KVM虚拟化技术之使用Qemu-kvm创建和管理虚拟机的方

KVM虚拟化技术：使用Qemu-kvm创建和管理虚拟机的全面指南

一、KVM简介

KVM（Kernel-based Virtual Machine），作为基于Linux内核的虚拟化技术，已经成为x86架构服务器虚拟化领域的翘楚。它的名字源于其独特的架构——将Linux内核转化为一个hypervisor，提供全虚拟化解决方案。在具备Intel VT或AMD-V技术的硬件平台上，KVM能够发挥出色的性能。并且，这一技术已经被移植到FreeBSD及illumos等系统上，展现出其广泛的应用前景。

KVM的优势在于其开源性质以及强大的社区支持。作为一个基于内核的虚拟机，KVM包含了一个为处理器提供底层虚拟化的可加载核心模块。而QEMU软件作为KVM的上层控制和界面，为KVM提供了丰富的虚拟机管理功能。值得一提的是，KVM能够在不改变Linux或Windows镜像的情况下，运行多个虚拟机，并为每个虚拟机配置个性化的硬件环境。

二、KVM与VBox的区别

三、KVM的内存管理

KVM继承了Linux系统的内存管理特性，如交换空间、大内存页等，以实现更好的性能。它借助Intel的EPT或AMD的RVI技术，降低了CPU的占用率，提高了虚拟机的吞吐量。值得一提的是，KVM还通过KSM（Kernel Same-page Merging）技术实现了内存页面共享。这一技术通过扫描虚拟机的内存，查找并合并相同的内存页，降低内存占用，提高整体性能。在同一台物理主机上运行的具有相同GuestOS的虚拟机之间，由于共享库、内核等内存对象可能表现为相同的内存页，因此KSM技术的应用非常广泛。

KVM作为一种成熟的虚拟化技术，已经在服务器领域得到了广泛应用。使用Qemu-kvm创建和管理虚拟机，不仅可以深入理解KVM的工作原理，还能体验到虚拟化技术带来的便利。希望这篇文章能帮助您更好地了解KVM虚拟化技术，为您的服务器虚拟化之路提供有益的参考。KVM虚拟化平台构建与深入理解

一、前置知识链接

KVM的官方为我们提供了关于KVM技术的详细信息。你可以参考KVM的Howto文档以获取详细的安装和操作指南。如果你对Kqemu源码感兴趣，其源码地址也已提供。而Qemu的下载地址则能让你轻松获取这一强大的虚拟化技术工具。

二、KVM虚拟化平台的构建

1. 安装准备

你需要确认你的硬件是否支持虚拟化。运行命令`egrep '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo`来查看你的CPU是否支持Intel的VT或AMD的SVM技术。请注意，AMD在虚拟化方面的表现通常更佳。如果你在虚拟机环境中操作，如VBOX不支持硬件虚拟化，你可以尝试使用VMware Workstation 10并启用其虚拟化引擎。

2. 安装KVM

Linux内核已经集成了KVM，因此安装KVM相对简单。只需在命令行模式下启用KVM模块即可。使用命令`modprobe kvm`来启用KVM。对于Intel和AMD的CPU，你需要分别加载对应的kvm模块。

3. KVM虚拟机创建和管理所依赖的组件介绍

KVM虚拟机的创建依赖于qemu-kvm。虽然KVM技术已经相当成熟，但在某些方面，如网络虚拟化，它仍需要额外的技术来补充，而qemu-kvm正是这样的技术。它增强了KVM的功能，并在性能上进行了优化。

为了更方便地管理KVM虚拟机，我们可以使用virt-manager和virt-viewer。libvirt是创建和管理KVM虚拟机时不可或缺的组件。

libvirt是一个提供库函数的集合，其他技术可以通过调用这些库函数来管理虚拟机。无论是kvm、xen还是lxc等虚拟机技术，都可以利用libvirt提供的API进行管理。其设计理念是面向驱动的架构，为每一种虚拟机技术都开发设计相应的驱动。这样，不同的虚拟机技术可以使用不同的驱动，相互间不会产生影响，方便扩展。而且，libvirt提供了多种编程语言的接口，可以直接通过编程调用其对外接口实现对虚拟机的操作。在云计算的IaaS领域，libvirt的应用尤为广泛。从它的架构设计图中，我们可以看到多个driver位于libvirt api之上，每个虚拟机技术都有对应的driver，充当该技术与libvirt之间的接口。这种设计避免了libvirt需要针对不同虚拟机技术设计接口，它主要关注底层的实现，提供对外接口调用，不同的虚拟机技术则通过调用libvirt提供的接口来完成所需功能。安装KVM虚拟化平台并构建网络桥接设备

