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简介
KVM是一个轻量级的虚拟化管理程序模块，该模块主要来自于Linux内核。
KVM是一个全虚拟化的解决方案。可以在x86架构的计算机上实现虚拟化功能。但KVM需要CPU中虚拟化功能的支持，只可在具有虚拟化支持的CPU上运行，即具有VT功能的Intel CPU和具有AMD-V功能的AMD CPU。
KVM是全虚拟化
安装配置KVM
首先查看CPU是否支持硬件虚拟化
lsmod |grep kvm
egrep 'vmx|sv' /proc/cpuinfo
yum -y install qemu-kvm qemu-kvm-tools virt-manager libvirt virt-install
管理kvm的工具是libvirt ( KVM集群管理工具ovirt )
libvirt 包含 libvrit API库 + libvirtd datemon + 用户工具（virsh）
libvirt是管理KVM的工具，如果后台libvirt挂了 也不会影响虚拟机运行
libvirt包含自己的工具（如virsh），自己的类库，libvirtd服务
创建虚拟机硬盘
qemu-img create -f raw Centos7.raw 5G
- -f ： 指定硬盘格式
- opt/Centos-6.9.raw ： 指定磁盘文件位置
- 5G ： 磁盘文件大小
创建KVM虚拟机
首先启动libvirtd
systemctl start libvirtd.service
启动libvirtd后查看网络 会多出一块virbr0的桥接网卡
还会启动一个dnsmasq的服务 用于给虚拟机分配IP地址
调用的配置文件 /var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf 里面包括网卡名称，网段范围
virt-install --name Centos7.3 --virt-type kvm --ram 1024 --cdrom=/opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso --disk path=/opt/Centos7.raw --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole
执行命令后可以用VNC连接进行配置安装，默认端口5900
vnc如果出现闪退问题解决方法
打开VNC Viewer依次点击Option-->Advanced-->Expert找到ColourLevel，默认值是pal8，修改为rgb222或full就好了。
更改默认网卡名称为eth0
安装完系统后点击root，kvm是关闭状态
启动kvm安装的虚拟机
virsh start Centos7.3
在宿主机上查看KVM
每一个qemu-kvm进程就是一个虚拟机
管理虚拟机
使用virsh命令
virsh list --all 查看所有虚拟机
- virsh start Name 启动指定名称的虚拟机
- virsh shutdown Name 关闭指定名称虚拟机
- vrish undefine Name 删除指定名称虚拟机
虚拟机与外界通讯是通过宿主机iptables上的nat转换实现的
iptables -t nat -vnL
如果不希望使用nat转换，可以自己常见一个桥接网络，因为现在的网络外面是无法连进来的
把虚拟机的IP设置成与宿主机同网段
kvm网络分为4种
- 1 nat
- 2 桥接
- 3 路由
- 4 封闭模式
- 默认是nat模式
创建桥接网卡
brctl addbr br0
把创建的桥接网卡绑定到宿主机ens33上
brctl addif br0 ens33
注：做完这一步宿主机网络会中断哦！（生产环境中写个脚本）
登录宿主机操作吧
删除ens33上IP
ip addr del dev ens33 192.168.2.100/23
把IP绑定到br0网卡上
ifconfig br0 192.168.2.100/23 up
添加一条默认路由
route add default gw 192.168.3.254
生产环境脚本：
#!/bin/bashbrctl addbr br0brctl addif br0 ens33ip addr del dev ens33 192.168.2.100/23ifconfig br0 192.168.2.100/23 uproute add default gw 192.168.3.254
宿主修改刚刚创建的虚拟使用br0网卡
/etc/libvirt/qemu
所有创建的虚拟机都在该目录下有一份xml文件（这个xml文件就是该虚拟机的定义），直接使用vim修改该文件是不会生效的
根据提示使用virsh edit Centos7.3修改配置
virsh edit Centos7.3
修改标红三处
- interface type= 网络类型 改为桥接 bridge
- source network= 网络类型改为bridge
- source bridge= 网卡 改为刚刚创建的br0网卡
修改成功后启动虚拟机
virsh start Centos7.3
启动后使用VNC连接设置IP
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
设置虚拟机cpu数量和内存
热添加的前提是宿主机和虚拟机都是Centos7的前提下
在创建虚拟机的时候可以指定使用cpu数量和最大cpu数量
virt-install --name Centosbr0 --virt-type kvm --ram 1024 --vcpus 2,maxvcpus=4 --cdrom=/opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso --disk path=/opt/Centos7-br0.raw --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole
- --vcpus 2,maxcpus=4 当前使用cpu数量为2，最大数量为4 以后热添加cpu的时候会用到最大cpu数
热添加cpu
virsh setvcpus Centosbr0 2 --live
添加后登陆虚拟机查看
ll /sys/devices/system/cpu/
查看新添加的cpu是否启用
cat /sys/devices/system/cpu/cpu1/online
老版本的KVM需要手动启用添加的cpu，现在默认自动启用了
cat /proc/interrupts
如果在创建的时候没有指定--vcpus 1,maxcpus=4 我们需要修改对应虚拟机的xml文件
virsh edit Centos7.3
<vcpu placement='auto' current='1'>4</vcpu> 当前cpu数量1 最大数量4
重启虚拟机
virsh reboot Centos7.3
热添加
virsh setvcpus Centos7.3 2 --live
调整内存
查看虚拟机内存大小
virsh qemu-monitor-command Centos7.3 --hmp --cmd info balloon
