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虛擬化

KVM  （kernel-based virtual machine)

xen   kvm    vmare esx          openVZ     Oracle VM VirtualBox   vsphere



企業(yè)級(jí)應(yīng)用：非本地的    
分兩部分：一，host虛擬機(jī)
       二，management端



最早的虛擬化：  分時(shí)操作系統(tǒng)    單核CPU 同一時(shí)間點(diǎn)只能做一個(gè)任務(wù)   運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程或線程就是一種虛擬化
  cpu運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，中斷，再運(yùn)行另一個(gè)，因?yàn)镃PU運(yùn)行速度快，所以用戶感覺不到這種切換，這種切換叫上下文切換


常見的虛擬化場(chǎng)景： 游戲模擬器：如使用X86的CPU模擬PSP或街機(jī)的CPU，使用X86的硬件模擬PSP或街機(jī)的硬件




vmware workstation的虛擬結(jié)構(gòu)圖：

OS1 OS2


  vmware workstation


OS(內(nèi)核)

  硬件：CPU，mem,hd等


--上面的結(jié)構(gòu)：OS1和OS2的操作，需要通過vmware來轉(zhuǎn)化為進(jìn)程對(duì)OS的請(qǐng)求，再由OS轉(zhuǎn)化為對(duì)硬件的請(qǐng)求；
如果這里OS里跑的其它程序如果占用和資源多，那么必然會(huì)造成vmware的資源占用少，性能就會(huì)不太好，因?yàn)関mware的進(jìn)程和其它進(jìn)程是同級(jí)的


--如何把性能提高：跳過OS這一層
  或者虛擬化和os同級(jí)
  或者硬件本身支持虛擬化


所以就發(fā)展成下面這幾種虛擬情況：
半(準(zhǔn))虛擬化：
完全虛擬化：




半(準(zhǔn))虛擬化：
客戶機(jī)器操作系統(tǒng)必須是修改過的，才能使用半虛擬化。
硬件虛擬化技術(shù)。

典型代表： Xen


citrix： xen

xen半虛擬化結(jié)構(gòu)圖：


domain0    domain1 domain2  ...

  xen

 硬件：CPU，MEM，HD等



--上面的結(jié)構(gòu)： xend取代了OS，domain0是用來控制xen的一個(gè)控制器(跑hypervisor)，domain1,domain2...就是虛擬的操作系統(tǒng)；這樣轉(zhuǎn)化的效率就會(huì)高很多
但要注意的是：上層的domain1,domain2等的內(nèi)核接口必須要與xen對(duì)應(yīng)才可以；
 xen要使用支持xen的專有內(nèi)核才可以，原有的內(nèi)核不行，原有的內(nèi)核是直接與硬件進(jìn)行通訊的；
開源的linux,freebsd都可以修改，但windows卻不行;
xen已經(jīng)加入到linux內(nèi)核里去了，從2.6.18之后的內(nèi)核就有xen
citrix把xen買下來了，所以redhat不再繼續(xù)開發(fā)xen，就買了另一家kvm；并且citrix是微軟的白金級(jí)合作伙伴，它可以要求MS去修改源代碼支持xen，所以只有citrix的xen支持windows



Hypervisor——一種運(yùn)行在基礎(chǔ)物理服務(wù)器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層,可允許多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用共享硬件。也可叫做VMM（ virtual machine monitor ），即虛擬機(jī)監(jiān)視器。  
Hypervisors是一種在虛擬環(huán)境中的“元”操作系統(tǒng)。他們可以訪問服務(wù)器上包括磁盤和內(nèi)存在內(nèi)的所有物理設(shè)備。
Hypervisors不但協(xié)調(diào)著這些硬件資源的訪問，也同時(shí)在各個(gè)虛擬機(jī)之間施加防護(hù)。
當(dāng)服務(wù)器啟動(dòng)并執(zhí)行Hypervisor時(shí)，它會(huì)加載所有虛擬機(jī)客戶端的操作系統(tǒng)同時(shí)會(huì)分配給每一臺(tái)虛擬機(jī)適量的內(nèi)存，CPU，網(wǎng)絡(luò)和磁盤。




