kvm使用教程，kvm系统主机

***：本教程围绕KVM系统主机展开。首先介绍KVM（基于内核的虚拟机）是一种开源的系统虚拟化技术。在使用方面，涵盖了KVM系统主机的安装与基本配置步骤，如安装相关软件包、进行网络设置等。还包括如何创建和管理虚拟机，像定义虚拟机的资源（如内存、磁盘等）、安装操作系统等操作，通过这些内容帮助使用者快速掌握KVM系统主机的基本使用方法。

本文目录导读：

1. KVM简介
2. KVM系统主机的安装
3. KVM虚拟机的创建
4. KVM虚拟机的管理
5. KVM系统主机的网络配置
6. KVM系统主机的存储管理
7. KVM系统主机的安全与维护

《KVM系统主机全解析：从入门到精通的使用指南》

KVM简介

KVM（Kernel - based Virtual Machine）是一种基于内核的开源虚拟机技术，它允许在单个物理主机上运行多个虚拟机，KVM利用Linux内核的虚拟化功能，提供了高效、稳定的虚拟化解决方案，被广泛应用于数据中心、云计算等环境。

（一）KVM的优势

1、高性能

- 由于KVM直接构建于Linux内核之上，它能够充分利用主机的硬件资源，它可以直接访问物理CPU的指令集，如Intel的VT - x和AMD的AMD - V，从而实现接近原生性能的虚拟机运行，在处理计算密集型任务，如科学计算、数据分析等时，KVM虚拟机的性能损耗相对较小。

2、良好的兼容性

- KVM支持多种操作系统作为虚拟机的 guest系统，包括Linux、Windows等主流操作系统，这使得企业在进行混合环境部署时更加方便，可以在同一物理主机上运行不同操作系统需求的虚拟机，满足不同业务场景的需求。

3、开源与灵活性

- 作为开源软件，KVM的源代码是公开的，用户可以根据自己的需求对其进行定制和优化，KVM可以与其他开源软件很好地集成，如QEMU（用于模拟硬件设备）、Libvirt（用于管理虚拟机）等，为用户提供了一个灵活的虚拟化平台构建方案。

KVM系统主机的安装

1、硬件要求

- 主机需要支持虚拟化技术的CPU，对于Intel处理器，需要开启VT - x功能；对于AMD处理器，需要开启AMD - V功能，可以在BIOS设置中找到相关选项并启用。

- 足够的内存和磁盘空间，内存的大小取决于计划运行的虚拟机数量和每个虚拟机的内存需求，如果计划运行3个每个需要2GB内存的虚拟机，主机至少应该有6GB以上的内存，磁盘空间方面，要考虑虚拟机镜像文件的存储需求以及虚拟机操作系统和应用程序的安装空间。

2、软件安装

- 在基于Linux的系统上安装KVM，以CentOS为例，确保系统是64位版本并且内核版本支持KVM（一般较新的内核都支持）。

- 使用yum命令安装KVM相关软件包，执行“yum install qemu - kvm libvirt virt - install bridge - utils”命令，qemu - kvm是KVM的核心组件，负责虚拟机的创建和运行；libvirt是用于管理虚拟机的API库和工具集；virt - install是一个创建虚拟机的命令行工具；bridge - utils用于网络桥接配置。

- 安装完成后，启动libvirtd服务，执行“systemctl start libvirtd”，并且设置开机自启，执行“systemctl enable libvirtd”。

KVM虚拟机的创建

1、使用virt - install命令创建虚拟机

- 基本语法：

- virt - install --name=vm_name --ram=ram_size --vcpus=vcpus_number --disk path = disk_path,size = disk_size --cdrom cdrom_path --network network_type=network_type,source = source_name --graphics graphics_type。

- 创建一个名为“testvm”，内存为2GB（2048MB），2个虚拟CPU，磁盘大小为20GB，使用本地ISO镜像文件安装操作系统（假设ISO文件路径为/media/iso/CentOS - 7 - x86_64 - DVD - 1810.iso），网络采用默认的NAT模式的虚拟机：

