kvm技术：kvm虚拟化的安装和应用

1：什么是云计算

云计算: 主要提供运行环境
物理机
虚拟机
云主机
docker容器

云计算是一种按量付费的模式！云计算的底层是通过虚拟化技术来实现的！

业务
机房运维:
物理机: 服务器品牌dell r720/r730 ,惠普,联想,华为…
存储: 2 raid 1 系统,剩下raid0 raid5 raid 10
网络: ccna 交换机

系统运维:
宿主机操作系统: centos redhat Ubuntu debian
虚拟化: qemu xen kvm vmware virtual box
虚拟机操作系统:
集群服务: 负载均衡 高可用 web服务 存储 redis 数据库 消息队列…

qemu,xen,kvm 都支持raw和qcow2
qemu-img
raw: 原始数据
copy on write:写时复制 50g

raw： 俗称裸格式，占用空间比较大，不支持快照功能，不方便传输 ,读写性能较好 总50G，用1G，传输50G
直接挂载到宿主机
mount -o loop,offset=1048576 /opt/web01.raw /srv

qcow2： 是qcow（copy on write）的升级版,占用空间小，支持快照，性能比raw差一点，方便传输 总50G，用1G，传输1G

2：云计算的服务类型

2.1 IAAS 基础设施即服务 虚拟机 ecs openstack
2.2 PAAS 平台即服务 php，java docker容器
2.3 SAAS 软件即服务 企业邮箱服务 cdn服务 rds数据库 开发+运维

3：为什么要用云计算

小公司：10台 20w+ idc 5w + 100M 10W， 10台云主机，前期投入小，扩展灵活，风险小

大公司：闲置服务器计算资源，虚拟机，出租（超卖）

64G 服务器 64台1G 320台1G 64台 大公司自己的业务 264台 租出去

国企，银行

公有云: 谁都可以租

私有云: 只有公司内部使用

混合云: 有自己的私有云 + 租的公有云

4：云计算的基础KVM虚拟化

宿主机：内存4G+ 纯净的系统CentOS-7（关闭selinux，firewalld和NetworkManager）

4.1：什么是虚拟化？

虚拟化，通过模拟计算机的硬件，来实现在同一台计算机上同时运行多个不同的操作系统的技术。
KVM：Kernel-based Virtual Machine

4.2 ：linux虚拟化软件的差别

linux虚拟化软件：
qemu 软件纯模拟全虚拟化软件，特别慢！兼容性好！
xen(半) 性能特别好，需要使用专门修改之后的内核，兼容性差！ redhat 5.5 xen kvm
KVM（linux） 全虚拟机，它有硬件支持cpu，内置在linux内核模块，而且不需要使用专门的内核 centos6 kvm
性能较好，兼容较好

vmware workstations: 图形界面

virtual box: 图形界面 Oracle

4.3 安装kvm虚拟化管理工具

启动一个虚拟机,启动qemu进程,监听5900
启动一个虚拟机,启动qemu进程,监听5901
启动一个虚拟机,启动qemu进程,监听5902

给虚拟机设置密码的工具

虚拟机需要安装并启动qga
yum install qemu-guest-agent -y
systemctl  start  qemu-guest-agent
systemctl  enable qemu-guest-agent

宿主机
virsh set-user-password
virsh set-user-password --user root --password 123 web01

主机名	ip地址	内存	虚拟机
kvm01	10.0.0.11	4G(后期调整到2G)	cpu开启vt虚拟化
kvm02	10.0.0.12	2G	cpu开启vt虚拟化

安装

ip-10.0.0.11：:
1.修改yum源
curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
2.yum安装
yum install libvirt virt-install qemu-kvm -y
3.启动并开机自启
systemctl start libvirtd.service
systemctl status libvirtd.service

virt   virt-install virt-clone   作用：虚拟机的安装工具和克隆工具
qemu-kvm  qemu-img (qcow2,raw)作用：管理虚拟机的虚拟磁盘

环境要求：

centos 7.4   7.6  7.8（不要使用7.5）

vmware   宿主机  kvm虚拟机

内存4G，cpu开启虚拟化

4.4：安装一台kvm虚拟机

10.0.0.11  宿主机
建议虚拟机内存不要低于1024M，否则安装系统特别慢！
virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name centos7 --memory 1024 --vcpus 1 --disk /opt/centos2.raw,format=raw,size=10 --cdrom /opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

vnc：10.0.0.11:5900

--virt-type kvm    虚拟化的类型(qemu)
--os-type=linux    系统类型
--os-variant rhel7 系统版本
--name centos7     虚拟机的名字 （必须唯一）
--memory 1024      虚拟机的内存
--vcpus 1          虚拟cpu的核数
--disk /opt/centos2.raw,format=raw,size=10（必须唯一）
--cdrom /opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso 
--network network=default   使用默认NAT的网络
--graphics vnc,listen=0.0.0.0 
--noautoconsole （可有可无）

云主机都没有swap分区

4.5：kvm虚拟机的virsh日常管理和配置

列表list（–all）
开机start
关机shutdown(虚拟机有系统)
拔电源关机destroy
重启reboot(虚拟机有系统)

