RHEL6.2上使用 libvirt创建和管理KVM虚拟机

sdsk

在2010年4月发布的RHEL 6.0 Beta版中 ，去掉了Xen，这也许是第一个不包含Xen Hypervisor的知名Linux发行版，之前有报道过Red Hat有可能会在RHEL 6.0中用KVM完全代替Xen，现在看来以前的消息一点不假。KVM 是指基于 Linux 内核的虚拟机(Kernel-based Virtual Machine)。增加 KVM 到 Linux 内核是 Linux 发展的一个重要里程碑，这也是第一个整合到 Linux 主线内核的虚拟化技术。在 KVM 模型中，每一个虚拟机都是一个由 Linux 调度程序管理的标准进程，你可以在用户空间启动客户机操作系统。一个普通的Linux 进程有两种运行模式：内核和用户。 KVM 增加了第三种模式：客户模式(有自己的内核和用户模式)。
KVM 所使用的方法是通过简单地加载内核模块而将 Linux 内核转换为一个系统管理程序。这个内核模块导出了一个名为 /dev/kvm 的设备，它可以启用内核的客户模式(除了传统的内核模式和用户模式)。有了 /dev/kvm 设备，VM 使自己的地址空间独立于内核或运行着的任何其他 VM 的地址空间。设备树(/dev)中的设备对于所有用户空间进程来说都是通用的。但是每个打开 /dev/kvm 的进程看到的是不同的映射(为了支持 VM 间的隔离)。KVM安装 KVM 之后，您可以在用户空间启动客户操作系统。每个客户操作系统都是主机操作系统(或系统管理程序)的一个单个进程。 图 1 提供了一个使用 KVM 进行虚拟化的视图。


图 1 KVM 原理图

一、KVM 虚拟机的管理工具

　 　准确来说，KVM 仅仅是 Linux 内核的一个模块。管理和创建完整的 KVM 虚拟机，需要更多的辅助工具。QEMU-KVM：在 Linux 系统中，首先我们可以用 modprobe 命令加载 KVM 模块，如果用 RPM 安装KVM 软件包，系统会在启动时自动加载模块。加载了模块后，才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有 KVM 模块是远远不够的，因为用户无法直接控制内核模块去做事情，还必须有一个用户空间的工具。关于用户空间的工具，KVM 的开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件 QEMU。

1、QEMU 介绍：

是一个强大的虚拟化软件，它可以虚拟不同的 CPU 构架。比如说在 x86 的 CPU 上虚拟一个Power 的 CPU，并利用它编译出可运行在 Power 上的程序。KVM 使用了 QEMU 的基于 x86的部分，并稍加改造，形成可控制 KVM 内核模块的用户空间工具QEMU-KVM。所以 Linux 发行版中分为 内核部分的KVM 内核模块和 QEMU-KVM 工具。这就是 KVM 和 QEMU 的关系。 libvirt、virsh、virt-manager：尽管 QEMU-KVM 工具可以创建和管理 KVM 虚拟机，RedHat 为KVM 开发了更多的辅助工具，比如 libvirt、libguestfs等。原因是 QEMU 工具效率不高，不易于使用。

2、libvirt介绍
libvirt是一套提供了多种语言接口的 API，为各种虚拟化工具提供一套方便、可靠的编程接口，不仅支持 KVM，而且支持 Xen 等其他虚拟机。使用 libvirt，你只需要通过 libvirt 提供的函数连接到 KVM 或 Xen 宿主机，便可以用同样的命令控制不同的虚拟机了。Libvirt 不仅提供了 API，还自带一套基于文本的管理虚拟机的命令 virsh，你可以通过使用 virsh 命令来使用 libvirt 的全部功能。但最终用户更渴望的是图形用户界面，这就是virt-manager。他是一套用 python 编写的虚拟机管理图形界面，用户可以通过它直观地操作不同的虚拟机。Virt-manager 就是利用 libvirt 的 API 实现的。

Libvirt是一个软件集合，便于使用者管理虚拟机和其他虚拟化功能，比如存储和网络接口管理等等。Libvirt概括起来包括一个API库、一个 daemon（libvirtd）和一个命令行工具（virsh）。
Libvirt的主要目标是：提供一种单一的方式管理多种不同的虚拟化提供方式和 hypervisor。
Libvirt的主要功能如下：
（1）虚拟机管理
包括不同的领域生命周期操作，比如：启动、停止、暂停、保存、恢复和迁移。
支持多种设备类型的热插拔操作，包括：磁盘、网卡、内存和CPU。
（2）远程机器支持
只要机器上运行了libvirt daemon，包括远程机器，所有的libvirt功能就都可以访问和使用。
支持多种网络远程传输，使用最简单的SSH，不需要额外配置工作。比 如：example.com运行了libvirt，而且允许SSH访问，下面的命令行就可以在远程的主机上使用virsh命令行。
virsh --connect qemu+ssh://root@example.com/system
（3）存储管理
任何运行了libvirt daemon的主机都可以用来管理不同类型的存储：创建不同格式的文件映像（qcow2、vmdk、raw等）、挂接NFS共享、列出现有的LVM卷组、 创建新的LVM卷组和逻辑卷、对未处理过的磁盘设备分区、挂接iSCSI共享，等等等等。因为libvirt可以远程工作，所有这些都可以通过远程主机使 用。
（4）网络接口管理
任何运行了libvirt daemon的主机都可以用来管理物理和逻辑的网络接口。可以列出现有的接口卡，配置、创建接口，以及桥接、vlan和关联设备等，通过netcf都可以支持。
（5）虚拟NAT和基于路由的网络

