OpenStack入门篇（三）之KVM介绍及安装

• 1.什么是虚拟化？

虚拟化是云计算的基础。简单的说，虚拟化使得在一台物理的服务器上可以跑多台虚拟机，虚拟机共享物理机的 CPU、内存、IO 硬件资源，但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的。

物理机我们一般称为宿主机（Host），宿主机上面的虚拟机称为客户机（Guest）。

那么 Host 是如何将自己的硬件资源虚拟化，并提供给 Guest 使用的呢？ 
这个主要是通过一个叫做 Hypervisor 的程序实现的。

• 2.虚拟化的分类

①Hypervisor 直接安装在物理机上，多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。Hypervisor 实现方式一般是一个特殊定制的 Linux 系统。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都属于这个类型。

②物理机上首先安装常规的操作系统，比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。Hypervisor 作为 OS 上的一个程序模块运行，并对管理虚拟机进行管理。KVM、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都属于这个类型。

理论上讲： 
①号虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别优化，性能上比2型要高； 
②号虚拟化因为基于普通的操作系统，会比较灵活，比如支持虚拟机嵌套。嵌套意味着可以在KVM虚拟机中再运行KVM。

• 3.KVM的介绍

KVM 全称是 Kernel-Based Virtual Machine。也就是说 KVM 是基于 Linux 内核实现的。 
KVM有一个内核模块叫 kvm.ko，只用于管理虚拟 CPU 和内存。

那 IO 的虚拟化，比如存储和网络设备由谁实现呢？ 
这个就交给 Linux 内核和Qemu来实现。

说白了，作为一个 Hypervisor，KVM 本身只关注虚拟机调度和内存管理这两个方面。IO 外设的任务交给 Linux 内核和 Qemu。

• 4.Libvrit

Libvirt是KVM的管理工具，Libvirt包含3个组成部分：后台daemon程序libvirtd、API库、和命令行工具virsh
①libvirtd是服务程序，接收和处理API请求；
②API库是可以基于libvirt的开发工具，例如vir-manager
③virsh是KVM的命令行工具，比如在实际生产中，图形界面无法使用或无法通过vnc链接云主机时，可以通过virsh命令行进行操作。

• 5.KVM的安装

(1)查看cpu是否支持虚拟化

[root@linux-node1 ~]# grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo **
flags       : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts mmx fxsr sse sse2 ss syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc aperfmperf eagerfpu pni pclmulqdq vmx ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm arat pln pts dtherm tpr_shadow vnmi ept vpid fsgsbase smep xsaveopt

(2)安装qemu-kvm（用户态管理工具），libvirt（命令行管理工具），virt-install（安装kvm工具）

[root@linux-node1 ~]#  yum install -y qemu-kvm libvirt
[root@linux-node1 ~]#  yum install -y virt-install

(3)启动libvirtd服务，查看是否创建多出一个虚拟网卡：virbr0

[root@linux-node1 ~]# systemctl enable libvirtd
[root@linux-node1 ~]# systemctl start libvirtd
[root@linux-node1 ~]# ifconfig
ens33: flags=<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu
        inet 192.168.56.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.56.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe03:f3fe  prefixlen   scopeid 0x20<link>
        ether :0c:::f3:fe  txqueuelen   (Ethernet)
        RX packets   bytes  (315.1 MiB)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (8.7 MiB)
        TX errors   dropped  overruns   carrier   collisions 

lo: flags=<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::  prefixlen   scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen   (Local Loopback)
        RX packets   bytes  (16.0 KiB)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (16.0 KiB)
        TX errors   dropped  overruns   carrier   collisions 

virbr0: flags=<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether ::::fb:  txqueuelen   (Ethernet)
        RX packets   bytes  (0.0 B)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (0.0 B)
        TX errors   dropped  overruns   carrier   collisions 

(4)创建虚拟机
安装kvm虚拟机的需求：硬盘，光盘镜像。
①创建的虚拟机内存大小不能超过物理机的大小；
②创建的虚拟机不需要每次都安装启动，只需要通过镜像进行启动。

[root@linux-node1 ~]# qemu-img create -f raw /opt/CentOS--x86_64.raw 10G
Formatting '/opt/CentOS-7-x86_64.raw', fmt=raw size=
[root@linux-node1 ~]# virt-install --virt-type kvm --name CentOS--x86_64 --ram  \
> --cdrom=/tmp/CentOS--x86_64-DVD-.iso --disk path=/opt/CentOS--x86_64.raw \
> --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

Starting install...
Domain installation still in progress. You can reconnect to
the console to complete the installation process.

然后快速用TightVNS链接192.168.56.11，按"Tab"键，然后输入：net.ifnames=0 biosdevname=0,更改网卡名称为eth0.按"Enter"进入安装。如图：

• 6.总结思路

1.创建虚拟磁盘
2.通过virt-install安装一台虚拟机
3.通过TightVNC客户端工具连接到192.168.56.11:5900进行安装操作，默认qumu-kvm的端口是5900端口，端口从5900计算.

• 7.遇到的问题总结

1.如果多次执行安装：
1.删除 rm -f /opt/CentOS-7-x86_64.raw
2.虚拟机的名称，需要指定--name参数进行修改

virt-install --virt-type kvm --name CentOS-dxxxx7-x86_64 --ram  \
 --cdrom=/tmp/CentOS--x86_64-DVD-.iso --disk path=/opt/CentOS--x86_64.raw \
 --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole

2.如何删除KVM创建的桥接网卡：

brctl show
ifconfig br0 down
brctl delbr br0
systemctl restart network

3.如何在Centos 7 系统安装完毕修改网卡名为eth0:
（1）首先，先编辑网卡的配置文件 vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 将里面的NAME项修改为eth0
继续，重命名该配置文件
（2）然后，禁用该可预测命名规则。对于这一点，你可以在启动时传递“net.ifnames=0 biosdevname=0 ”的内核参数。这是通过编辑/etc/default/grub并加入“net.ifnames=0 biosdevname=0 ”到GRUBCMDLINELINUX变量来实现的。
（3）运行命令grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg 来重新生成GRUB配置并更新内核参数。
（4）reboot重启系统生效