Kylin麒麟操作系统服务部署 | KVM虚拟化

一位老司机

以下所使用的环境为：
虚拟化软件：VMware Workstation 17 Pro
麒麟系统版本：Kylin-Server-V10-SP3-2403-Release-20240426-x86_64

一、虚拟化介绍

虚拟化是指创建虚拟资源，例如：服务器、桌面、操作系统、文件、存储或网络。虚拟化的主要目标是通过从根本上改变传统计算来管理工作负载，从而使其具有可扩展性。目前企业应用比较多的就是虚拟化，包括：服务器虚拟化、桌面虚拟化、应用虚拟化，而虚拟化技术实现资源的逻辑抽象和统一表示。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
1. 主机虚拟化

应用程序运行环境强隔离 虚拟机操作系统和底层操作系统无关化 虚拟机内部操作不会影响到物理机 拥有操作系统会占用部署资源及存储 网络传输效率低 当应用程序需要调用硬件响应用户访问时间延迟大

2. 容器虚拟化

可以实现应用程序的隔离 直接使用物理机的操作系统可以快速响应用户请求 不占用部署时间 占用少量磁盘空间 学习成本增加、操作控制麻烦、网络控制和主机虚拟化有区别

二、VMware虚拟化

VMware虚拟机与其它虚拟化一样是一个逻辑的计算机，可以运行受支持的客户端操作系统和应用程序的虚拟硬件集。从本质上来说或从存储的角度来看，是一组离散的文件。
虚拟机的文件包括

**.vmx：**虚拟机配置文件（文本文件） **.nvram：**虚拟机BIOS文件（二进制文件） **.vmdk：**虚拟磁盘描述文件（仅描述信息） **-flat.vmdk：**虚拟磁盘数据文件（实际数据） **-rdm.vmdk：**裸设备映射虚拟磁盘文件 **.vswp/vmx-*.vswp：**vmkernel swap文件，也叫虚拟机交换文件 **.vmtx：**模板的配置文件（文本文件） **.vmsd/.vmsn/-delta.vmdk：**虚拟机快照文件及磁盘delta数据文件 **.log：**虚拟机日志文件 **.vmss：**挂起状态文件

三、KVM概述

KVM是基于内核的虚拟机，是基于虚拟化扩展的X86硬件的开源Linux原生的全虚拟化方案（要求CPU支持 Intel-VT-x 或 AMD-V）。KVM内嵌于内核模块中，模拟处理器和内存以支持虚拟机运行。虚拟机被实现为常规的Linux进程，由标准Linux调度程序进行调度虚拟机的每个虚拟 CPU 被实现为一个常规的 Linux 进程。这使得 KVM 能够使用 Linux 内核的已有功能，但 KVM 本身不执行任何模拟。需要客户空间程序（虚拟机）通过/dev/kvm（此虚拟设备需要开起硬件辅助虚拟化才能看到）接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间，并且由 Qemu 模拟 I/O（ioctl）进行调度资源和维护管理。
KVM虚拟化架构的三种模式

客户模式（guestOS）


VM中的操作系统为GuestOS，客户机在操作系统中运行的模式，客户机分为内核模式和用户模式

用户模式


为用户提供虚拟机管理的用户空间工具以及代表用户执行I/O，Qemu工作在此模式下（Qemu的主要功能）

Linux内核模式


模拟CPU、内存，实现客户模式切换，处理从客户模式的退出，KVM运行在此模式下

四、KVM安装

1. 检查本机CPU是否支持虚拟化

intel：最新Linux内核的Intel处理器（含VT虚拟化技术）vmx nx lm AMD：含SVM安全虚拟机技术的AMD处理器，也叫 AMD-V svm nx lm

