virt-manager）创建虚拟机。

虚拟机可以使用不同的操作系统和应用程序，就像在独立的物理主机上一样。

4. 虚拟机运行：当虚拟机启动时，KVM内核模块会将虚拟机的运行环境隔离起来，使其独立于物理主机和其他虚拟机。

KVM利用硬件虚拟化扩展提供的特权级别和权限控制，确保虚拟机之间的安全隔离。

5. 设备摹拟：KVM通过设备摹拟来提供虚拟机对物理设备的访问。

它可以摹拟各种设备，如磁盘、网络和图形设备等。

虚拟机可以通过这些摹拟设备与外部世界进行通信。

6. 内存管理：KVM使用内存管理单元（MMU）来管理虚拟机的内存访问。

它将虚拟机的虚拟地址映射到物理地址，以确保虚拟机可以正常访问内存。

7. 调度和资源管理：KVM通过调度器来管理虚拟机的运行。

调度器负责分配物理资源，如处理器时间和内存空间，以确保虚拟机的正常运行。

总结起来，KVM的工作原理包括硬件支持、内核模块加载、虚拟机创建、虚拟机运行、设备摹拟、内存管理以及调度和资源管理等方面。

Centos7安装kvm虚拟机(centos6也可以)1.本教程以vmware虚拟机为例子，在其中的centos7虚拟机上安装kvm虚拟机首先开启虚拟化模块2.安装qemu-kvm 、libvirtyum install-y qemu-kvm libvirt，其中qemu-kvm用来创建虚拟机硬盘，libvirt 用来管理虚拟机qemu下载地址:https:///(多种版本)3.安装virt-install，yum -y install virt-install(virt-install用来创建虚拟机)4.启动libvirtd并且设置开机自启动，systemctl start libvirtd 、systemctl enable libvirtd5.创建虚拟机硬盘,(使用qemu来创建一个虚拟机硬盘，大小可以自定义)，qemu-img create -f raw /opt/CentOS-7-x86_64.raw 10G，硬盘名称为CentOS-7-x86_64.raw，硬盘大小为10G6.也可以用qcow2格式，此格式支持快照但是速度没有raw的快，命令方式类似，qemu-img create -f qcow2 /opt/centos.qcow2 10G7.在根目录下创建一个文件夹iso，将centos7的镜像上传到此目录下8.利用virt-install 创建一个名称为CentOS-7-x86_64的虚拟机，内存为10249.virt-install --virt-type kvm --name=centos --ram 1024 --vcpus=16 --cdrom=/iso/centos.iso --disk path=/data2/centos.raw --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5988, --force--autostart10.如果启动报错：ERROR internal error: process exited while connecting to monitor: 2019-05-10T17:10:20.075431Z qemu-kvm: -drivefile=/root/window.iso,format=raw,if=none,id=drive-ide0-0-1,readonly=o n: could not open disk image /root/window.iso: Could not open'/root/window.iso': Permission deniedDomain installation does not appear to have been successful.If it was, you can restart your domain by running:virsh --connect qemu:///system start windowsotherwise, please restart your installation.表示权限不足可以编辑配置文件 vi /etc/libvirtd/qemu.conf文件取消#user=”root” #group=”root”注释然后重启libvirtd systemctl restart libvirtd11.其中--name表示名称，ram表示内存为1024M，--vcpus表示cpu核数，cdrom 表示镜像所在目录，disk表示创建的虚拟机硬盘位置，port指定哪个端口安装时通过vnc连接就用哪个端口连接，安装多台机器时可以指定不同的端口然后来分别安装不同的操作系统，--graphics表示指定图形界面工具表示安装成功12.接下来通过vnc来连接虚拟机进行安装，地址为宿主机地址，端口为5988(防火墙提前开放端口)如果报错提示如下：修改成rgb222连接即可13.然后开始正常的系统安装过程，不在赘述14.安装成功后可以通过命令virsh list --all上述表示虚拟机是关闭状态开启kvm虚拟机命令virsh start CentOS-7-x86_64，关闭虚拟机命令为virsh shutdown CentOS-7-x86_64 重启为virsh reboot CentOS-7-x86_64有的时候virsh shutdown 命令不能关闭虚拟机，此时要在虚拟机(不是宿主)内安装acpid软件并设置开机自启动，然后就可以执行shutdown|reboot来关闭和重启了了yum -y install acpidservice acpid startchkconfig acpid on如果想连接此虚拟机还是要通过vnc来连接登陆安装net-tools 安装后才可以执行ifconfig命令ip地址走的是宿主机的虚拟网卡virbr0,宿主机网卡如下：上图中的虚拟机默认的是nat模式，内部的虚拟机可以访问外部网络，但是外部网络无法访问内部的虚拟机(xshell无法连接)，可以通过配置成桥接的方式来实现xshell连接内部虚拟机15.配置桥接网络：系统如果安装了桌面环境，网络由NetworkManager来管理，它不支持桥接网络，所以需要先关闭NetworkManager,一定要关闭，否则容易报错，配置完桥接后还要启动NetworkManager要不桌面无法使用，是黑屏状态。