全虛擬化：
必須cpu支持硬件虛擬化。
客戶機(jī)器不需要修改內(nèi)核，原則上可以安裝任何的操作系統(tǒng)。
Intel # cat /proc/cpuinfo | grep vmx
AMD :  svm

典型代表： kvm , VMware ESXi



KVM 完全虛擬化結(jié)構(gòu)圖：


OS1 OS2

    KVM  os

硬件：CPU，MEM，HD等

要求操作系統(tǒng)廠商按照它的虛擬化標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則編寫



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紅帽官檔下載路徑

docs.redhat.com
https://access.redhat.com/documentation/en-US/


KVM官方安裝文檔(english)

Red_Hat_Enterprise_Linux-6-Virtualization_Host_Configuration_and_Guest_Installation_Guide-en-US.pdf


在宿主機(jī)安裝kvm


1，配置好yum

# vim /etc/yum.repos.d/rhel-source.repo

[rhel-source]
name=rhel6.5
baseurl=file:///yum/
enabled=1
gpgcheck=0


# yum groupinstall "Virtualization"
# yum groupinstall "Virtualization Client"
# yum groupinstall "Virtualization Platform"
# yum groupinstall "Virtualization Tools"


# service libvirtd restart
# chkconfig libvirtd on


# cat /proc/cpuinfo |grep -E "vmx|svm" --查看CPU是否支持intel或AMD的虛擬技術(shù)

vmx ---intel
svm ---AMD

# modprobe kvm
# modprobe kvm_intel --如果不支持vmx指令，則加載不支持

# lsmod |grep kvm
kvm_intel              52570  0
kvm                   314739  1 kvm_intel




開始安裝kvm
1，圖形安裝

# virt-manager    --和xen一樣的命令，打開虛擬機(jī)管理器

安裝名:kvm1    --名字隨意
安裝方式:      --我這里選擇第一個(gè)，使用iso直接安裝

安裝路徑：/share/soft/rhel-server-6.5-x86_64-dvd.iso --寫上iso的路徑
OS type:  linux
         red hat enterprise  linux  6


內(nèi)存大小: 1024M -- 內(nèi)存如果較小，安裝時(shí)無法使用圖形安裝方式，只能使用文本安裝方式
cpu個(gè)數(shù):2     --不能大于宿主機(jī)器的cpu核數(shù)

硬盤大小: 12 G    --我這里定義12G大小，不馬上分配；它的默認(rèn)路徑會(huì)在/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm1.img；也可以自定義路徑


第五步:網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在只能選擇default  --這是一個(gè)nat網(wǎng)絡(luò)(私有網(wǎng)絡(luò))，橋接網(wǎng)絡(luò)不能選，需要后面單獨(dú)配置后才能選擇




2，命令行交互式安裝
[root@li ~]# virt-install --prompt
What is the name of your virtual machine?
kvm2
How much RAM should be allocated (in megabytes)?
800
What would you like to use as the disk (file path)?
/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm2.img
How large would you like the disk (/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm2.img) to be (in gigabytes)?
12
What is the install CD-ROM/ISO or URL?
/share/soft/rhel-server-6.5-x86_64-dvd.iso




3，直接使用命令行來安裝
# virt-install --hvm -n "kvm3" -r 800 --vcpus 2 --os-type="linux" --os-variant="rhel6" --disk path=/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm3.img,size=12 -l /share/soft/rhel-server-6.5-x86_64-dvd.iso --network bridge=virbr0




hvm是指全虛擬化
p是指半虛擬化


4,使用kc.cfg自動(dòng)安裝

# virt-install --vnc --noautoconsole --arch=x86_64 --hvm -n "kvm3" -r 800 --vcpus 2 --os-type="linux" --os-variant="rhel6" --disk path=/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm3.img,size=12 --location=ftp://172.16.2.9/ --extra-args="ks=nfs:172.16.2.9:/ks/ks.cfg" --network bridge=virbr0


# virt-install --vnc --noautoconsole --arch=x86_64 --hvm -n "kvm3" -r 800 --vcpus 2 --os-type="linux" --os-variant="rhel6" --disk path=/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm3.img,size=12 --location=ftp://172.16.2.9/ --extra-args="ks=http://172.16.2.9/ks.cfg" --network bridge=virbr0

virt-install  --help
幫助手冊(cè)