virsh edit Centos7.3
热调整内存大小
宿主机上执行
virsh qemu-monitor-command Centos7.3 --hmp --cmd balloon 512
虚拟机查看
虚拟机存储
全镜像模式（一次性分配磁盘大小）
代表 raw
稀疏模式（用多少占多少磁盘，预分配）
qcow2
使用qcow2存储创建虚拟机方法
创建磁盘
qemu-img create -f qcow2 /tmp/test.qcow2 10G
安装虚拟机
virt-install --name Centosqcow2 --virt-type kvm --ram 1024 --cdrom=/opt/CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso --disk /tmp/test.qcow2,format=qcow2 --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole
磁盘管理命令
qemu-img info Centos7.raw
resize（重新分配）虚拟机磁盘大小
qemu-img resize Centos7.raw -2G
注意:qcow2镜像只能增加大小，不能减少，raw的格式支持增加和减少，生产环境最好不要resize，我操作后造成虚拟机无法启动！！
KVM集群管理工作
1 cloudstack java开发的
2 openstack python开发的
3 zstack 非开源
KVM优化
CPU优化
因为每个kvm虚拟机对宿主机来说都是一个进程，受CPU调度器控制，也就是CPU L 1（一级缓存）中的L 1d（数据缓存） L 1i（指令缓存）有可能会在切换到不同的CPU时会失效，所以我们可以绑定KVM虚拟机到指定CPU
指令：taskset命令
1 查出虚拟机对应PID
ps -ef|grep qemu
2 把指定虚拟机PID绑定到指定CPU
taskset -cp 1 15718 #把15718这个进程绑定到1号cpu
3 绑定后测试
pidset -p 15718 1 （每一秒执行一次）
内存优化（物理层INTER的CPU采用了EPT技术）
开启大页内存（Centos7默认开启）
cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
内存合并
KSM 内存合并 相同内存合并 ksmd
大页内存 khugepaged 把连续的4k内存合并成为2M
I/O优化
目前KVM这块支持5种磁盘缓存模式，writethrough、writeback、none、directsync或者unsafe。一般用到的就是前面3种，后面两种几乎不会使用。
- writethrough：（直写模式）数据直接写入磁盘里，不使用缓存；在数据更新时，同时写入缓存Cache和后端存储。此模式的优点是操作简单；缺点是因为数据修改需要同时写入存储，数据写入速度较慢。
- writeback：（回写模式）在数据更新时只写入缓存Cache。只在数据被替换出缓存时，被修改的缓存数据才会被写到后端存储。此模式的优点是数据写入速度快，因为不需要写存储；缺点是一旦更新后的数据未被写入存储时出现系统掉电的情况，数据将无法找回。
- none：这种模式作用在Guest OS Pagecache和Physical Disk
从图中可以看到，writeback采用了guest和host两层的page cache，也就是说同一个文件会存在两份cache，这是没有必要的，none和writethrough都会绕过host层的page cache。
低于QEMU-KVM 1.2 的版本kvm默认的cache方式是writethrouh，这种方式是最安全的，不会造成数据的不一致性，但是性能也是最差的。
总的来说，这三种模式，从安全和性能两角度分析，效果如下：
性能上： writeback > none > writethrough 安全上 ：writeback < none < writethrough修改方法
编辑虚拟机对应的xml文件然后启动虚拟机
virsh edit Centos7.3
在disk标签中添加 cache='none'
I/O调度模式
查看当前调度模式
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
Centos7有三种模式
- noop ssd磁盘推荐 调整为noop 不需要调度
- deadline 调度最小延迟 一般情况下推荐使用 （3.0内核默认调度算法）
- cfq 完全公平队列跑桌面的情况下（2.6内核默认调度算法）
Centos6还有一种调度模式
anticipatory 预期算法 有一个IO发生，如果另一个进程请求IO操作，它会生成一个默认的6毫秒来猜下道工序要做的IO请求
根据自己的实际需要修改，方法如下
临时修改方法
echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler 永久更改方法 vim /boot/grub/menu.lst 在 rhgb quiet前面加入下面内容 重启后生效 elevator=deadline 重启后检查 cat /sys/block/sda/queue/scheduler
利用磁盘镜像创建虚拟机
利用本机虚拟机创建
首先关闭本地需要克隆的虚拟机
virsh shutdown Centos7.3
virt-clone -o Centos7.3 -n clone -f /tmp/clone.qcow2
- -o 本地镜像虚拟机名称
- -n 新创建的虚拟机名称
- -f 新创建虚拟机磁盘位置
利用镜像创建虚拟机
首先导出一份虚拟机xml文件
virsh dumpxml Centos7.3 > /etc/libvirt/qemu/br0.xml
- name 全局唯一
- uuid 全局唯一
- source file 镜像路径
导入虚拟机xml文件
virsh define /etc/libvirt/qemu/br1.xml
virsh start br1
以后在利用镜像创建虚拟机就可以先cp一份镜像并起个新名称，cp一份xml文件重新命名，然后vim修改以上三个位置name，uuid，source file ，导入虚拟机xml文件，查看并启动，一个新的虚拟机就创建成功。
如果本地磁盘镜像类型是不是qcow2得，我们可以把他转成qcow2减少文件体积
qemu-img convert -O qcow2 Centos7-br0.raw Centos7-br0.qcow2
查看存储类型和大小
qemu-img info Centos7-br0.qcow2
br0 507942e6-cc92-4c4a-a30f-c0465c76b228 1048576 1048576 4 hvm IvyBridge destroy restart destroy /usr/libexec/qemu-kvm /dev/urandom
KVM集群管理
OVIRT
https://www.ovirt.org
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