任何运行了libvirt daemon的主机都可以用来管理和创建虚拟网络。Libvirt虚拟网络使用防火墙规则作为路由器，让虚拟机可以透明访问主机的网络

二、 安装配置KVM 相关软件

服务器端
操作系统：Red Hat Enterprise Linux Server release 6.2 (Santiago)
内核： Linux 2.6.32-220.el6.x86_64 x86_64 x86_64 x86_64

GNU/LinuxKVM：qemu-kvm-0.12.1.2-2.209.el6.x86_64

1、系统要求：
　　处理器需求:需要一台可以运行最新linux内核的Intel处理器(含VT虚拟化技术)或AMD处理器(含SVM安全虚拟机技术的AMD处理器, 也叫AMD-V)。可以使用如下命令检查：
# egrep "(vmx|svm)" --color /proc/cpuinfo
flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmovpat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx mmxext fxsr_opt rdtscp lm3dnowext 3dnow pni cx16 lahf_lm cmp_legacy svm extapic cr8_legacy misalignsse
flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmovpat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx mmxext fxsr_opt rdtscp lm3dnowext 3dnow pni cx16 lahf_lm cmp_legacy svm extapic cr8_legacy misalignsse
　　如果输出的结果包含 vmx，它是 Intel处理器虚拟机技术标志;如果包含 svm，它是 AMD处理器虚拟机技术标志;。如果你甚么都得不到，那应你的系统并没有支持虚拟化的处理 ，不能使用kvm。另外Linux 发行版本必须在64bit环境中才能使用KVM。

2、安装软件
　　安装KVM模块、管理工具和libvirt (一个创建虚拟机的工具)，我们使用命令行安装：
#yum install qemu-kvm qemu-kvm-tools virt-manager libvirt libvirt-devel libvirt-client virt-manager virt-viewer

#service libvirtd start

3、确定正确加载kvm模块
　　运行命令 lsmod | grep kvm 检查 KVM 模块是否成功安装。如果结果类似于以下输出，那么 KVM 模块已成功安装：
# lsmod | grep kvm
kvm_amd 69416 1
kvm 226208 2 ksm,kvm_amd
或

kvm_intel 50380 4
kvm 305113 1 kvm_intel

4、检查KVM是否成功安装
virsh -c qemu:///system list
　　将会显示如下结果:
# virsh -c qemu:///system list

---

[iyunv@cangqian ~]# virsh -c qemu:///system list
Id Name State
----------------------------------
2 mykvm running

---

　　如果在这里显示的是一个错误的信息，说明有些东西出现了问题。


三、 使用virt-manager建立一个KVM虚拟机
virt-manager 是基于 libvirt 的图像化虚拟机管理软件，请注意不同的发行版上 virt-manager 的版本可能不同，图形界面和操作方法也可能不同。本文使用了红帽6企业版的 virt-manager-0.9.0-7。创建KVM虚拟机最简单的方法是通过virt-manager接口。
1、 需要对localhost进行连接配置，具体如下：




2、对虚拟网络进行配置，默认为nat方式的“default”，可以新添加网桥方式，也可以使用btctl创建：




3、创建或添加存储，可以是逻辑卷，也可以硬盘文件：


四、配置bridge上网方式
1、创建桥接器
在/etc/sysconfig/network-scripts目录下，创建一个ifcfg-br0 文件，其类型设为Bridge：
[iyunv@etone ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
DEVICE=br0
TYPE=Bridge
BOOTRPOTO=static
IPADDR=10.8.0.124
NETMASK=255.255.0.0
NETWORK=10.8.0.0
GATEWAY=10.8.1.254
ONBOOT=yes
2、将物理接口桥接到桥接器
修改eth0的内容（本服务器是用eth0上网的），去掉其IP相关信息，加上“BRIDGE=br0”，将其桥接到br0上；如果是双网卡或是多网卡，照此过程修改：
[iyunv@etone ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
HWADDR=00:1e:c9:f0:b6:a7
NM_CONTROLLED=yes
ONBOOT=yes
#IPADDR=10.8.0.123
BOOTPROTO=none
#NETMASK=255.255.0.0
TYPE=Ethernet
#GATEWAY=10.8.1.254
#DNS1=10.8.1.1
IPV6INIT=no
USERCTL=no
BRIDGE=br0
3、重启物理机网络服务
[iyunv@etone ~]# service network restart
此时，物理机的IP地址由10.8.0.123变成了10.8.0.124。
4、查看当前桥接情况（有一个虚拟机正在运行）
[iyunv@etone ~]# brctl show