查看本机CPU是否支持虚拟化，在输出的内容中包含“svm”是AMD处理器虚拟机技术标志；“vmx”是Intel处理器虚拟机技术标志

1. egrep"(vmx|svm)" /proc/cpuinfo

复制代码

如果是在VMware虚拟环境下，可以查看是否勾选【虚拟化 Intel VT-x/EPT 或 AMD-V/RVI(V)】

2. 安装虚拟化组软件包

列出本机所有的软件包组

1. yum grouplist

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安装【Virtualization Host】虚拟化主机软件包组

1. yum groupinstall -y"Virtualization Host"

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3. 安装虚拟化管理工具

virsh是用于管理虚拟化环境中客户机和Hypervisor的命令工具，是libvirt-client软件包提供的。virsh使用起来virt-manager命令十分类似，都是系统管理员通过脚本程序实现虚拟化自动部署和管理工具。

1. yum provides virsh

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virt-manager是一个类似于VMware的一个图形界面的虚拟机管理器，在安装软件包组的时候默认不安装，需要额外安装

1. yum install-y virt-manager

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4. 安装Web控制台cockpit

Web控制台旨在管理和监视本地系统以及位于网络环境中的Linux服务器。Web控制台可以执行多种管理任务，包括：

管理服务、用户账户 管理和监视系统服务 配置网络接口和防火墙 查看系统日志 管理虚拟机 创建诊断报告、设置内核转储设置 配置SELinux、更新软件和管理系统订阅

查看Web控制台是否安装

1. yum info cockpit

复制代码

cockpit的每个功能可以理解为是一个组件

1. yum search cockpit

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安装cockpit-machines

1. yum install-y cockpit-machines

复制代码

启动cockpit服务，然后访问Web控制台

1. systemctl status cockpit.service
   
2. http://localhost.com

复制代码

五、新建虚拟机

安装虚拟化客户操作系统的UI界面

1. yum install-y virt-viewer

复制代码

1. 通过虚拟机管理器（Virtu-manager）新建虚拟机

[Step1]: 启动Virtual Machine Manager有两种方式打开

[Step2]: 新建虚拟机：选择如何安装操作系统

[Step3]: 新建虚拟机：设置虚拟机的安装光盘和安装系统类型

[Step4]: 新建虚拟机：设置虚拟机的内存和CPU

[Ste5]: 新建虚拟机：设置虚拟机的磁盘

[Ste6]: 新建虚拟机：设置虚拟机的名称及网络

[Ste7]: 新建虚拟机：等待虚拟机的创建

5.2 通过cockpit新建虚拟机

[Step1]: 安装virt-install软件包

1. yum install-y virt-install

复制代码

[Step2]: 登录cockpit

[Step3]: 创建虚拟机

[Step4]: 填写相关参数

[Step5]: 稍等片刻后，会出现VNC控制台，然后按照提示继续下一步安装即可

3. 通过virt-install命令创建虚拟机

[Step1]: 创建虚拟机使用 virt-install 命令

1. virt-install --name server03 --memory2048--vcpus2--disksize=20 --os-variant kylin10.0 --cdrom /dev/sr0 --graphics vnc,port=5980,password=Kylin2024 --networknetwork=default

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**–name server03：**指定创建的虚拟机名称 **–memory 2048：**内存容量，默认单位是MB **–vcpus 2：**虚拟机CPU的数量，不可能超过主机的核心数 **–disk size：**虚拟机的磁盘容量，默认单位GB **–os-variant Kylin10.0：**虚拟机系统版本 **–cdrom：**指定光驱中的光盘 **–graphics vnc,port=5980,password=Kylin2024：**VNC设置 **–network network=default：**网络设置

六、KVM管理工具(virsh命令)

获取服务器主机的内存信息

1. virsh nodememstats

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获取客户端虚拟机监控程序的CPU信息

1. virsh nodecpustats

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获取客户端虚拟机的数量信息

获取可用于客户端的所有网络信息

虚拟机的启停

1. virsh start server01                        # 开启虚拟机virshreboot server01                        # 重启虚拟机，前提是虚拟机必须是启动状态virshshutdown server01                        # 关闭虚拟机virsh destroy server01                        # 强制关闭虚拟机virshsuspend--domain server01        # 挂起虚拟机virsh resume --domain server01        # 恢复虚拟机

