Ubuntu服务器应用KVM实现虚拟化速成手册

Ubuntu服务器应用KVM实现虚拟化速成手册本文教大家如何让KVM在Ubuntu服务器上顺畅运行、安装多个访客操作系统、管理存储，以及将访客操作系统迁移到新主机上。作为Linux内核虚拟机管理程序，KVM称得上是企业级虚拟化领域的后起之秀。它有诸多优点：非常精简，因而占用资源少，运行起来速度快，可以轻松自如地运行没有经过改动的访客操作系统。在这堂速成课中，我们会迅速让KVM在Ubuntu服务器上运行起来、安装多个访客操作系统、管理存储，以及将访客操作系统迁移到新主机上。KVM与Ubuntu服务器KVM的全称是“基于内核的虚拟机”，最先由Qumranet公司开发而成。2008年，红帽公司收购了Qumranet，将KVM作为服务器版红帽企业级虚拟化（RHEV）的核心部分。KVM采用了GPL许可证模式，是主线内核（mainlineKernel）的一部分，因而任何Linux发行版都能支持它。KVM是一种类型2虚拟机管理程序，这意味着它在操作系统里面运行。一些流行的类型2虚拟机管理程序包括Xen和VirtualBox。类型1虚拟机管理程序（如IBM的z/VM和VMwareESXi）则可以直接在裸机上运行，不需要什么操作系统。KVM几乎支持任何访客操作系统：Linux、MacOSX、Unix、Windows以及你所采用的其他任何操作系统。与KVM一样，Ubuntu服务器也发展成为一款面向企业的重量级服务器。Ubuntu支持x86和x8664位平台上的KVM。与红帽和Novell这两大企业级Linux开发商不一样，你没必要进行注册或者理睬销售噱头，就可以下载和测试Ubuntu。如果你想要获得培训、商业支持或者在线服务（比如Landscape系统管理器或Ubuntu云服务），你想要的时候，就能随时获取。系统要求就这堂速成课而言，你需要配备英特尔VT或AMD-V处理器的Ubuntu计算机，因为这些处理器包含特殊的扩展功能，可以原生支持虚拟机。（想了解更多信息，请参阅KVM的处理器支持页面：）。我在本文中使用了11.04NattyNarwhal64位版本。我建议使用Ubuntu服务器作为你生产环境的KVM服务器；但是进行测试的话，任何Ubuntu都可以。使用该命令，看看你的x86处理器有没有虚拟化扩展功能：$egrep-o'(vmx|svm)'/proc/cpuinfovmxvmx这个示例显示了能够支持虚拟化的双核英特尔处理器。你可能不得不在你系统的BIOS中启用虚拟化扩展功能。确保这项功能已启用，否则KVM无法正常运行。你可以在64位系统上运行32位或64位访客操作系统，但是在32位系统上却只能运行32位访客操作系统。使用大量内存是好事，使用多核处理器也是如此。Ubuntu服务器占用系统资源很少，因而给你的虚拟机访客操作系统留出了更多资源。Ubuntu服务器系统的最低要求是300MHz处理器、128MB内存和1GB硬盘空间。这个要求非常低。为了测试KVM，我建议至少为你的访客操作系统配备2GHz处理器、2GB内存以及足够的磁盘空间，另外还要有数据存储系统。为生产服务器配置资源很难做到非常准确。如果你仅仅把所有访客操作系统的系统要求叠加起来，很可能面临一台配置过度的机器，除非你的访客操作系统始终在全速运行。虚拟机的其中一个优点是，可以更高效地使用硬件，因为当一个访客操作系统闲置时，另一个访客操作系统忙碌运行。如果你配置资源过少，服务器变得不堪重负时，那么可以将访客操作系统转移到不同主机上。所以，你有很大的活动余地，不需要一开始就在资源配置方面做到完美。安装KVM安装这些软件包：$sudoapt-getinstallqemu-kvmlibvirt-binvirt-managerbridge-utils然后运行该命令，确保它准备好运行KVM：$kvm-okINFO:/dev/kvmexistsKVMaccelerationcanbeused要是缺漏了什么，它会告诉你KVM加速无法使用。在采用根权限的情况下运行，获得让它正常运行的暗示信息（hint），就像这样：$sudokvm-ok[sudo]passwordforcarla:INFO:/dev/kvmdoesnotexist（/dev/kvm不存在）HINT:sudomodprobekvm_intelINFO:YourCPUsupportsKVMextensions（你的处理器支持KVM扩展）INFO:KVM(vmx)isdisabledbyyourBIOS（KVM[vmx]被你的BIOS禁用）HINT:EnteryourBIOSsetupandenableVirtualizationTechnology(VT),（进入你的BIOS设置界面，启用虚拟化技术[VT]，）andthenhardpoweroff/poweronyoursystem（然后对你的系统执行硬关机/开机操作）KVMaccelerationcanNOTbeused（KVM加速无法使用）就像我刚才说的那样，要确保KVM扩展功能已在你系统的BIOS中启用。现在，把你的用户添加到libvirtd组，然后注销，重新登录，激活你的组成分身份。现在，你不用操心权限方面的问题，就可以控制KVM了。运行该命令，证实KVM在正常运行：$virsh-cqemu:///systemlistIdNameState太好了！IDName和State这两个字段都是空的，它们本该是空的。