kvm装机

***：KVM装机是构建虚拟化环境的重要操作。首先要确保硬件支持虚拟化技术，如具备合适的CPU等。安装KVM时，需在主机系统中进行相关软件包的安装与配置，像在Linux系统下利用yum或apt等包管理工具安装KVM相关组件。在装机过程中，要正确设置网络、存储等参数，创建虚拟机时定义好CPU、内存、磁盘等资源分配，从而构建出稳定、高效的基于KVM的虚拟机环境。

本文目录导读：

1. KVM简介
2. KVM装机前的准备
3. KVM的安装过程
4. 创建和配置虚拟机
5. KVM虚拟机的管理与维护
6. 故障排除与优化

《KVM装机全攻略：从基础到进阶的详细指南》

KVM简介

KVM（Kernel - based Virtual Machine）是一种基于Linux内核的开源虚拟机技术，它允许在单个物理服务器上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以独立运行自己的操作系统，就像在独立的物理计算机上一样，KVM利用了Linux内核的虚拟化功能，提供了高性能、高效能的虚拟化解决方案，被广泛应用于数据中心、云计算环境以及企业内部的服务器整合等场景。

（一）KVM的优势

1、性能卓越

- 由于KVM直接构建于Linux内核之上，它能够充分利用宿主机的硬件资源，与其他虚拟化技术相比，KVM在处理I/O操作、CPU调度和内存管理方面具有较低的开销，在进行大量磁盘I/O的应用场景中，KVM可以直接利用宿主机的磁盘驱动程序，减少了中间层的转换损耗，从而提高了磁盘读写速度。

- 在CPU性能方面，KVM能够根据虚拟机的负载动态分配CPU资源，它采用了Linux内核的调度算法，确保每个虚拟机都能获得公平合理的CPU时间片，并且在多核CPU环境下，能够有效地并行处理多个虚拟机的任务，提升整体的计算效率。

2、开源且免费

- KVM是开源软件，遵循GPL（General Public License）协议，这意味着企业和个人可以免费使用、修改和分发KVM相关的软件，对于预算有限的小型企业和创业公司来说，这是一个非常有吸引力的特性，他们可以利用KVM构建自己的虚拟化环境，而无需支付昂贵的软件许可费用，开源的特性也吸引了众多开发者的参与，使得KVM不断得到改进和完善。

3、广泛的操作系统支持

- KVM支持多种操作系统作为虚拟机的客户机操作系统，无论是Windows系列（如Windows Server、Windows 10等）还是各种Linux发行版（如Ubuntu、CentOS、Red Hat等），甚至一些类Unix系统（如FreeBSD）都可以在KVM虚拟机中良好运行，这使得企业可以在同一物理服务器上整合不同类型的业务系统，提高硬件资源的利用率，同时方便进行系统的迁移和测试等操作。

KVM装机前的准备

1、硬件要求

CPU：需要支持硬件虚拟化技术（如Intel VT - x或AMD - V）的CPU，可以通过查看CPU的规格说明书或者在BIOS中查看相关设置来确定是否支持，大多数现代Intel Core系列和AMD Ryzen系列CPU都支持硬件虚拟化。

内存：根据计划运行的虚拟机数量和每个虚拟机的内存需求来确定宿主机的内存大小，如果要运行多个内存需求较大（如每个虚拟机需要4GB以上内存）的虚拟机，宿主机至少应该具备16GB或更多的内存。

磁盘：建议使用高速磁盘，如SSD（Solid State Drive），因为虚拟机的磁盘I/O操作会对性能产生较大影响，SSD能够提供比传统机械硬盘更快的读写速度，要确保有足够的磁盘空间来存储虚拟机的镜像文件、操作系统安装文件等，对于一个中等规模的KVM环境，至少需要几百GB的磁盘空间。

2、软件环境准备

操作系统：选择一个合适的Linux发行版作为宿主机操作系统，CentOS和Ubuntu是比较流行的选择，以CentOS为例，确保安装的是64 - bit版本，并且系统已经更新到最新的补丁和软件包，可以通过执行“yum update”命令来更新CentOS系统。

