kvm虚拟机安装教程，kvm虚拟机教程

***：本文聚焦于KVM虚拟机，主要涉及KVM虚拟机的安装教程。可能涵盖安装前的准备工作，如系统要求、硬件条件等，还会包括安装过程中的关键步骤，像软件包的获取与安装、相关配置的设定等内容，旨在为想要进行kvm虚拟机安装的用户提供详细、全面的指导，以帮助用户顺利完成KVM虚拟机的安装操作。

本文目录导读：

1. KVM简介
2. 系统要求
3. 安装KVM
4. 创建虚拟机
5. 虚拟机管理
6. 网络配置
7. 存储管理
8. 性能优化
9. 安全考虑

《KVM虚拟机安装与配置全教程》

KVM简介

KVM（Kernel - based Virtual Machine）是基于Linux内核的开源全虚拟化解决方案，它利用Linux内核中的虚拟化功能，将Linux系统转换为一个hypervisor（虚拟机监控程序），能够在单个物理服务器上运行多个虚拟机（VM），KVM具有高性能、低开销、安全性强等诸多优点，被广泛应用于企业数据中心、云计算环境以及开发者的测试环境中。

系统要求

1、硬件要求

处理器：支持硬件虚拟化技术（如Intel VT - x或AMD - V）的CPU，可以通过检查BIOS设置来确认是否已启用硬件虚拟化。

内存：足够的物理内存，具体取决于要运行的虚拟机数量和负载，每个虚拟机至少需要1GB或更多内存，同时还要为宿主机保留足够的内存来运行系统和其他服务。

磁盘空间：根据虚拟机的存储需求，需要有足够的磁盘空间，如果要创建一个带有操作系统和一些应用程序的虚拟机，可能需要几十GB到上百GB的磁盘空间。

2、软件要求

操作系统：推荐使用较新版本的Linux发行版，如CentOS 7或Ubuntu 18.04及以上版本，这些发行版已经内置了KVM相关的软件包，并且有较好的软件包管理系统方便后续操作。

安装KVM

1、CentOS系统下安装KVM

检查系统是否支持KVM

- 在CentOS系统中，可以使用以下命令检查CPU是否支持硬件虚拟化：

egrep - c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

- 如果结果大于0，则表示CPU支持硬件虚拟化。

安装KVM相关软件包

- 使用yum包管理器安装KVM及其管理工具，运行以下命令：

yum install qemu - kvm libvirt virt - install virt - manager - y

- qemu - kvm是KVM的核心组件，libvirt是管理虚拟机的API库，virt - install用于命令行创建虚拟机，virt - manager是一个图形化的虚拟机管理工具。

启动和设置服务

- 安装完成后，启动libvirt服务：

systemctl start libvirtd

- 并且设置服务开机自启：

systemctl enable libvirtd

2、Ubuntu系统下安装KVM

检查系统支持

- 同样，在Ubuntu系统中，可以使用以下命令检查CPU支持情况：

egrep - c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

安装KVM软件包

- 在Ubuntu上，使用apt包管理器安装KVM相关软件包，首先更新软件包列表：

sudo apt - get update

- 然后安装KVM：

sudo apt - get install qemu - kvm libvirt - bin ubuntu - vm - builder bridge - utils virt - manager - y

启动服务

- 启动libvirt服务：

sudo service libvirt - bin start

- 设置服务开机自启：

sudo update - rc.d libvirt - bin defaults

创建虚拟机

1、使用virt - manager（图形化工具）创建虚拟机

启动virt - manager

- 在CentOS或Ubuntu系统中，在终端输入virt - manager命令，将会弹出图形化的虚拟机管理界面。

创建新虚拟机

- 点击“文件”->“新建虚拟机”，将会弹出创建虚拟机向导。

- 在“安装方法”步骤中，可以选择多种安装源，如本地安装介质（ISO文件或物理光盘）、网络安装（如通过HTTP、FTP或NFS服务器）等。

- 如果选择本地ISO文件安装，点击“浏览”选择ISO镜像文件，该ISO文件可以是Windows操作系统安装镜像、Linux发行版安装镜像等。

- 在“内存”和“CPU”设置步骤中，根据实际需求设置虚拟机的内存大小和CPU核心数量，对于一个简单的测试用Linux虚拟机，可以设置1GB内存和1个CPU核心；对于运行数据库等资源需求较大的虚拟机，可能需要更多的内存和CPU核心。