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七、虚拟机模板

1.模板概述和作用

模板类似于生活中的模具，可以工具模具制作出很多一模一样的产品。在KVM中，虚拟机模板同样可以批量生成虚拟机。缩短部署时间，提高工作效率。
2.生成虚拟机模板

[Step1]: 关闭虚拟机，这里以server01为例

1. virshshutdown server01

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[Step2]: 以server01为模板生成虚拟机server04

1. cd /var/lib/libvirt/images/
   
2. cp server01.qcow2 server04.qcow2                # 其实可以将qcow2文件理解为就是虚拟机
   
3. virt-install --name server04 --memory2048--vcpus2--disk /var/lib/libvirt/images/server04.qcow2,bus=virtio,format=qcow2 --import --os-variant kylin10.0 --networknetwork=default        # 生成虚拟机

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八、虚拟机快照管理

虚拟机快照的创建方式有两种

LVM快照 基于qcow2磁盘格式创建快照

1. 基于KVM的虚拟机快照

KVM快照是基于LVM快照来实现的，虚拟机使用的是快照盘，还原虚拟机就是基于原盘再做一次快照，继续使用快照即可。
[Step1]: 关闭虚拟机，此处以server01为例

1. virshshutdown server01

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[Step2]: 新建了1块硬盘50G硬盘

1. lsblk

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[Step3]: 创建物理卷设备，将三块硬盘加入到物理卷

1. pvcreate /dev/sdb

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[Step4]: 创建卷组myvg，将sdb加入到卷组中

1. vgcreate myvg /dev/

复制代码

[Step5]: 创建逻辑卷mylv，逻辑卷大小为myvg全部大小

1. lvcreate -n mylv -L 40G myvg

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[Step6]: 格式化硬盘，新建挂载点/kvm_snap

1. mkdir /kvm_snap
   
2. mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv
   
3. mount /dev/myvg/mylv /kvm_snap/

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[Step7]: 对逻辑卷mylv生成快照

1. lvcreate -n mylv_snap -L 40G -s /dev/myvg/mylv

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2. KVM自带的快照功能

创建快照的命令：snapshot-create-as
[Step1]: 为虚拟机server01新建快照 server01_bak

1. virsh snapshot-create-as server01 server01_bak

复制代码

**virsh snapshot-create-as：**新建快照 **server01：**虚拟机名称 **server01_bak：**虚拟机快照名

[Step2]: 查看指定虚拟机的快照

1. virsh snapshot-list server01

复制代码

**virsh snapshot-list：**查看虚拟机的所有快照 **server01：**虚拟机名称

[Step3]: 查看快照信息

1. virsh snapshot-info --doamin server01 --snapshotname server01_bak

复制代码

**virsh snapshot-info：**查看快照的信息 **–domain server01：**虚拟机名称 **–snapshotname server01_bak：**快照名称

[Step4]: 还原快照

1. virsh snapshot-revert --domain server01 --snapshotname server01_bak

复制代码

**virsh snapshot-revert：**还原快照信息
**–domain server01：**虚拟机名称
**–snapshotname server01_bak：**快照名称
[Step5]: 删除快照

1. virsh snapshot-delete --domain server01 --snapshotname server01_bak

复制代码

**virsh snapshot-delete：**删除快照 **–domain server01：**虚拟机名称 **–snapshotname server01_bak：**快照名称

九、虚拟机克隆

KVM中的虚拟机克隆和VMware中的虚拟机克隆方式差不多，均存在两种克隆方式

完整克隆：对原始虚拟机完整拷贝，删除原始虚拟机，对克隆机器不影响，但是需要较多的空间 链接克隆：对原始虚拟机（磁盘）的链接，原始虚拟机删除，链接会失效

1. 完整克隆

完整克隆和创建模板的方式一样，直接复制磁盘文件。
2. 自动克隆

KVM提供了克隆命令–virt-clone，克隆的时候必须关闭虚拟机
[Step1]: 克隆虚拟机

1. virt-clone --auto-clone -o server01 -n server02

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**virt-clone：**创建克隆 **–auto-clone：**自动克隆 **-o server01：**原始虚拟机 **-n server02：**克隆后的虚拟机

