ubuntu上通过kvm新建虚拟机

KVM虚拟化架构

KVM是指基于Linux内核的虚拟机（Kernel-base Virtual Machine），增加到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 与QEMU

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。

在 Linux 系统中，可以使用 modprobe 系统工具去加载 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，才能进一步通过其它工具创建虚拟机。

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进行操作，因而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。

QEMU 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kernel部分的KVM内核模块和QEMU-KVM工具。这就是 KVM 和 QEMU 的关系。

KVM虚拟机管理工具

虽然QEMU-KVM工具可以创建和管理KVM虚拟机，但是由于QEMU 工具效率不高，不易于使用，RedHat 为 KVM 开发了更多的辅助工具，比如 libvirt、libguestfs 等。

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，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，可以通过使用 virsh 命令来使用 libvirt 的全部功能。

如果用户希望通过图形用户界面管理KVM，这就是virt-manager工具使用的功能。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。

宿主机与虚拟机

宿主机是虚拟机的物理基础，虚拟机存在于宿主机中，与宿主机共享使用硬件。宿主机的运行是虚拟机运行的前提与基础。也称宿主机为主机（host）。

虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。也称虚拟机为客户机（guest）。

查看硬件是否支持虚拟化

宿主机支持虚拟化技术是使用KVM的前提，因此在开始使用KVM之前需要确认宿主机是否支持虚拟化。

1、查看CPU是否支持虚拟化

通过如下命令查看CPU是否支持虚拟机：

$ egrep 'vmx|svm' /proc/cpuinfo
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon rep_good nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc eagerfpu pni pclmulqdq vmx ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp ibrs_enhanced tpr_shadow vnmi ept vpid fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 erms invpcid rdseed adx smap clflushopt clwb sha_ni xsaveopt xsavec xgetbv1 arat umip pku ospke gfni vaes vpclmulqdq movdiri movdir64b md_clear spec_ctrl intel_stibp flush_l1d arch_capabilities
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon rep_good nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc eagerfpu pni pclmulqdq vmx ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp ibrs_enhanced tpr_shadow vnmi ept vpid fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 erms invpcid rdseed adx smap clflushopt clwb sha_ni xsaveopt xsavec xgetbv1 arat umip pku ospke gfni vaes vpclmulqdq movdiri movdir64b md_clear spec_ctrl intel_stibp flush_l1d arch_capabilities


# 或者
$ egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
8

如果看到有输出结果，即证明cpu支持虚拟化。vmx属于inter处理器，svm属于amd处理器。

2、查看BIOS是否开启虚拟化

使用KVM虚拟化，还需要开启VT（Virtualization Technology），因此需要确认BIOS中是否开启VT，如果没有启用，虚拟机将会变得很慢，无法使用。

安装KVM内核模块以及管理工具

安装 KVM 和相关工具

apt update
apt upgrade
apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virtinst virt-manager -y

启动并启用 Libvirt 服务

sudo systemctl start libvirtd
sudo systemctl enable libvirtd

验证 KVM 安装

virsh --version

加载kvm内核

$ modprobe kvm
$ modprobe kvm-intel

$ lsmod | grep kvm
kvm_intel             372736  0
kvm                  1032192  1 kvm_intel

设置网络

NAT网卡

当安装好kvm，会自动新建一个虚拟网卡，这个虚拟网卡就是NAT模式的网卡

$ ip a show virbr0 
4: virbr0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:aa:f7:0c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0
       valid_lft forever preferred_lft forever

如果希望主机的网卡是NAT模式，直接指定这个网卡就可以了

桥接网卡

如果需要桥接网卡，就还需要手动配置

原网卡配置

$ cat /etc/netplan/00-installer-config.yaml

network:
  ethernets:
    ens32:
      dhcp4: no
      addresses:
      - 10.0.0.129/24
      routes:
      - to: default
        via: 10.0.0.2
      nameservers:
        addresses:
        - 223.6.6.6
        search: []
  version: 2