[root@i ~]# virt-install --vnc --noautoconsole --arch=x86_64 --hvm -n "kvm4" -r 800 --vcpus 1 --os-type="linux" --os-variant="rhel6" --disk /var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm4.img,size=9 --location=ftp://192.168.0.254/pub/rhel6/dvd --extra-args="ks=ftp://192.168.0.254/kvm.cfg" --network bridge=virbr0

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主要的管理命令:
virsh help  
virsh help domain
virsh help network
virsh help monitor   --因?yàn)閰?shù)很多，可以用象domain,network,monitor這種關(guān)鍵字，只查看與關(guān)鍵字有關(guān)的參數(shù)幫助
......




# virsh  list
Id    Name                           State
----------------------------------------------------
1     kvm1                           running

# virsh list --all
Id    Name                           State
----------------------------------------------------
1     kvm1                           running
-     kvm2                           shut off



# virsh  start kvm1 --啟動(dòng)一個(gè)虛擬機(jī)
# virsh  shutdown kvm1     --正常在一分鐘后關(guān)閉一個(gè)虛擬機(jī)(如果都沒有登錄進(jìn)去，則會(huì)馬上關(guān)閉）
# virsh  reboot kvm1    --正常重啟一個(gè)虛擬機(jī),一樣會(huì)在關(guān)閉時(shí)要一分鐘
# virsh  destroy kvm1    --強(qiáng)制關(guān)閉一個(gè)虛擬機(jī),類似斷電,可以瞬間關(guān)閉虛擬機(jī)

# virsh save kvm1 /etc/libvirt/qemu/kvm1.save  --把kvm1關(guān)閉，并把當(dāng)前狀態(tài)保存為一個(gè)文件 <開啟狀態(tài)>
# virsh restore /etc/libvirt/qemu/kvm1.save --通過保存的文件，恢復(fù)當(dāng)時(shí)save時(shí)的狀態(tài) <關(guān)閉狀態(tài)>

# virsh suspend kvm1 --暫停kvm1的狀態(tài)
# virsh resume kvm1 --由暫停切換為繼續(xù)的狀態(tài)

# virt-viewer  kvm1   --連接一個(gè)已經(jīng)啟動(dòng)的虛擬機(jī)，并使用圖形查看


＃ virsh console kvm1   --字符連接一個(gè)虛擬機(jī),但是現(xiàn)在連接不了；因?yàn)樾枰粋€(gè)串口的授權(quán)才可以;下面的例8會(huì)說明

--這里要注意,console連接會(huì)卡死在那;只能殺進(jìn)程退出;但其實(shí)是有快捷鍵的;是ctrl+ ] (也就是右中框號(hào)的這個(gè)鍵)來退出


虛擬機(jī)相關(guān)的文件：
以kvm1為例:
配置文件在:/etc/libvirt/qemu/kvm1.xml
磁盤文件默認(rèn)在:/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm1.img




命令刪除一個(gè)虛擬機(jī)的做法(假設(shè)為kvm3)

virsh destroy kvm3
virsh undefine kvm3
rm -rf /var/lib/libvirt/p_w_picpaths/kvm3.img


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網(wǎng)絡(luò)管理
console連接
克隆
添加或刪除硬件
遠(yuǎn)程虛擬機(jī)管理
遷移
快照

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kvm 網(wǎng)絡(luò)管理

# virsh  help network --只查看與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的幫助參數(shù)


# virsh net-list --all
Name                 State      Autostart
-----------------------------------------
default              active     yes --這是一個(gè)NAT網(wǎng)絡(luò)，私有網(wǎng)絡(luò)


# virsh net-info default
Name            default
UUID            704eb1b7-3feb-4a38-8642-9c3fe2f023bb
Active:         yes
Persistent:     yes
Autostart:      yes
Bridge:         virbr0


default網(wǎng)段的配置文件的路徑為:
/etc/libvirt/qemu/networks/default.xml


virsh net-destroy default --停掉default網(wǎng)絡(luò)，由virsh net-list --all去查看，狀態(tài)變?yōu)閕nactive
virsh net-start  default --啟動(dòng)default網(wǎng)絡(luò)，狀態(tài)變?yōu)閍ctive