3. 手动克隆

[Step1]: 复制一个磁盘

1. cd /var/lib/libvirt/images/
   
2. cp server01.qcow2 server03.qcow2

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[Step2]: 导出server01的xml文件，将文件中的唯一性配置删除

1. virsh dumpxml --domain server01 >../qemu/server03.xml
   
2. vim../qemu/server03.xml
   
3. 
   
4. # 删除下列参数<uuid>d268c29b-43d5-4d78-bfdd-edebf3cc647a</uuid><mac address='52:54:00:a2:6a:19'/># 修改下列参数<name>server03</name><source file='/var/lib/libvirt/images/server03.qcow2'/># 磁盘路径

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[Step3]: 将xml文件导入虚拟机中

1. cd../qemu/
   
2. virsh define --file server03.xml --validate

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**virsh define：**从XML文件定义域 **–file server03.xml：**指定xml文件的路径 **–validate：**针对模式验证XML

4. 链接克隆

[Step1]: 创建链接克隆磁盘，磁盘格式必须是qcow2

1. qemu-img create -b /var/lib/libvirt/images/server01.qcow2 -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/server04.qcow2

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**qemu-img create：**创建新的镜像文件 **-b /var/lib/libvirt/images/server01.qcow2：**指定基础镜像的路径，这里会对server01.qcow2进行增量备份，只保存差异部分，而不是整个镜像的完整备份 **-f qcow2：**指定镜像文件的格式为qcow2 **/var/lib/libvirt/images/server04.qcow2：**新创建的镜像文件的路径和名称

[Step2]: 查看磁盘的详细信息

[Step3]: 生成xml文件，修改xml文件内容

1. virsh dumpxml --domain server01 > /var/lib/libvirt/qemu/server04.xml
   
2. vim /var/lib/libvirt/qemu/server04.xml
   
3. 
   
4. # 删除下列内容<uuid>d268c29b-43d5-4d78-bfdd-edebf3cc647a</uuid><mac address='52:54:00:a2:6a:19'/># 修改下列内容<name>server04</name><source file='/var/lib/libvirt/images/server04.qcow2'/>

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[Step4]: 将xml文件导入虚拟机

1. virsh define /var/lib/libvirt/qemu/server04.xml

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[Step4]: 验证：启动虚拟机

1. virsh start server04

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[Step4]: 开启虚拟机控制台链接，默认是开启的但不是开机自启，可以设置为开机自启

1. systemctl enable--now serial-getty@ttyS0.service

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[Step5]: 链接到虚拟机server04，因为server01是图形界面的，所以不会显示控制台

1. virsh console server04

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十、KVM网络管理

1. 网络类型介绍

KVM一共存在4种网络类型

**隔离模式：**虚拟机之间组建网络，隔离模式无法和宿主机通信，无法和其它网络通信，相当于虚拟机只是连接在一台交换机上。有点类似VMware中的【LAN区段】 **路由模式：**相当于虚拟机连接到一台路由器上， 由路由器（物理网卡）统一转发，但是不会改变源地址 **NAT模式：**NAT模式将源地址转换为路由器（物理网卡）地址，这样其它主机也知道报文来自哪台主机，在docker环境中常用。NAT网络是虚拟机默认的网络，在安装好KVM后自动会添加一块网卡。 **桥接模式：**在宿主机中创建一张虚拟网卡作为宿主机的网卡，而物理网卡则作为交换机

2. NAT网络

NAT网络是虚拟机默认的网络，安装好KVM就会有一个网卡。默认使用的地址192.168.122.0/24

1. ipadd show virbr0

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virbr0是一个网桥，接收所有到网络192.168.122.0./24的内容

1. brctl show

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