安装必要的软件包：在CentOS上，需要安装一些与KVM相关的软件包，如“qemu - kvm”（KVM的核心组件）、“libvirt”（用于管理虚拟机的API和工具集）、“virt - manager”（图形化的虚拟机管理工具）等，可以通过“yum install qemu - kvm libvirt virt - manager”命令来安装这些软件包。

KVM的安装过程

1、在CentOS上安装KVM

- 检查硬件是否支持虚拟化，在CentOS系统中，可以执行“egrep - c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo”命令，如果结果大于0，则表示CPU支持虚拟化。

- 按照前面提到的安装必要软件包的步骤，使用yum命令安装KVM相关软件包，在安装过程中，yum会自动解决软件包的依赖关系。

- 安装完成后，启动libvirtd服务，可以使用“systemctl start libvirtd”命令来启动服务，并且使用“systemctl enable libvirtd”命令设置服务开机自启。

2、在Ubuntu上安装KVM

- 同样要先检查硬件是否支持虚拟化，在Ubuntu系统中，可以执行“kvm - ok”命令（如果没有安装，需要先安装“cpu - checker”软件包）。

- 安装KVM相关软件包，在Ubuntu上，可以使用“apt - get install qemu - kvm libvirt - bin bridge - utils virt - manager”命令来安装，安装完成后，启动libvirt服务，可以使用“service libvirt - bin start”命令，并且使用“update - rc.d libvirt - bin defaults”命令设置服务开机自启。

创建和配置虚拟机

1、使用virt - manager创建虚拟机

- 启动“virt - manager”图形化工具，在CentOS中，可以在应用程序菜单中找到它，在Ubuntu中也可以通过搜索功能找到。

- 点击“新建虚拟机”按钮，进入虚拟机创建向导，首先选择安装方式，如“本地安装介质（ISO文件或CD - ROM）”、“网络安装（HTTP、FTP或NFS）”等，如果选择本地安装介质，需要指定ISO文件的路径。

- 选择虚拟机的内存大小、CPU核心数等资源配置，根据宿主机的硬件资源和虚拟机的预期用途来合理分配，对于一个简单的测试用Linux虚拟机，1GB内存和1个CPU核心可能就足够了，但对于运行数据库等资源密集型应用的虚拟机，可能需要更多的内存和CPU核心。

- 设置虚拟机的磁盘大小和存储类型，可以选择创建一个新的虚拟磁盘，指定磁盘大小（如10GB、20GB等），并选择存储类型，如“qcow2”（一种支持快照等功能的磁盘格式）或“raw”（简单的磁盘格式）。

- 完成虚拟机的创建并启动安装过程，按照操作系统安装向导的提示，完成虚拟机操作系统的安装。

2、通过命令行创建和配置虚拟机

- 使用“virsh”命令可以在命令行下创建和管理虚拟机，要创建一个新的虚拟机，可以使用“virt - install”命令，其基本语法如下：

- “virt - install --name=vm - name --ram=ram - size --vcpus=vcpu - number --disk path = disk - path,size = disk - size --cdrom iso - path”

- “--name”指定虚拟机的名称，“--ram”指定内存大小（以MB为单位），“--vcpus”指定CPU核心数，“--disk”指定磁盘相关参数，“--cdrom”指定ISO安装文件的路径。

- 配置虚拟机的网络也是很重要的，KVM支持多种网络模式，如桥接模式（Bridge）、NAT模式（Network Address Translation）等，在桥接模式下，虚拟机可以直接连接到宿主机所在的网络，就像一台独立的物理机一样，可以通过编辑宿主机的网络配置文件（如CentOS中的“/etc/sysconfig/network - scripts/ifcfg - br0”）来创建桥接网络，并将虚拟机的网络接口绑定到桥接网络上。

KVM虚拟机的管理与维护

1、虚拟机的启动、停止和重启

- 在“virt - manager”图形化工具中，可以方便地对虚拟机进行启动、停止和重启操作，只需选择要操作的虚拟机，然后点击相应的按钮（如“启动”、“关闭”、“重启”等）。