导出配置dumpxml 例子：virsh dumpxml centos7 >centos7-off.xml
删除undefine 推荐：先destroy，在undefine
导入配置define
修改配置edit(自带语法检查)
重命名domrename （低版本不支持）

挂起suspend
恢复resume
查询vnc端口号vncdisplay

kvm虚拟机开机启动
kvm运行业务程序
开机启动autostart，前提：systemctl enable libvirtd；
取消开机启动autostart --disable

console 控制台 登录

centos7的kvm虚拟机：
grubby --update-kernel=ALL --args="console=ttyS0,115200n8"
reboot 重启kvm虚拟机

4.6：kvm虚拟机虚拟磁盘管理和快照管理

qemu,xen,kvm 都支持raw和qcow2
qemu-img
raw: 原始数据
copy on write:写时复制 50g

raw： 俗称裸格式，占用空间比较大，不支持快照功能，不方便传输 ,读写性能较好 总50G，用1G，传输50G
直接挂载到宿主机
mount -o loop,offset=1048576 /opt/web01.raw /srv

qcow2： 是qcow（copy on write）的升级版,占用空间小，支持快照，性能比raw差一点，方便传输 总50G，用1G，传输1G

virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name centos7 --memory 1024 --vcpus 1 --disk /opt/centos2.raw,format=raw,size=10 --cdrom /opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name centos7 --memory 1024 --vcpus 1 --disk /opt/oldboy.qcow2,format=qcow2,size=10 --cdrom /data/CentOS-7.2-x86_64-DVD-1511.iso --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

你了解哪些虚拟化的技术?

cpu: x86 arm power mips 

amd64/	-	2021-01-21 09:21
i386/	-	2021-01-21 09:25

arm 32 64
arm64/	-	2021-01-21 09:21
armhf/	-	2021-01-21 09:21

power 32 64
ppc64el/	-	2021-01-21 09:25
s390x/	-	2021-01-21 09:25

windows: x86
win10: x86 arm

linux技术
kvm
qemu
xen

linux/mac os/windows
vmware workstations
virtual box

克隆:
kvm虚拟机: 磁盘文件 配置文件

在企业中,kvm虚拟机不能使用nat模式,而是要使用桥接模式
桥接模式,支持更大规模的集群

4.6.1磁盘工具的常用命令

qemu-img info，create，resize，convert

查看虚拟磁盘信息
qemu-img info test.qcow2

创建一块qcow2格式的虚拟硬盘：
qemu-img create -f qcow2 test.qcow2 2G

调整磁盘磁盘容量
qemu-img resize test.qcow2 +20G

raw转qcow2：qemu-img convert -f raw -O qcow2 oldboy.raw oldboy.qcow2
-c 压缩

virsh edit web01：

<disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2'/>
      <source file='/data/centos2.qcow2'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x0'/>
</disk>

virsh destroy web01
virsh start web01

4.6.2快照管理

创建快照virsh snapshot-create-as centos7 --name install_ok
查看快照virsh snapshot-list centos7

还原快照virsh snapshot-revert centos7 --snapshotname 1516574134
删除快照virsh snapshot-delete centos7 --snapshotname 1516636570

raw不支持做快照，qcow2支持快照，并且快照就保存在qcow2的磁盘文件中

4.7:kvm虚拟机克隆

4.7.1：完整克隆

自动挡：

virt-clone --auto-clone -o web01 -n web02 (完整克隆) 

手动挡：

qemu-img convert -f qcow2 -O qcow2 -c web01.qcow2 web03.qcow2
virsh dumpxml web01 >web02.xml
vim web02.xml
#修改虚拟机的名字
#删除虚拟机uuid
#删除mac地址mac add
#修改磁盘路径disk
virsh define web02.xml 
virsh start web02

4.7.2：链接克隆

a：生成虚拟机磁盘文件
qemu-img create -f qcow2 -b web03.qcow2 web04.qcow2

b：生成虚拟机的配置文件

virsh dumpxml web01 >web03.xml
vim web03.xml
#修改虚拟机的名字
<name>web03</name>
#删除虚拟机uuid
<uuid>8e505e25-5175-46ab-a9f6-feaa096daaa4</uuid>
#删除mac地址
<mac address='52:54:00:4e:5b:89'/>
#修改磁盘路径
<source file='/opt/web03.qcow2'/>

c：导入虚拟机并进行启动测试

virsh define web03.xml
virsh start web03

全自动链接克隆脚本：

[root@kvm01 scripts]# cat link_clone.sh 
#!/bin/bash
old_vm=$1
new_vm=$2
#a：生成虚拟机磁盘文件
old_disk=`virsh dumpxml $old_vm|grep "<source file"|awk -F"'" '{print $2}'`
disk_tmp=`dirname $old_disk`
qemu-img create -f qcow2 -b $old_disk  ${disk_tmp}/${new_vm}.qcow2
#b：生成虚拟机的配置文件
virsh dumpxml $old_vm >/tmp/${new_vm}.xml
#修改虚拟机的名字
sed -ri "s#(<name>)(.*)(</name>)#\1${new_vm}\3#g" /tmp/${new_vm}.xml
#删除虚拟机uuid
sed -i '/<uuid>/d' /tmp/${new_vm}.xml
#删除mac地址
sed -i '/<mac address/d' /tmp/${new_vm}.xml
#修改磁盘路径
sed -ri "s#(<source file=')(.*)('/>)#\1${disk_tmp}/${new_vm}.qcow2\3#g" /tmp/${new_vm}.xml
#c：导入虚拟机并进行启动测试
virsh define /tmp/${new_vm}.xml
virsh start ${new_vm}