新建ens32网卡的桥接网卡

cat /etc/netplan/00-installer-config.yaml

network:
  ethernets:
    ens32:
      dhcp4: no
  bridges:
    br0:
      dhcp4: no
      addresses:
      - 10.0.0.129/24
      gateway4: 10.0.0.2
      interfaces:
        - ens32
      nameservers:
          addresses:
              - "223.6.6.6"   
  version: 2

生效

netplan apply

查看网络

ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel master br0 state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:18:9b:70 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp2s0
3: br0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 2a:47:09:db:0b:cc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.129/24 brd 10.0.0.255 scope global br0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::2847:9ff:fedb:bcc/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
4: virbr0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:aa:f7:0c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0
       valid_lft forever preferred_lft forever

安装虚拟机

新建磁盘文件

qemu-img create -f qcow2 myimage.qcow2 50G

新建一个50G的磁盘，格式为qcow2

上传镜像

$ pwd
/data

$ ll
总计 2055296
drwxr-xr-x  2 root         root       4096 Apr 22 11:14 ./
drwxr-xr-x 21 root         root       4096 Apr 22 10:42 ../
-rw-r--r--  1 root         root     197408 Apr 22 11:14 myimage.qcow2
-rw-r--r--  1 libvirt-qemu kvm  2104408064 Mar 25 15:24 ubuntu-22.04.4-live-server-amd64.iso

新建虚拟机

virt-install --name mylinux1 \
	--memory 2048 \
	--vcpus=2 \
	--disk path=/data/myimage.qcow2,size=50,bus=virtio \
	--accelerate \
	--cdrom /data/ubuntu-22.04.4-live-server-amd64.iso  \
	--vnc --vnclisten=0.0.0.0 \
	--network bridge=br0,model=virtio  \
	--noautoconsole

此时，可通过vnc viewer连接此安装进程开启的vnc连接端口（默认是5900端口）

查看端口

$ netstat -ntlp | grep qemu
tcp        0      0 0.0.0.0:5900            0.0.0.0:*               LISTEN      1875/qemu-system-x8

参数说明

--name 指定虚拟机名称
--memory 分配内存大小，单位M。
--vcpus 分配CPU核心数，最大与实体机CPU核心数相同
--disk 指定虚拟机镜像，size 指定分配大小单位为G。
--network 网络类型，此处用的是默认，一般用的都是bridge桥接，这个br0就是在之前宿主机上创建好的一个桥接设备。
--accelerate 加速参数，在linux系统安装开始就要注意添加提高性能的一些参数，后面就不需要做一些调整了。
--cdrom 指定安装镜像iso
--vnc 启用VNC远程管理，一般安装系统都要启用。
--vncport 指定VNC 监控端口，默认端口为5900，端口不能重复。一般不设置此参数。
--vnclisten 指定VNC 绑定IP，默认绑定127.0.0.1，这里改为 0.0.0.0。
--noautoconsole 使用本选项指定不自动试图连接到客户机控制台。默认行为是调用一个VNC客户端显示图形控制台，或者运行 "virsh" "console"命令显示文本控制台。

连接虚拟机

通过VNC Viewer连接宿主机的5900端口

点击连接，就可以连接到虚拟机，看到安装页面

注意

在安装完成系统后，会提示重启，但是，但是，但是，虚拟机并不会重启，而是关机

$ virsh list
 Id   Name   State
--------------------

可以看到，虚拟机已经看不到了

但是可以通过查看所有虚拟机来查看

$ virsh list --all
 Id   Name       State
---------------------------
 -    mylinux1   shut off

可以看到，是关机的

这个时候，只要开机就好了

$ virsh start mylinux1 
Domain 'mylinux1' started

克隆虚拟机

每次安装虚拟机比较浪费时间，KVM提供了虚拟机克隆技术，可以几分钟内克隆出一个新的虚拟机，并不需要安装系统，非常方便迅速。

kvm虚拟机的克隆分为两种情况，

KVM本机虚拟机直接克隆。
通过复制配置文件与磁盘文件复制克隆(适用于异机的静态迁移)。

本机克隆

虚拟机克隆通过 virt-clone 命令来实现

例如，我们的虚拟机是 mylinux1

$ virsh list
 Id   Name       State
--------------------------
 4    mylinux1   running