现在开启虚拟机管理器（VirtualMachineManager），运行该命令，连接到你的KVM服务器：$virt-manager-cqemu:///systemkvmhostKvmhost是我的服务器名称，所以你必须将它换成你的服务器名称。你会看到下面图1这样的画面。安装访客操作系统目前还没有多大的动静，因为我们还没有安装任何访客操作系统。你可以通过CD/DVD、ISO映像文件、netinstall（网络安装）和PXE启动等方式来安装新的访客操作系统。CD/DVD安装需要内部驱动器；U盘不行。我青睐通过ISO映像文件来安装，因为这种安装方式速度快，又没必要刻录磁盘。如果是网络安装，需要知道安装服务器的URL地址；如果是PXE启动，则需要TFTP/PXE启动服务器。要安装新的访客操作系统，点击“Createanewvirtualmachine”（创建新的虚拟机）按钮，按屏幕提示逐步完成操作。想在你的系统上找到ISO映像文件，点击屏幕2中的Browse（浏览）按钮，然后查看BrowseLocal（浏览本地）按钮的“LocateISOmediavolume”（定位iOS介质卷）屏幕的左下角。点击该处，即可打开文件选择器。在屏幕5上，务必要勾选“Allocateentiredisknow”（立即分配整个磁盘）。这并不意味着，它会接管你的整个磁盘，而是会立即预留你为访客操作系统分配的所有空间。如果你没有选择这个，那么KVM就会根据需要分配空间，上限是最大分配值。这年头磁盘空间便宜得很，所以不值得冒这个险：因不小心用光了磁盘空间而导致数据被损坏。一开始就要预留访客操作系统的最大分配值，之后你再也没必要操心这个了。虚拟机窗口可能不够大，显示不下访客操作系统的整个屏幕，于是用光标抓住窗口一角，拖到合适位置。如果虚拟机捕捉你的鼠标指针，按Ctrl+ALT组合键，即可重新放开。图2显示了通过ISO映像文件正常安装openSUSE的过程。下面的图3显示了三个访客操作系统的样子，它们都同时运行，控制台都开着，虚拟机管理器在顶部。你可以控制每一个访客操作系统，就好像它们安装在不同的机器上；你也可以随时开启和关闭它们。网络功能自动启用，所以你的访客操作系统能访问互联网和局域网。每一个访客操作系统都可以在安装后加以改动，只要打开相应访客操作系统的控制台，然后点击蓝色的i（信息）按钮（见图4）。在该屏幕上，你可以微调处理器的使用和内存、查看性能图表、控制启动选项、设置外设、管理存储，以及添加新的硬件设备。默认情况下，访客操作系统无法访问CD/DVD驱动器和USB存储设备，所以这些设备得手动添加。管理存储虚拟机管理器让存储管理既容易又快速。只要点击Edit（编辑）ConnectionDetails（连接细节），即可创建额外的存储池。这可以打开有多个选项卡的一个屏幕。Storage（存储）选项卡显示了现有的存储池，还可创建新的存储池。从左窗格开始，点击绿色十字图标，即可分配一个新的存储块（图5）。这个存储块可以是目录、块设备、SCSI主机适配器、网络文件系统、逻辑卷管理器（LVM）组或者iSCSI目标。然后，你可以在右窗格中随意对它进行分隔。点击NewVolume（新建卷）按钮，配置大小，然后选择raw或qcow2磁盘映像格式，因为这些格式与所有文件系统兼容。raw是默认格式，也是速度最快的。qcow2则支持AES加密、快照和压缩。管理访客操作系统你可以将访客操作系统迁移到不同的主机上用于均衡负载、软硬件维护或者仅仅用于试验。启用迁移功能有一个前提条件，那就是你的主机必须使用共享网络存储，比如NFS共享区、光纤通道或iSCSI；不管是哪一种，源主机和目的地主机都必须已经使用同样的共享网络存储池。迁移有两种类型：离线迁移和实时迁移。在离线迁移中，访客操作系统被停止，然后访客操作系统内存的映像转移到新主机上，重新启动。在实时迁移中，KVM将访客操作系统的内存页面迁移到新主机上，监测旧主机有无变更内容，然后将变更内容转移到新主机上。当页面都拷贝完毕、在指定的一段时间内（默认值是10毫秒）没有变更时，访客操作系统在旧主机上被停止，在新主机上恢复运行。要是旧主机处于忙碌状态，实时迁移就要花费很长的时间，或者根本就无法完成，所以那样的话，你就要停止实时迁移，改而采用离线迁移。迁移过去的仅仅是访客操作系统内存的内容；磁盘存储并不迁移。之后，迁移访客操作系统只需要简单地点击几下鼠标。从虚拟机管理器的主控制台，鼠标右击你想要迁移的那个访客操作系统，然后右击Migrate（迁移）。如果你想要进行离线迁移，勾选“migrateoffline”（离线迁移）。NewHost（新主机）下拉菜单会列出所有可用的KVM主机。选择你想要使用的那个主机，点击Migrate（迁移）按钮，就大功告成了。远程管理和CLI虚拟机管理器支持远程管理。把它安装到你常用的工作站或笔记本电脑上，然后用该命令，连接到你的KVM服务器上：$virt-manager-cqemu+SSH://kvmhost/system把kvmhost换成你自己的服务器的主机名。这可以通过SSH为你的会话建立安全隧道，所以你需要在KVM服务器上运行的SSH服务器。你可能更喜欢从命令行来运行KVM服务器，你可以这么做。具体请查询virt-manager、virsh和qemu-kvm的参考手册页。我们的速成课到此结束，但还有许多方面要学习，比如安全、资源分配方面的更深入问题和最佳实践。Ubuntu服务器指南第19节（）很有帮助，而红帽企业级Linux6虚拟化指南（）的内容最全面。RedHat