4.8：kvm虚拟机的桥接网络

默认的虚拟机网络是NAT模式，网段192.168.122.0/24

4.8.1:创建桥接网卡

创建桥接网卡命令
virsh iface-bridge eth0 br0
取消桥接网卡命令
virsh iface-unbridge br0

4.8.2 新虚拟机使用桥接模式

默认NAT模式

virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name web04 --memory 1024 --vcpus 1 --disk /opt/web04.qcow2 --boot hd --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

桥接模式

virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name web04 --memory 1024 --vcpus 1 --disk /data/web04.qcow2 --boot hd --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

问题1：

如果虚拟机获取不到ip地址：

4.8.3 将已有虚拟机网络修改为桥接模式

a：关机状态下修改虚拟机配置文件：

例如：virsh edit centos7

<interface type='bridge'>
  <source bridge='br0'/>

b：启动虚拟机，测试虚拟机网络

如果上层没有开启dhcp,需要手动配置ip地址,IPADDR,NATMASK.GATEWAY,DNS1=180.76.76.76

4.9：热添加技术

热添加硬盘、网卡、内存、cpu

4.9.1 kvm热添加硬盘

临时立即生效
virsh attach-disk web01 /data/web01-add.qcow2 vdb --subdriver qcow2

永久生效(需要重启)
virsh attach-disk web01 /data/web01-add.qcow2 vdb --subdriver qcow2 --config

临时剥离硬盘
virsh detach-disk web01 vdb

永久剥离硬盘
virsh detach-disk web01 vdb --config

扩容：
在虚拟机里把扩容盘的挂载目录，卸载掉
在宿主机上剥离硬盘virsh detach-disk web01 vdb
在宿主机上调整容量qemu-img resize
在宿主机上再次附加硬盘virsh attach-disk web01 /data/web01-add.qcow2 vdb --subdriver qcow2
在虚拟机里再次挂载扩容盘
在虚拟机里用xfs_growfs更新扩容盘超级块信息

4.9.2 kvm虚拟机在线热添加网卡

virsh attach-interface web04 --type bridge --source br0 --model virtio

virsh attach-interface web04 --type bridge --source br0 --model virtio --config

virsh detach-interface web04 --type bridge --mac 52:54:00:35:d3:71

4.9.3 kvm虚拟机在线热添加内存

virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name web04 --memory 512,maxmemory=2048 --vcpus 1 --disk /data/web04.qcow2 --boot hd --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

临时热添加内存
virsh setmem web04 1024M
永久增大内存
virsh setmem web04 1024M --config

调整虚拟机内存最大值

virsh setmaxmem web04 4G #默认永久

4.9.4 kvm虚拟机在线热添加cpu

virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name web04 --memory 512,maxmemory=2048 --vcpus 1,maxvcpus=10 --disk /data/web04.qcow2 --boot hd --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole
热添加cpu核数
virsh setvcpus web04 4
永久添加cpu核数
virsh setvcpus web04 4 --config

调整虚拟机cpu的最大值

virsh setvcpus web01 --maximum 4 --config

4.10：kvm虚拟机热迁移(共享的网络文件系统)

冷迁移kvm虚拟机:配置文件,磁盘文件

热迁移kvm虚拟机:配置文件,nfs共享

kvm虚拟机热迁移
1：两边的环境（桥接网卡）

2.：实现共享存储（nfs）

yum  install nfs-utils rpcbind  -y
​
vim /etc/exports
/data  10.0.0.0/24(rw,async,no_root_squash,no_all_squash)
​
systemctl start rpcbind  nfs
​
#kvm01和kvm02
mount -t nfs 10.0.0.31:/data /data

3：在线热迁移

#临时迁移
virsh migrate --live --verbose web04 qemu+ssh://10.0.0.11/system --unsafe
#永久迁移
virsh migrate --live --verbose web03 qemu+ssh://10.0.0.100/system --unsafe --persistent --undefinesource

5.kvm管理平台

kvm宿主机 2000台
查看每一个宿主机有多少台虚拟机?
查看每一个宿主机还剩多少资源?
查看每一台宿主机,每一个虚拟机的ip地址?

excel 资产管理 cmdb

kvm管理平台,数据库工具

信息:宿主机,总配置,剩余的总配置
虚拟机的信息,配置信息,ip地址,操作系统

带计费功能的kvm管理平台,openstack ceilometer计费 ecs IAAS层
自动化管理kvm宿主机,云主机定制化操作