现在我们需要克隆 mylinux1 虚拟机

如果直接克隆，会直接报错

$ virt-clone -o mylinux1 -n mylinux2  -f /data/myimage2.qcow2 
ERROR    要克隆的域必须已经关闭。

所以需要先将原虚拟机关机

$ virsh shutdown mylinux1 
Domain 'mylinux1' is being shutdown

然后再克隆

$ virt-clone -o mylinux1 -n mylinux2  -f /data/myimage2.qcow2 
正在分配 'myimage3.qcow2'                        2% [=                 ]    0 B/s | 1.4 GB  --:--:-- 
正在分配 'myimage2.qcow2'                        3% [=-                ] 239 MB/s | 1.9 GB  00:03:25 
正在分配 'myimage2.qcow2'                        5% [==                ] 343 MB/s | 2.7 GB  00:02:21 
正在分配 'myimage3.qcow2'                        6% [==-               ] 441 MB/s | 3.5 GB  00:01:48 
正在分配 'myimage2.qcow2'                        8% [===-              ] 542 MB/s | 4.4 GB  00:01:26 
正在分配 'myimage3.qcow2'                       10% [====              ] 589 MB/s | 5.1 GB  00:01:17 
正在分配 'myimage2.qcow2'                                                         | 5.1 GB  00:00:06 ... 

成功克隆 'mylinux2'。

这个时候就会有两个虚拟机

$ virsh list --all
 Id   Name       State
---------------------------
 -    mylinux1   shut off
 -    mylinux2   shut off

那么这个时候就会有个小疑问，那如果两个主机同时启动，vnc的端口会不会冲突呢

这个是不会的，因为我们在创建虚拟机的时候，并没有明确指定vnc的端口，所以如果遇到多个虚拟机需要开启vnc端口，就会在端口5900后延

例如此时同时启动了两个虚拟机，那么端口就是5900和5901

注意: 这里vnc的端口虽然可以平滑克隆，但是虚拟机内部的ip地址是无法平滑克隆的，还是需要手动修改（如果是手动设置的ip地址的话）

虚拟机的迁移

当我们有异机迁移的需求时，该如何来迁移主机呢

KVM虚拟机跨物理机的迁移方式比较简单，只要拷贝其磁盘文件和xml配置文件，再根据xml来创建域即可

需要先确保目标主机满足虚拟机的硬件需求，例如 CPU、内存和磁盘空间
在源主机上，使用 virsh 导出虚拟机的 XML 配置文件
```
virsh dumpxml mylinux1 > mylinux1.xml
```
将虚拟机的 XML 配置文件和磁盘文件复制到目标主机
配置文件是刚到出的 mylinux1.xml 文件
磁盘文件是创建虚拟机时候新建的磁盘文件 myimage.qcow2
在目标主机上，确保您已安装了 KVM 和 Libvirt。如果尚未安装，按照安装的步骤安装一下

确保虚拟机的磁盘文件路径在 XML 配置文件中正确。如果需要，使用文本编辑器编辑 XML 配置文件，并更新磁盘文件的路径。

<devices>
 <emulator>/usr/bin/qemu-system-x86_64</emulator>
 <disk type='file' device='disk'>
   <driver name='qemu' type='qcow2'/>
   <source file='/data/myimage.qcow2' index='2'/>
   <backingStore/>
   <target dev='vda' bus='virtio'/>
   <alias name='virtio-disk0'/>
   <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x04' slot='0x00' function='0x0'/>
 </disk>

将上面的 <source file='/data/myimage.qcow2' index='2'/> 中的file值修改为真是的磁盘文件存放地址

加载虚拟机配置生成虚拟机
```
virsh define mylinux1.xml
```
启动迁移的虚拟机
```
virsh start mylinux1
```