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我们直接从yum源安装qemu-kvm、libvirt和virt-manager这三个软件包，以完成KVM虚拟化平台的搭建。安装命令如下：

```bash

yum install -y qemu-kvm libvirt virt-manager

```

安装完成后，启动libvirtd服务。这个服务会自动启动一个桥设备，类似于VMware Workstation中的host-only网络模式。

使用ifconfig命令，我们可以看到新启动的桥设备br0已经成功连接到网卡eth0上。还有其他的网络设备如lo（本地回环接口）和virbr0（虚拟网络桥设备）。为了更清晰地展示网络配置情况，这里简要列出了使用ifconfig命令获取的部分网络接口信息。接下来，我们需要像VMware Workstation一样创建一个物理桥接设备。这可以通过关闭NetworkManager服务并创建桥接设备来完成。在此过程中，我们使用chkconfig命令关闭NetworkManager服务的开机启动。然后，使用virsh命令创建桥接设备并关联网卡到桥接设备上。至此，我们的虚拟化平台的网络配置部分就完成了。接下来，我们就可以开始使用qemu-kvm来创建和管理虚拟机了。通过以上的步骤，我们已经成功地构建了KVM虚拟化平台并完成了网络桥接设备的创建。这样我们就可以在KVM虚拟化平台上创建虚拟机进行狼蚁网站SEO优化的任务了。虚拟机的创建和管理主要是通过qemu-kvm这个工具来完成的。qemu-kvm是一个开源的虚拟机软件，能够模拟计算机硬件并提供一个运行多种操作系统和软件的环境。在这个平台上，我们可以创建虚拟机实例并进行各种操作，包括安装操作系统、配置网络、部署应用等。这对于进行狼蚁网站SEO优化等任务非常有帮助，因为它允许我们在隔离的环境中测试不同的配置和优化策略，而不会影响实际的服务器环境。我们已经成功地搭建了KVM虚拟化平台并创建了网络桥接设备，为在KVM虚拟化平台上创建和管理虚拟机提供了基础。接下来，我们就可以在这个平台上进行各种虚拟机的操作和管理任务了。三、利用qemu-kvm高效管理KVM虚拟机

qemu-kvm是一个强大的开源虚拟化工具，既可以作为计算机仿真器，也可以作为虚拟机来使用。让我们深入了解qemu-kvm的功能和使用方法。

一、qemu-kvm简介

qemu是一个广泛应用于模拟计算机架构的软件，能够以主机架构运行其他架构的操作系统和程序。当作为虚拟机使用时，qemu能够通过直接使用主机的系统资源，使虚拟系统获得接近物理机的性能表现。qemu支持多种虚拟化技术，包括xen和kvm。当使用kvm时，qemu能够虚拟x86、服务器和嵌入式powerpc，以及s390的系统。

二、qemu-kvm的构成与使用

qemu由以下几部分组成：处理器模拟器（如x86、PowerPC和Sparc）、仿真设备（如显卡、网卡、硬盘等）、用于连接仿真设备和主机设备的通用设备、模拟机的描述信息、调试器以及与模拟器交互的用户接口。这些强大的功能使得qemu-kvm在虚拟机管理中具有广泛的应用。

在RHEL6或CentOS6系统中，qemu-kvm位于/usr/libexec目录中。为了方便使用，我们可以将其链接到/usr/bin/qemu-kvm。这样，我们就可以直接使用qemu-kvm命令来创建和管理虚拟机了。

三、qemu-kvm的使用特点与选项介绍

qemu-kvm的使用非常灵活，其命令选项非常丰富。大致可以分为以下几类：标准选项、USB选项、显示选项、i386平台专用选项等。其中，标准选项主要涉及虚拟机的配置和管理，如设定主机类型、CPU模式、内存大小等。