- virt - install --name = testvm --ram = 2048 --vcpus = 2 --disk path=/var/lib/libvirt/images/testvm.qcow2,size = 20 --cdrom /media/iso/CentOS - 7 - x86_64 - DVD - 1810.iso --network network_type = nat --graphics vnc。

- 在这个命令中，--name指定虚拟机的名称，--ram指定内存大小，--vcpus指定虚拟CPU数量，--disk指定虚拟机磁盘的路径和大小，--cdrom指定安装ISO文件的路径，--network指定网络类型，--graphics指定显示类型（这里使用VNC，方便远程连接安装操作系统）。

2、虚拟机安装过程中的注意事项

- 在安装操作系统过程中，要根据虚拟机的用途合理分配磁盘分区，如果是用作Web服务器的虚拟机，可以适当增大/var目录的分区大小，以存储网站文件和日志等。

- 对于网络配置，如果采用NAT模式，虚拟机可以通过主机的网络连接到外部网络，但外部网络不能直接访问虚拟机，如果需要外部网络直接访问虚拟机，可以考虑使用桥接模式，但要注意IP地址的分配，避免IP冲突。

KVM虚拟机的管理

1、虚拟机的启动、停止和重启

- 使用virsh命令来管理虚拟机，要启动名为“testvm”的虚拟机，执行“virsh start testvm”；要停止虚拟机，执行“virsh shutdown testvm”（这是正常关闭虚拟机的命令，如果虚拟机无响应，可以使用“virsh destroy testvm”强制关闭，但可能会导致数据丢失或文件系统损坏）；要重启虚拟机，执行“virsh reboot testvm”。

2、虚拟机的资源调整

- 内存调整：如果发现虚拟机运行时内存不足，可以调整虚拟机的内存大小，首先关闭虚拟机，然后使用qemu - img命令调整磁盘镜像文件（如果虚拟机磁盘格式支持动态调整大小），再修改虚拟机的配置文件（位于/var/lib/libvirt/qemu/虚拟机名称.xml）中的内存参数，最后重新启动虚拟机。

- 虚拟CPU调整：类似内存调整，先关闭虚拟机，修改虚拟机配置文件中的<vcpu>标签的值，然后重新启动虚拟机。

KVM系统主机的网络配置

1、NAT模式

- NAT（Network Address Translation）模式是KVM虚拟机默认的网络模式，在这种模式下，虚拟机通过主机的网络地址转换功能连接到外部网络，主机充当虚拟机的网关，虚拟机的IP地址是内部网络地址。

- 配置NAT模式的网络主要涉及到libvirt的网络配置文件，默认的NAT网络配置文件位于/etc/libvirt/qemu - networks/下，可以通过修改这个文件来调整NAT网络的参数，如IP地址范围、网关等。

2、桥接模式

- 桥接模式下，虚拟机直接连接到主机所在的物理网络，就像一台独立的物理主机一样，虚拟机可以从网络中的DHCP服务器获取IP地址，或者手动配置与物理网络相同网段的IP地址。

- 要配置桥接模式，首先要在主机上创建一个网络桥接设备，在CentOS系统中，可以使用brctl命令创建桥接设备，假设主机的网络接口为eth0，创建名为br0的桥接设备的步骤如下：

- 安装bridge - utils包（如果未安装）。

- 停止eth0接口，执行“ifconfig eth0 down”。

- 创建桥接设备，执行“brctl addbr br0”。

- 将eth0接口添加到桥接设备中，执行“brctl addif br0 eth0”。

- 启动桥接设备和eth0接口，执行“ifconfig br0 up;ifconfig eth0 up”。

- 然后在创建虚拟机时，在--network参数中指定网络类型为桥接模式，如“--network network_type = bridge,source = br0”。