kvm虚拟化技术实战与原理解析KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于Linux内核的开源虚拟化技术。

它允许在一台物理服务器上同时运行多个虚拟机，每个虚拟机拥有自己的操作系统和资源配置。

本文将从实战和原理两个方面对KVM虚拟化技术进行解析。

一、KVM虚拟化技术的实战应用1. 环境准备在进行KVM虚拟化技术实战之前，我们需要满足以下环境准备要求：- 一台支持虚拟化扩展的物理服务器；- 安装有支持KVM的Linux操作系统，例如Ubuntu、CentOS等；- 确保硬件资源充足，并开启虚拟化扩展功能。

2. 安装和配置KVM步骤一：安装KVM软件包通过在终端中执行相应的命令，我们可以轻松安装KVM软件包，例如在Ubuntu系统下，可以使用如下命令进行安装：```sudo apt-get install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils```步骤二：创建虚拟网络我们需要通过桥接方式创建一个虚拟网络，将虚拟机与物理网络连接起来。

可以使用以下命令创建一个名为br0的虚拟网络：```sudo brctl addbr br0sudo brctl addif br0 eth0```步骤三：创建和管理虚拟机可以使用命令行工具（virsh）或者图形化工具（virt-manager）来创建和管理虚拟机。

通过设置虚拟机的硬件资源和网络配置，我们可以满足各种不同的应用需求。

3. 实战应用案例KVM虚拟化技术在实际应用中具有广泛的用途，以下是一些实战应用案例：- 服务器虚拟化：将一台物理服务器划分为多个虚拟机，每个虚拟机运行一个独立的应用程序，提高服务器资源的利用率。

- 开发和测试环境：通过创建虚拟机，开发团队可以在不同的环境中进行应用程序的开发和测试，提高开发效率和应用程序的可靠性。

- 云计算平台：KVM虚拟化技术是很多云计算平台的基础，通过在物理服务器上运行多个虚拟机，实现多租户的资源共享和隔离。

解释kvm虚拟化
KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于Linux内核的开源虚拟化技术，可以将一个物理主机分割成多个虚拟机，每个虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序。

它利用Linux内核提供的虚拟化技术，将物理计算机的资源（CPU、内存、磁盘、网络等）分配给虚拟机，并通过虚拟设备模拟器让虚拟机能够与物理硬件进行交互。

KVM虚拟化技术的优点包括：
1. 高性能：KVM利用Linux内核的虚拟化技术，直接在硬件上运行虚拟机，因此性能比较高。

2. 灵活性：KVM支持多种操作系统和应用程序，可以根据需求创建不同类型的虚拟机。

3. 安全性：KVM利用Linux内核的安全机制，可以对虚拟机进行隔离，保护主机和其他虚拟机的安全。

4. 易管理性：KVM利用Linux内核的管理工具，可以方便地管理虚拟机，并且可以与其他管理工具集成使用。

总之，KVM是一种强大的虚拟化技术，可以帮助用户更有效地利用硬件资源，提高系统的可用性和灵活性。

KVM虚拟化技术能够在单个服务器硬件平台上运行多个虚拟机(vm)的能力在如今的it基础架构中实现了了成本、系统管理和灵活性等方面的优势。

在单个硬件平台上托管多个虚拟机，可减少硬件开支并帮助最大限度降低基础架构成本，比如能耗和制冷成本。

将操作方式不同的系统作为虚拟机整合在一个硬件平台上，可简化通过管理层（比如开源虚拟化库(libvirt)）和基于它的工具（比如图形化的虚拟机管理器(vmm)）对这些系统的管理工作。