- 通过“virsh”命令也可以实现这些操作，要启动名为“vm - name”的虚拟机，可以使用“virsh start vm - name”命令；要停止虚拟机，可以使用“virsh shutdown vm - name”命令，如果虚拟机无法正常关闭，可以使用“virsh destroy vm - name”命令强制停止；要重启虚拟机，可以使用“virsh reboot vm - name”命令。

2、虚拟机的克隆与迁移

克隆：在“virt - manager”中，可以选择要克隆的虚拟机，然后点击“克隆”按钮，按照向导的提示进行操作，克隆虚拟机可以快速创建与原虚拟机相似的新虚拟机，适用于快速部署多个相同配置的虚拟机环境，在企业中需要快速部署多个测试环境时，可以先创建一个基础的测试虚拟机，然后通过克隆来创建多个副本。

迁移：KVM支持虚拟机的实时迁移，要实现虚拟机的迁移，需要满足一定的条件，如源宿主机和目标宿主机之间的网络连通性、共享存储（如果是基于共享存储的迁移）等，在命令行下，可以使用“virsh migrate”命令来进行虚拟机的迁移操作。“virsh migrate --live vm - name qemu + ssh://destination - host/system”可以将名为“vm - name”的虚拟机实时迁移到名为“destination - host”的目标宿主机上。

3、虚拟机的备份与恢复

备份：可以对虚拟机的磁盘文件进行备份，如果虚拟机使用的是“qcow2”磁盘格式，可以使用“qemu - img”工具进行备份，要创建一个名为“vm - disk - backup.qcow2”的备份文件，可以使用“qemu - img convert - O qcow2 - c /path/to/vm - disk /path/to/vm - disk - backup.qcow2”命令，-c”参数表示启用压缩，可以节省磁盘空间。

恢复：要恢复虚拟机，可以使用备份的磁盘文件重新创建虚拟机或者替换原虚拟机的磁盘文件，如果是重新创建虚拟机，可以按照前面提到的创建虚拟机的方法，在创建过程中指定备份的磁盘文件作为虚拟机的磁盘，如果是替换原虚拟机的磁盘文件，需要先停止虚拟机，然后替换磁盘文件，再启动虚拟机。

故障排除与优化

1、常见故障及解决方法

虚拟机无法启动：可能是虚拟机配置错误，如内存分配过大超过宿主机可用内存，或者磁盘文件损坏，如果是内存问题，可以调整虚拟机的内存配置；如果是磁盘文件损坏，可以尝试使用备份文件恢复或者使用“qemu - img”工具检查和修复磁盘文件。

网络不通：检查虚拟机的网络模式设置是否正确，以及宿主机的网络配置是否正常，如果是桥接模式，检查桥接网络是否创建成功，网络接口是否绑定正确；如果是NAT模式，检查NAT规则是否正确设置。

2、性能优化

CPU优化：可以根据虚拟机的负载情况调整CPU分配策略，对于CPU密集型的虚拟机，可以将其CPU亲和性设置为特定的CPU核心，提高CPU的缓存命中率，从而提升性能，在KVM中，可以使用“taskset”命令来设置CPU亲和性。

磁盘优化：如果使用的是机械硬盘，可以对磁盘进行RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）配置，提高磁盘的读写性能，对于虚拟机的磁盘文件，选择合适的磁盘格式也很重要，如前面提到的“qcow2”格式支持一些高级功能，并且在磁盘空间利用上更高效，可以通过调整磁盘缓存策略来优化磁盘性能，例如在“virt - manager”中可以设置磁盘的缓存模式为“writeback”（提高写性能，但有数据丢失风险）或“writethrough”（保证数据安全，但写性能稍低）。

内存优化：合理分配虚拟机的内存大小，避免过度分配，可以启用KVM的内存气球（Memory Ballooning）技术，根据虚拟机的实际需求动态调整内存大小，在虚拟机内部，可以优化操作系统的内存管理，如调整Linux系统的“swappiness”参数，减少不必要的磁盘交换操作。

KVM作为一种强大的虚拟化技术，通过以上的装机、管理和优化步骤，可以有效地构建和维护一个高效的虚拟化环境，满足不同用户在企业和个人应用中的需求。