使用qemu-kvm命令时，需要注意其格式：“qemu-kvm [options] [disk_image]”。其中，[options]是各种命令选项，[disk_image]是磁盘镜像文件。通过合理的配置和使用这些选项，我们可以创建和管理功能强大的KVM虚拟机。例如，-name选项用于设定虚拟机名称，-M选项用于指定主机类型，-m选项用于设定RAM大小等。需要注意的是，-cdrom和-hdc选项不能同时使用，而通过将file指定为/dev/cdrom可以直接使用物理光驱。PC机上最多可以模拟255颗CPU。在实际使用中，我们需要根据具体需求选择合适的选项进行配置。通过深入了解qemu-kvm的功能和使用方法，我们能够更加高效地进行KVM虚拟机的管理和使用。QEMU-KVM是一款强大的虚拟化软件，它允许用户创建和管理虚拟机。在配置QEMU-KVM时，硬件参数和网络属性等选项的设定至关重要。以下是关于qemu-kvm的一些重要选项及其含义的生动描述。

文件路径与硬件接口设定：

在定义虚拟机硬件配置时，你需要指定硬件映像文件的路径、硬盘设备接口类型以及索引号等信息。例如，硬件映像文件路径为"/path/to/somefile"，你还需要明确接口类型为ide、scsi、sd等。这些设置对于确保虚拟机正确识别和使用硬盘设备至关重要。你还需要设定介质类型，以确定该设备是硬盘还是光盘。是否支持快照功能也是一个重要的选项。

启动与显示选项：

在配置QEMU-KVM虚拟机时，启动和显示选项的设置同样重要。你需要定义启动设备的引导次序，以确保虚拟机按照你的需求启动。在显示选项方面，你可以选择合适的显示接口和属性，如禁止图形接口、使用SDL或spice远程桌面协议等。还可以指定VGA接口类型，以满足不同的显示需求。这些选项对于控制虚拟机的显示效果和用户界面至关重要。

i386平台专用选项：

对于i386平台，还有一些专用选项可供配置。例如，你可以禁用ACPI功能或balloon设备，以满足特定的兼容性需求。这些选项的设定有助于优化虚拟机的性能和功能。

网络属性相关选项：

网络属性是QEMU-KVM配置中不可或缺的一部分。你可以定义网络设备接口类型及其相关属性。这里特别介绍了nic、tap和user三种类型网络接口的属性。这些设置对于确保虚拟机正确连接到网络并与其他设备通信至关重要。通过合理配置网络属性，你可以实现虚拟机之间的通信、访问外部资源以及管理网络资源等。

QEMU-KVM的配置选项丰富多样，涵盖了硬件、显示、网络等各个方面的设定。通过深入理解并合理配置这些选项，你可以实现虚拟机的灵活管理和高效运行。无论是开发者还是普通用户，都可以通过学习和掌握这些配置选项，更好地利用QEMU-KVM来创建和管理虚拟机。创建并配置QEMU虚拟网络设备及虚拟机Guest OS安装指南

一、虚拟网络设备创建与配置

1. 创建新的网卡设备并连接至vlan n中。在PC架构上，默认的NIC类型为e1000。你可以使用`macaddr`参数为其指定特定的MAC地址，并使用`name`参数为监控时显示的网上设备指定一个名称。QEMU模拟器可以模拟多种类型的网卡设备，如virtio、i82551、i82557b等。

2. 对于不同平台架构，支持的网卡类型可能有所不同。你可以使用命令“qemu-kvm -nic,model=?”来查看当前平台支持的类型。

3. 通过物理机的TAP网络接口连接至vlan n中的tap设备。你可以使用指定的脚本（默认为/etc/qemu-ifup）来配置当前网络接口，并使用downscript指定的脚本（默认为/etc/qemu-ifdown）来撤销接口配置。