虚拟化还提供了如今面向服务的高可用性it操作中所需的操作灵活性，支持将正在运行的虚拟机从一个物理主机迁移到另一个主机，以满足硬件或物理场所问题的需要，或者通过负载平衡最大限度提高性能，或者应对日益增长的处理器和内存需求。

开源桌面虚拟化应用程序（如VirtualBox）允许用户甚至小型企业（中小型企业单位或中小型企业）环境在单个物理系统上运行多个虚拟机。

然而，VirtualBox等虚拟化环境在桌面或服务器系统上作为客户端应用程序运行。

企业计算环境需要一个更接近物理硬件（“裸机”）的高性能、面向服务器的虚拟化环境，它支持虚拟机的执行，而操作系统开销要少得多。

裸机虚拟化机制可以更好地管理硬件资源，并充分利用大多数64位x86和PowerPC处理器内置的虚拟化硬件支持。

裸机虚拟化机制使用一个称为虚拟机管理程序的小操作系统，来管理和计划虚拟机以及相关的资源。

裸机虚拟机管理程序称为type1虚拟机管理程序。

两种最流行的裸机开源虚拟化技术是kernelvirtualmachine(kvm)和xen。

尽管xen和kvm各有自己的优点和爱好者，但kvm的流行度和复杂度在不断增加，它现在已成为大多数linux发行版的推荐默认虚拟化机制。

比较KVM和Xenxen虚拟化环境在传统上提供了linux系统上性能最高的开源虚拟化技术。

xen使用一个虚拟机管理程序来管理虚拟机和相关的资源，还支持半虚拟化，这可在“知道”自己已实现虚拟化的虚拟机中提供更高的性能。

KVM虚拟化（⼀）——介绍与简单使⽤⼀、架构及介绍 KVM（Kernel-based Virtual Machine）它由 Quramnet 开发，该公司于 2008年被 Red Hat 收购； ⾃Linux 2.6.20后整合到内核，该内核模块使得 Linux 变成了⼀个 Hypervisor层； 它依托于CPU虚拟化指令集，性能、安全性、兼容性、稳定性表现很好，每个虚拟化操作系统表现为单个系统进程，与Linux安全模块selinux安全模块很好结合； 官⽅⽹站为⼆、KVM的安装（1）安装之前要查看CPU是否⽀持虚拟化，以下命令有输出就代表⽀持虚拟化；如果确定cpu可以⽀持虚拟化，但以上命令没有输出结果，就进⼊bash加载虚拟化1 Intel CPU：2 [root@localhost ~ ]#cat /proc/cpuinfo | grep vmx3 AMD CPU:4 [root@localhost ~ ]#cat /proc/cpuinfo | grep smv5 [root@localhost ~ ]# modprobe kvm #加载kvm模块（2）安装⽅法⽅法⼀：在安装系统的时候，选择桌⾯安装，然后选择虚拟化选项⽅法⼆：在已有系统基础上，安装KVM所需软件。

必安包:qemu-kvm.x86_64 //KVM模块qemu-img.x86_64 //qemu组件，创建磁盘、启动虚拟机等可选⼯具包：yum -y groupinstall "Desktop" //安装GNOME桌⾯环境virt-manager //图形界⾯管理虚拟机⼯具libvirt //图形化虚拟机管理⼯具python-virtinst.noarch //python组件，记录创建VM时的xml⽂件bridge-util.x86.64 //⽹络⽀持⼯具，桥接功能模块libguestfs-tools //⽂件管理⼯具acpid //virsh命令依赖的服务，需要开机启动的，他是⼀个服务，不是⼯具包（3）验证安装结果[root@localhost ~ ]# lsmod | grep kvmkvm_intel 54285 0kvm 333172 1 kvm_intel三、KVM⽹络1、KVM虚拟机⽹络介绍 在libvirt中运⾏KVM⽹络有两种⽅法：NAT和Bridge，默认是NAT（1）NAT模式：即⽤户模式，可以访问外⽹，但是⽆法从外部访问虚拟机⽹络。