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例一:圖形增加私有網(wǎng)絡(luò)

virt-manager打開圖形－－》edit －－》connections details －－》 virtual networks－－》點(diǎn)左下角的+號(hào)增加一個(gè)私有網(wǎng)絡(luò)（選擇名字，網(wǎng)絡(luò)分配地址范圍，dhcp的分配范圍）
--注意：這里最后一步有三種網(wǎng)絡(luò)：
1，isolated 相當(dāng)vmware的hostonly，沒有NAT，也沒有網(wǎng)關(guān)
2，NAT   有網(wǎng)關(guān)，有NAT，可以通過宿主上外網(wǎng)
3，routed 也是相當(dāng)于hostonly，在isolated的基礎(chǔ)上就是加了一個(gè)網(wǎng)關(guān)

把上面的步驟做完后，直接在宿主機(jī)用ifconfig或virsh net-list --all，就可以看到新加的網(wǎng)絡(luò)了


例二：手動(dòng)加一個(gè)私有網(wǎng)絡(luò)
1，# cp /etc/libvirt/qemu/networks/default1.xml /etc/libvirt/qemu/networks/default2.xml

# vim /etc/libvirt/qemu/networks/default2.xml

 default2 --修改名字為default2
 243166ddb-e2fd-9983-1997-5e8efdc06c42  --uuid隨便修改一下
  --virbr1改成virbr2
  --MAC地址改一下，只改后面三位
  --IP改為101
   
      --dhcp地址范圍也改成101的
   
 



2，# virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/default2.xml --定義一下,然后你可以使用virsh net-list --all去查看，狀態(tài)為inactive,autostart的狀態(tài)為no
3，# virsh net-start default2 --啟動(dòng)
4，# ifconfig virbr2 |head -2 --查看就有了
virbr2    Link encap:Ethernet  HWaddr 52:54:00:AF:27:25  
         inet addr:192.168.101.1  Bcast:192.168.101.255  Mask:255.255.255.0



# ls /etc/libvirt/qemu/networks/autostart/
default1.xml   default.xml

5，# virsh net-autostart default2  --讓他開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)

# ls /etc/libvirt/qemu/networks/autostart/ --這里就會(huì)多了default2.xml了，其實(shí)都是網(wǎng)絡(luò)配置文件的軟鏈接
default1.xml  default2.xml   default.xml


剛加的網(wǎng)絡(luò)配置文件都在下面的目錄
# ls /etc/libvirt/qemu/networks
autostart  default1.xml  default2.xml  default.xml




例三：修改一個(gè)網(wǎng)絡(luò)
1,# vim /etc/libvirt/qemu/networks/default2.xml



 default2
 243166ddb-e2fd-9982-1996-5e8efdc06c42
 
   
 
 
 
  --我這里把以前的192.168.101.0的IP范圍都改成了192.168.102.0
   
     
   
 



保存后，使用ifconfig virbr1 查看，還是192.168.102.1，沒有改變
需要做下面三步：

2,# virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/default2.xml  --定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，使你的修改被他知道
Network default2 defined from /etc/libvirt/qemu/networks/default3.xml

3,# virsh net-destroy default2 --停一下這個(gè)網(wǎng)絡(luò)
Network default2 destroyed

4,# virsh net-start default2 --再啟這個(gè)網(wǎng)絡(luò)
Network default2 started


ifconfig virbr2查看，成功修改成192.168.102.1


上面的第一步和第二步可以統(tǒng)一成一步來做：
# virsh  net-edit default2   --使用這個(gè)命令打開，修改，然后就直接net-destroy和net-start，不需要去net-define



例四：
圖形刪除一個(gè)網(wǎng)絡(luò)
virt-manager打開圖形－－》edit －－》connections details －－》 virtual networks－－》選擇你要?jiǎng)h除的網(wǎng)絡(luò)，然后左下角，先停，再刪除就可以了