KVM系统主机的存储管理

1、磁盘镜像格式

- KVM支持多种磁盘镜像格式，如qcow2、raw等。

- qcow2格式是一种支持压缩、加密、快照等功能的磁盘镜像格式，它的优点是可以节省磁盘空间，并且支持动态扩展磁盘大小，在创建虚拟机时指定磁盘格式为qcow2，随着虚拟机中数据的增加，磁盘镜像文件会自动增长，但不会一次性占用全部指定的磁盘大小。

- raw格式是一种简单的磁盘镜像格式，它的性能相对较高，但不支持压缩、加密等高级功能，在对性能要求较高且不需要高级功能的情况下，可以选择raw格式。

2、存储池的创建与管理

- 存储池是KVM用于管理虚拟机存储的一种机制，可以创建不同类型的存储池，如基于文件系统的存储池、基于LVM（Logical Volume Manager）的存储池等。

- 以创建基于文件系统的存储池为例：

- 使用virsh命令创建存储池，定义一个存储池的XML配置文件，例如创建一个名为“mypool”的存储池，配置文件内容如下：

```xml

<pool type = 'dir'>

<name>mypool</name>

<target>

<path>/var/lib/libvirt/images/mypool</path>

</target>

</pool>

```

- 然后使用virsh命令创建存储池，执行“virsh pool - define mypool.xml”，接着启动存储池，执行“virsh pool - start mypool”，最后设置存储池为自动启动，执行“virsh pool - autostart mypool”。

- 可以将虚拟机的磁盘存储在创建的存储池中，在创建虚拟机时，通过指定存储池中的路径来存储虚拟机磁盘，如“--disk pool = mypool,size = 20”。

KVM系统主机的安全与维护

1、安全方面

更新与补丁管理：定期更新KVM相关软件包以及虚拟机中的操作系统和应用程序，对于KVM本身，要关注Linux内核的更新，因为KVM构建于内核之上，内核的安全补丁可能会影响KVM的安全性，对于虚拟机中的操作系统，要按照操作系统厂商的建议进行更新，例如CentOS系统可以使用yum update命令进行系统更新。

访问控制：限制对KVM主机和虚拟机的访问，对于KVM主机的管理，可以使用用户认证和授权机制，如Libvirt支持基于TLS（Transport Layer Security）的加密连接和用户认证，对于虚拟机的访问，要根据虚拟机的用途设置合适的网络访问策略，如在防火墙中设置规则，只允许合法的IP地址访问虚拟机提供的服务。

虚拟机隔离：确保不同虚拟机之间的资源隔离，KVM本身在硬件资源分配上提供了一定的隔离机制，但在网络和存储方面也要注意隔离，在存储方面，如果多个虚拟机共享存储资源，要防止一个虚拟机非法访问其他虚拟机的存储数据。

2、维护方面

性能监控：使用工具监控KVM主机和虚拟机的性能，对于主机，可以使用系统自带的工具如top、iostat等监控CPU、内存、磁盘I/O等性能指标，对于虚拟机，可以通过Libvirt提供的监控功能或者在虚拟机内部安装性能监控工具（如在Linux虚拟机中安装sar等工具）来监控虚拟机的性能，根据监控结果，及时调整虚拟机的资源分配或者优化主机的配置。

备份与恢复：定期备份虚拟机的磁盘镜像文件和配置文件，对于磁盘镜像文件，可以使用工具如rsync进行备份，在备份配置文件时，要注意备份虚拟机的XML配置文件（位于/var/lib/libvirt/qemu/虚拟机名称.xml），如果虚拟机出现故障，可以使用备份的磁盘镜像文件和配置文件进行恢复，恢复过程可能涉及到重新创建虚拟机（使用备份的配置文件）并导入备份的磁盘镜像文件。

KVM系统主机提供了一个强大的虚拟化平台，通过深入了解其安装、创建、管理、网络、存储、安全和维护等方面的知识，可以高效地构建和管理虚拟机环境，满足不同业务需求，无论是在企业数据中心还是个人开发测试环境中，KVM都有着广泛的应用前景。