- 在“存储”设置步骤中，选择虚拟机磁盘的存储位置和大小，可以创建一个新的虚拟磁盘文件，也可以使用现有的磁盘文件或分区。

- 在“网络”设置中，选择虚拟机的网络连接方式，常见的有NAT（网络地址转换）、桥接（Bridge）等，NAT模式下，虚拟机通过宿主机的网络地址转换来访问外部网络，外部网络无法直接访问虚拟机；桥接模式下，虚拟机就像宿主机所在网络中的一台独立主机，可以直接访问外部网络，外部网络也可以直接访问虚拟机（如果虚拟机防火墙允许）。

- 点击“完成”开始创建虚拟机并按照安装向导安装操作系统。

2、使用virt - install（命令行工具）创建虚拟机

基本语法

virt - install --name=<虚拟机名称> --ram=<内存大小（MB）> --vcpus=<CPU核心数> --disk path=<磁盘文件路径>,size=<磁盘大小（GB）> --os - type=<操作系统类型> --os - variant=<操作系统变体> --network network=<网络模式> --graphics none --cdrom=<ISO镜像文件路径>

示例

- 创建一个名为“test - vm”，内存为2GB（2048MB），2个CPU核心，磁盘大小为20GB，使用CentOS 7 ISO镜像文件进行安装，网络模式为NAT的虚拟机，可以使用以下命令：

virt - install --name = test - vm --ram = 2048 --vcpus = 2 --disk path=/var/lib/libvirt/images/test - vm.qcow2,size = 20 --os - type = linux --os - variant = centos7.0 --network network = default --graphics none --cdrom=/home/user/CentOS - 7 - x86_64 - DVD - 1810.iso

虚拟机管理

1、启动、停止和重启虚拟机

使用virt - manager

- 在virt - manager界面中，选中要操作的虚拟机，点击“运行”按钮可以启动虚拟机，点击“关闭”按钮可以停止虚拟机，点击“重启”按钮可以重启虚拟机。

使用命令行

- 启动虚拟机：virsh start <虚拟机名称>

- 停止虚拟机：virsh shutdown <虚拟机名称>

- 强制停止虚拟机（类似于断电）：virsh destroy <虚拟机名称>

- 重启虚拟机：virsh reboot <虚拟机名称>

2、虚拟机克隆

使用virt - manager

- 在virt - manager中，选中要克隆的虚拟机，点击“克隆”按钮，按照克隆向导设置克隆后的虚拟机名称、存储位置等参数。

使用命令行

- 首先将源虚拟机的XML配置文件导出：virsh dumpxml <源虚拟机名称> > source - vm.xml

- 然后修改XML文件中的相关参数，如虚拟机名称、磁盘文件路径等。

- 最后使用修改后的XML文件创建克隆虚拟机：virt - install --import --name = <克隆虚拟机名称> --ram = <内存大小> --vcpus = <CPU核心数> --disk path = <克隆磁盘文件路径> --os - type = <操作系统类型> --os - variant = <操作系统变体> --network network = <网络模式> --xml source - vm.xml

3、虚拟机快照

使用virt - manager

- 在virt - manager中，选中要创建快照的虚拟机，点击“快照”->“创建快照”，设置快照名称、描述等信息，然后点击“创建”。

使用命令行

- 创建快照：virsh snapshot - create <虚拟机名称>

- 列出虚拟机的所有快照：virsh snapshot - list <虚拟机名称>

- 恢复到指定快照：virsh snapshot - revert <虚拟机名称> <快照名称>

- 删除快照：virsh snapshot - delete <虚拟机名称> <快照名称>

网络配置

1、NAT网络配置

- 在KVM默认的NAT网络模式下，虚拟机通过宿主机的网络地址转换来访问外部网络。

- 宿主机上的libvirt服务会创建一个名为virbr0的虚拟网桥，可以通过修改/etc/libvirt/qemu/networks/default.xml文件来调整NAT网络的相关设置，如IP地址范围、DNS服务器等。

- 要修改NAT网络的IP地址范围，可以在<network>标签内修改<ip>标签的相关属性，修改完成后，使用virsh net - define /etc/libvirt/qemu/networks/default.xml重新定义网络，然后使用virsh net - start default重新启动NAT网络。