4. 在用户模式下配置网络栈，不依赖于管理权限。你可以设置vlan、接口名称、IP地址、DHCP服务地址池等。

二、qemu-kvm虚拟机Guest OS安装流程

1. 测试安装Windows XP。

2. 下载系统镜像文件，如windows XP的ghost系统。

3. 创建虚拟机的磁盘文件存放目录。例如，使用命令`mkdir /kvm/images -pv`创建目录。

4. 创建虚拟磁盘文件。例如，使用命令`qemu-img create -o preallocation=metadata -f qcow2 /kvm/images/winxp.qcow2 60G`创建一个60G的虚拟磁盘文件。

5. 在KVM平台上安装vnc-server和tigervnc，以便通过VNC进行远程访问。使用命令`yum install vnc-server tigervnc -y`安装vnc-server和tigervnc。然后，设置vncserver的密码，启动vncserver。

6. 通过Windows客户端的vncviewer连接到虚拟机进行操作。输入虚拟化平台的IP地址和VNC服务器的密码后，即可进入虚拟化平台，并开始后续的操作系统安装操作。

3. 安装虚拟机：虚拟世界的起点

在神秘的命令行模式下，我们开启了一段关于虚拟机的安装之旅。让我们来创建一个名为winxp的虚拟机，感受其中的技术魔法。这个虚拟机的配置相当强大：它拥有512MB的RAM，一颗CPU的SMP架构，默认引导设备是硬盘，并配备了光驱和硬盘设备，USB设备则支持tablet。

安装命令如下：

```bash

qemu-kvm -cpu host -smp 1 -name winxp -m 512 -drive file=/kvm/images/winxp.qcow2,if=ide,media=disk,format=qcow2 -drive file=/root/winxp_ghost.iso,media=cdrom -boot dc -usbdevice tablet

```

启动虚拟机后，我们进入到一个图形界面。这里，我们选择使用vncviewer工具，通过端口5900进行连接。

接下来，我进入了winpe安装系统。在这个界面，我选择全自动恢复GHO镜像到C盘，开始了安装过程。安装完毕后，系统重启却出现了黑屏。虽然有些遗憾，但这就是技术的挑战与魅力所在。

为了测试KVM的虚拟化平台，我们的狼蚁网站SEO优化团队选择使用一个测试系统——cirros。接下来，我们将一起如何安装cirros虚拟机。

4. 下载并安装cirros虚拟机：更多可能

我们需要下载cirros镜像文件。无论是32位还是64位镜像，都可以从官方下载渠道获取。我这里选择的是64位镜像文件：cirros-0.3.0-x86_64-disk.img。

要查看镜像文件的信息，可以使用如下命令：

```bash

qemu-imginfo cirros-0.3.0-x86_64-disk.img

```

这个镜像文件的信息显示，其文件格式为qcow2，虚拟大小为39M，磁盘大小为9.3M，cluster_size为65536。

接下来，我们要安装并启动cirros虚拟机。在启动虚拟机的过程中，别忘了添加网卡设备，这将使虚拟机的网络功能更加完善。

随着cirros虚拟机的成功安装和启动，我们将进一步探VM虚拟化平台的各项功能和特性。这将是一次充满挑战和发现的旅程。安装cirros虚拟机并配置网络桥接

我们将cirros-0.3.0-x86_64-disk.img镜像文件移动到kvm的images目录下。

当我们为虚拟机添加网卡设备时，必须确保系统启动后，该网卡能够桥接到br0上。为了实现这一自动操作，我们编写了启动和停止脚本，分别对应启动虚拟机和关闭虚拟机时桥接网络和移除桥接的操作。

一、启动脚本：当虚拟机启动时，将网卡桥接到br0上。

内容如下：

```bash

cat /etc/qemu-ifup

!/bin/bash

bridge=br0

if [ -n "$1" ]; then

ip link set $1 up

sleep 1

brctl addif $bridge $1

exit 0 如果成功执行则退出脚本

else

echo "Error: no interface specified."

exit 1

fi

```

二、停止脚本：当虚拟机关闭时，自动将网卡从br0上移除。

内容如下：

```bash

cat /etc/qemu-ifdown

!/bin/bash

bridge=br0

if [ -n "$1" ]; then

brctl delif $bridge $1

ip link set $1 down

exit 0 成功执行后退出脚本

else

echo "Error: no interface specified."

exit 1 指定网卡失败则退出脚本

fi