用命令刪除一個(gè)網(wǎng)絡(luò)

# virsh net-destroy default2 --停掉要?jiǎng)h除的網(wǎng)絡(luò)，用virsh net-list --all命令去查就變成了inactive狀態(tài)

# virsh net-undefine default2　　--這下就刪除了這個(gè)網(wǎng)絡(luò)定義了，并且物理上的配置文件也沒了



例五：增加一個(gè)橋接網(wǎng)絡(luò):
把物理網(wǎng)卡eth0橋接到br0(這個(gè)名字是自己定義的)

在rhel6里有一個(gè)networkmanger這個(gè)服務(wù)，可以圖形管理所有的網(wǎng)絡(luò)鏈接。但這個(gè)服務(wù)不支持kvm的橋接，所以要關(guān)掉這個(gè)服務(wù)，或者在eth0的配置文件里加上NM_CONTROLLED="no",讓eth0不受networkmanger服務(wù)的控制




1，在宿主機(jī)上創(chuàng)建一個(gè)橋接網(wǎng)絡(luò)

# /etc/init.d/NetworkManager stop
# chkconfig NetworkManager off


# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0  --此文件不存在，br0這個(gè)名字是自定義的
DEVICE=br0 --名字對(duì)應(yīng)好
TYPE=Bridge --這里的Birdge,B要大寫,后面的irdge要小寫
BOOTPROTO=static
IPADDR=172.16.2.9
NETMASK=255.255.0.0
GATEWAY=172.16.1.1
ONBOOT=yes



2，把一個(gè)物理網(wǎng)卡加到一個(gè)橋接網(wǎng)絡(luò)里，我這里是把eth0加到br0
# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE="eth0"
BRIDGE=br0 --這句就是把eth0橋接到br0
NM_CONTROLLED="no" --這句就是讓eth0不受networkmanager的控制
ONBOOT="YES"




[root@li ~]# brctl show  --重啟網(wǎng)絡(luò)前的情況
bridge name bridge id STP enabled interfaces
virbr0 8000.5254004e4c3f yes virbr0-nic
virbr1 8000.5254004cf4e4 yes virbr1-nic



3，重啟網(wǎng)絡(luò) /etc/init.d/network restart


# brctl show --重啟網(wǎng)絡(luò)后查看的情況
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 8000.0030677653f7 no eth0
virbr0 8000.5254004e4c3f yes virbr0-nic
virbr1 8000.5254004cf4e4 yes virbr1-nic




有了上面這些網(wǎng)絡(luò)，如果你再建立虛擬機(jī)，就會(huì)有多種網(wǎng)絡(luò)可選


在宿主機(jī)上ifconfig 查看就會(huì)有br0這個(gè)網(wǎng)卡,有IP;而eth0網(wǎng)卡也有,但沒有IP;這是正常的



例六：圖形修改一個(gè)虛擬機(jī)網(wǎng)卡鏈接


virt-manager打開圖形，雙擊你要修改的虛擬機(jī) －－》點(diǎn)擊左上的一個(gè)!號(hào)按鈕show hardware detail－－>>找個(gè)網(wǎng)卡，修改成你想要改的網(wǎng)絡(luò)(但這里報(bào)需要重啟虛擬機(jī)才能生效)

# virsh shutdown kvm1
# virsh start kvm1 --重啟后，就改成了你想要的虛擬網(wǎng)絡(luò)了



--問題：可能有些人在圖形選擇時(shí)看不到br0，但是brctl show能查看到，那么你在選擇時(shí)選擇specify shared device name，然后再下面手動(dòng)在bridge name后寫br0





例七：文本修改一個(gè)虛擬機(jī)的網(wǎng)卡連接


1，# vim /etc/libvirt/qemu/kvm1.xml --直接打開修改
2，# virsh define /etc/libvirt/qemu/kvm1.xml --vim修改后要define一下



# virsh edit kvm1   --或者使用edit命令打開修改，就可以替代前面的1，2步
    40     --接口類型把network改成bridge
    41      
    42       --把原來默認(rèn)的network改成bridge,把原來的網(wǎng)絡(luò)default改成br0
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