5、将虚拟机接口桥接到桥接器
[iyunv@etone ~]# brctl delif virbr0 vnet0
[iyunv@etone ~]# brctl addif br0 vnet0
[iyunv@etone ~]# brctl show



五、 使用virsh执行高级管理任务

virsh的学习曲线非常陡峭。但是另一种可选方式virt-manager的缺陷还很明显，virt-manager需要在系统内运行，这会浪费资源 并为别有目的的人提供额外的进攻点。virt-manager的另一大缺点是需要通过图形工作站运行远程接入的方式，才能对服务器上的虚拟机进行管理。而 virsh则可以通过命令行执行各种各样的管理任务。如先前所说virsh通过主命令和子命令管理每个虚拟机功能。要学习virsh很困难，因为有许多命令。virsh通过主命令和子命令管理每个虚拟机功能。要查看所有命令，输入virsh help。你可能发现大量命令，不过每个命令都有帮助指南，只需要输入virshhelp。例如使用virsh help uri，就可以看到所有关于virsh uri命令的帮助。不过一旦你获得一个很强的命令功能，就能获得收益。
使用命令：
virsh
virt-viewer
virt-install

六、使用libvirt创建kvm虚拟机
（1）制作虚拟机镜像
qemu-img create-f qcow2 test.qcow2 10G
（2）下载并复制iso镜像到指定目录，本文将所有镜像及配置文件放到/var/lib/libvirt/images/目录下，注意：有些系统因为SELinux的原因，限定了qemu的访问，所以，可以根据自己需求调整，默认放在/var/lib/libvirt/images/下。
（3）创建安装配置文件，demo.xml如下，可以根据自己需求更改。
<domain type='kvm'>
<name>test_ubuntu</name>//虚拟机名称
<memory>1048576</memory>//最大内存，单位k
<currentMemory>1048576</currentMemory>//可用内存，单位k
<vcpu>8</vcpu>//虚拟cpu个数
<os>
<type arch='x86_64'machine='pc'>hvm</type>
<boot dev='cdrom'/>//光盘启动
</os>
<features>
<acpi/>
<apic/>
<pae/>
</features>
<clock offset='localtime'/>
<on_poweroff>destroy</on_poweroff>
<on_reboot>restart</on_reboot>
<on_crash>destroy</on_crash>
<devices>
<emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
<disk type='file'device='disk'>
<driver name='qemu'type='qcow2'/>
<source file='/var/lib/libvirt/images/test.qcow2'/>//目的镜像路径
<target dev='hda'bus='ide'/>
</disk>
<disk type='file'device='cdrom'>
<source file='/var/lib/libvirt/images/ubuntu.iso'/>//光盘镜像路径
<target dev='hdb'bus='ide'/>
</disk>
<interface type='bridge'>//虚拟机网络连接方式
<source bridge='kvmbr0'/>//当前主机网桥的名称
<mac address="00:16:3e:5d:aa:a8"/>//为虚拟机分配mac地址，务必唯一，否则dhcp获得同样ip,引起冲突
</interface>
<input type='mouse'bus='ps2'/>
<graphics type='vnc'port='-1'autoport='yes'listen='0.0.0.0'keymap='en-us'/>//vnc方式登录，端口号自动分配，自动加1，可以通过virsh vncdisplay来查询
</devices>
</domain>

virsh define demo.xml//创建虚拟机
virsh start test_ubuntu//启动虚拟机
virsh vncdisplay test_ubuntu//查看虚拟机的vnc端口， 然后就可以通过vnc登录来完成虚拟机的安装

七、使用刚才创建好的镜像来启动一个新的虚拟机
（1）创建启动配置文件，demo.xml如下。
<domain type='kvm'>
<name>myvm</name> //创建名为myvm的虚拟机
<memory>1048576</memory>
<currentMemory>1048576</currentMemory>
<vcpu>8</vcpu>
<os>
<type arch='x86_64'machine='pc'>hvm</type>
<boot dev='hd'/>//即harddisk，从磁盘启动
</os>
<features>
<acpi/>
<apic/>
<pae/>
</features>
<clock offset='localtime'/>
<on_poweroff>destroy</on_poweroff>
<on_reboot>restart</on_reboot>
<on_crash>destroy</on_crash>
<devices>
<emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
<disk type='file'device='disk'>
<driver name='qemu'type='qcow2'/>
<source file='/var/lib/libvirt/images/test.qcow2'/>//目的镜像路径
<target dev='hda'bus='ide'/>
</disk>
<disk type='file'device='cdrom'>
<source file='/var/lib/libvirt/images/ubuntu.iso'/>//光盘镜像路径
<target dev='hdb'bus='ide'/>
</disk>
<interface type='bridge'>
<source bridge='kvmbr0'/>
<mac address="00:16:3e:5d:aa:a8"/>
</interface>
<input type='mouse'bus='ps2'/>
<graphics type='vnc'port='-1'autoport='yes'keymap='en-us'/>

</devices>
</domain>
virsh define demo.xml

virsh start myvm

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