KVM虚拟化常用管理命令

1、查看KVM虚拟机配置文件及运行状态

(1) KVM虚拟机默认配置文件位置: /etc/libvirt/qemu/

autostart目录是配置kvm虚拟机开机自启动目录。

(2) virsh命令帮助

$ virsh -help

或直接virsh命令（进入交互模式）

然后再执行子命令。

如下所示。

$ virsh
欢迎使用 virsh，虚拟化的交互式终端。
输入：'help' 来获得命令的帮助信息
'quit' 退出
virsh # help

(3) 查看kvm虚拟机状态

显示虚拟机列表：

virsh # list --all

2、KVM虚拟机开机

启动虚拟机：

virsh # start [name]

3、KVM虚拟机关机或断电

(1) 关机

在安装KVM linux虚拟机必须配置此服务。

#关闭虚拟机：
$ virsh shutdown [name]

(2) 强制关闭电源

$ virsh destroy wintest01

(3)重启虚拟机

重启虚拟机：

$ virsh reboot [name]

(4)查看kvm虚拟机配置文件

$ virsh dumpxml [name]

4、通过配置文件启动虚拟机

$ virsh create /etc/libvirt/qemu/wintest01.xml

5、配置开机自启动虚拟机

$ virsh autostart oeltest01

autostart目录是kvm虚拟机开机自启动目录，可以看到该目录中有KVM配置文件链接。

6、导出KVM虚拟机配置文件

$ virsh dumpxml wintest01 > /etc/libvirt/qemu/wintest02.xml

KVM虚拟机配置文件可以通过这种方式进行备份。

7、添加与删除KVM虚拟机

(1) 删除kvm虚拟机

# 先关机
$ virsh shutdown wintest01
# 再删除
$ virsh undefine wintest01

说明：该命令只是删除wintest01的配置文件，并不删除虚拟磁盘文件。

(2) 重新定义虚拟机配置文件

通过导出备份的配置文件恢复原KVM虚拟机的定义，并重新定义虚拟机。

$ mv /etc/libvirt/qemu/wintest02.xml /etc/libvirt/qemu/wintest01.xml
$ virsh define /etc/libvirt/qemu/wintest01.xml

8、编辑KVM虚拟机配置文件

# 先关机
$ virsh shutdown wintest01
# 在修改
$ virsh edit wintest01

# 启动检查是否生效
$ virsh start wintest01

virsh edit将调用vi命令编辑/etc/libvirt/qemu/wintest01.xml配置文件。也可以直接通过vi命令进行编辑，修改，保存。
可以但不建议直接通过vi编辑。

9、其它virsh命令

(1) 挂起服务器

$ virsh suspend oeltest01

(2) 恢复服务器

$ virsh resume oeltest01

虚拟机快照

新建快照

格式

virsh snapshot-create-as <domain> <snapshot-name>

是要创建快照的虚拟机名称
快照的名称

例如

为虚拟机mylinux1创建快照first-snapshot

$ virsh snapshot-create-as mylinux1 first-snapshot
Domain snapshot first-snapshot created

查看虚拟机的快照

格式

virsh snapshot-list <domain>

是要查看快照的虚拟机名称

例如

$ virsh snapshot-list mylinux1
 Name             Creation Time               State
-------------------------------------------------------
 first-snapshot   2024-04-22 15:00:34 +0800   running

还原虚拟机快照

格式

virsh snapshot-revert <domain> <snapshot-name>

是要还原快照的虚拟机名称
快照的名称

例如

virsh snapshot-revert mylinux1 first-snapshot

删除快照

格式

virsh snapshot-delete <domain> <snapshot-name>

是要删除快照的虚拟机名称
快照的名称

例如

$ virsh snapshot-delete mylinux1 snapshot-revert
Domain snapshot snapshot-revert deleted

导出快照的配置

格式

virsh snapshot-dumpxml <domain> <snapshot-name> > <snapshot-xml>

是虚拟机名称
快照的名称
配置文件的名称

这个一般再需要用快照克隆新主机的情况

还需要删除快照配置文件中的 <uuid> 标签，并且将虚拟机的名称修改，然后用这个配置文件创建虚拟机

posted @ 2024-04-22 15:16 厚礼蝎阅读(20) 评论(0) 编辑收藏举报

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