2、桥接网络配置

- 桥接网络模式下，虚拟机直接连接到宿主机所在的物理网络。

- 首先需要在宿主机上创建一个网桥，在CentOS系统中，可以使用nmcli命令创建网桥。

nmcli connection add type bridge con - name br0 ifname br0

- 然后将物理网卡添加到网桥中，假设物理网卡为eth0：

nmcli connection add type bridge - slave con - name br0 - slave - eth0 ifname eth0 master br0

- 在Ubuntu系统中，可以使用brctl命令创建和配置网桥。

- 创建网桥：sudo brctl addbr br0

- 将物理网卡添加到网桥：sudo brctl addif br0 eth0

- 之后，在创建或修改虚拟机时，选择桥接网络模式（bridge = br0），虚拟机就可以通过桥接网络与外部网络通信。

存储管理

1、虚拟磁盘格式

- KVM支持多种虚拟磁盘格式，如qcow2、raw等。

qcow2格式是一种支持稀疏存储、快照、压缩等特性的磁盘格式，比较适合用于KVM虚拟机。raw格式是一种简单的磁盘格式，性能较好，但不支持qcow2的一些高级特性。

2、磁盘扩容

qcow2格式磁盘扩容

- 首先关闭要扩容的虚拟机。

- 使用qemu - img工具进行扩容，将名为test - vm.qcow2的磁盘从20GB扩容到30GB：

qemu - img resize test - vm.qcow2 + 10G

- 然后启动虚拟机，在虚拟机内部使用分区工具（如fdisk或parted）对新增的磁盘空间进行分区和格式化操作。

raw格式磁盘扩容

- 同样先关闭虚拟机。

- 可以使用dd命令创建一个新的更大的磁盘文件，然后将原磁盘文件的内容复制到新磁盘文件中，原磁盘文件为test - vm.raw，要从20GB扩容到30GB：

- 创建新磁盘文件：dd if=/dev/zero of=new - test - vm.raw bs = 1G count = 30

- 复制原磁盘内容：dd if = test - vm.raw of = new - test - vm.raw conv = notrunc

- 最后修改虚拟机的XML配置文件，将磁盘文件路径指向新的磁盘文件，然后启动虚拟机。

性能优化

1、CPU优化

- 根据虚拟机的负载合理分配CPU核心数，对于计算密集型的虚拟机，可以适当增加CPU核心数；对于I/O密集型的虚拟机，可以优化磁盘I/O和网络I/O，减少CPU资源的占用。

- 可以使用cpuset等工具将虚拟机的CPU亲和性设置到特定的CPU核心上，提高CPU缓存的命中率，从而提高性能。

2、内存优化

- 避免为虚拟机过度分配内存，可以使用内存 ballooning技术，根据虚拟机的实际需求动态调整内存大小。

- 在宿主机上，可以优化内存管理参数，如swappiness的值，降低swappiness的值可以减少系统将内存数据交换到磁盘交换空间的频率，提高内存性能。

3、磁盘和网络优化

- 对于磁盘优化，可以使用更快的存储设备（如SSD），在虚拟机内部优化文件系统（如使用xfs等高性能文件系统），并且合理设置磁盘缓存策略。

- 对于网络优化，可以根据网络负载选择合适的网络模式（如桥接或NAT），在宿主机上优化网络参数（如调整网络缓冲区大小），在虚拟机内部优化网络协议栈等。

安全考虑

1、虚拟机隔离

- KVM本身通过硬件虚拟化提供了一定程度的虚拟机隔离，在共享存储、网络等资源时，需要注意数据的隔离，在多租户环境下，要确保不同租户的虚拟机不能非法访问其他租户的数据。

- 可以使用安全组、防火墙等技术来进一步加强虚拟机之间的隔离。

2、安全更新

- 定期更新宿主机和虚拟机的操作系统、软件包等，对于宿主机，及时更新libvirt、qemu - kvm等关键组件的安全补丁；对于虚拟机，根据其操作系统类型（如Windows或Linux）按照相应的安全更新流程进行更新。

3、访问控制

- 限制对virt - manager和virsh命令的访问，只有授权的用户才能创建、管理和操作虚拟机，在CentOS系统中，可以使用SELinux等技术来增强访问控制；在Ubuntu系统中，可以使用apparmor等技术来保护系统安全。

通过以上步骤，我们可以全面地掌握KVM虚拟机的安装、配置、管理、优化和安全方面的知识，能够根据实际需求创建和管理高效、安全的KVM虚拟机环境。