```

为以上两个脚本赋予执行权限。

接下来，启动cirros虚拟机系统。在这个过程中，我们使用了qemu-kvm命令并指定了一些参数，如内存大小、虚拟机名称、磁盘文件、网络接口等。启动完成后，我们可以通过vncviewer连接并访问该虚拟机。

进入虚拟机后，我们以用户名和密码登录，并切换到root用户。然后查看虚拟机的网卡信息，使用ping命令测试网络连通性。在KVM虚拟化平台上查看v0网卡是否成功生成。

5. Qemu监视器的应用

我们能够通过Qemu监视器，如同拥有一双窥探虚拟机运行的眼睛。现在，让我们深入了解一下如何运用它。

一、如何启动Qemu监视器？

1. 图形窗口模式下：

当你身处虚拟机环境时，只需按下CTRL+ALT+2的组合键，Qemu监视器便会应声启动。想要返回虚拟机界面，则输入CTRL+ALT+1。

2. 文本窗口模式下：

在这种模式下，你可以通过CTRL+a然后释放，紧接着输入c来在虚拟机与Qemu监视器之间切换。为了确保虚拟机在文本窗口模式下运行，创建和启动虚拟机时需加入-nographic选项。

二、针对cirros虚拟机的Qemu监视器操作

按CRTL+ALT+2即可开启Qemu监视器，界面如下。

三. Qemu监视器中的常用命令一览

`help`：显示帮助菜单。

`info`：提供系统信息，如CPU、TLB等。

`savevm`、`loadvm`、`delvm`：分别用于保存、加载和删除虚拟机快照。

`mit`：提交虚拟机修改部分。

`change`：改变虚拟机配置，如更改VN密码。

`device_add`和`device_del`：动态添加和移除设备。

`usb_add`和`usb_del`：添加和移除USB设备。

`migrate`、`migrate_cancel`：进行虚拟机迁移及其取消。

`cpu`：设定默认CPU。

`log`和`logfile`：记录日志或输出到日志文件。

`sendkey`：向虚拟机发送指令。

`system_powerdown`、`system_reset`和`system_wakeup`：分别用于关闭电源通知、重启虚拟机和唤醒虚拟机。

`q`或`quit`：退出qemu监视器，结束qemu进程。

四、文本窗口模式下的虚拟机启动实践

我们下载了cirros虚拟机的磁盘镜像文件，并对其进行重命名后启动。启动时使用的命令如下：

代码片段： qemu-kvm -m 128 -name cirros2 ... （此处省略中间参数） ... -nographic

启动过程中会进行30次云环境探测，可以忽略其中的错误提示。启动后会自动进入虚拟终端。需要注意的是，由于未指定网卡的MAC地址，可能会导致两台虚拟机的IP地址冲突，MAC地址均显示为52:54:00:12:34:56。

为了避免这一问题，我们需要通过快捷键进入qemu监视器（CTRL+a后输入c），然后指定虚拟机的MAC地址。文本窗口模式下的qemu监视器的命令行可以翻页，这一特点确实比图形界面更为便捷。解决了IP地址冲突问题后，我们就可以继续我们的虚拟机操作了。关闭虚拟机时，只需切换到虚拟机界面并输入poweroff即可。启动指定了MAC地址的虚拟机时，命令如下：

代码片段： qemu-kvm -m 128 -name cirros2 ... （此处省略中间参数并加入MAC地址参数） ... -nographic

启动后，我们可以看到地址已经分配得不一样了。接下来测试一下是否能ping通第一台虚拟机，测试成功表示桥接网络是互通的。关于使用Qemu-kvm创建和管理虚拟机的实验旅程圆满落幕了

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在这个篇章的末尾，我们成功完成了基于Qemu-kvm创建和管理虚拟机的实验之旅。这一经历不仅让我们深入了解了虚拟化技术的精髓，更让我们领略了Qemu-kvm的强大功能与无限潜力。

一、启程：初探虚拟化技术

在我们开始这次实验之前，虚拟化技术还是一个充满神秘色彩的领域。而如今，通过亲手实践，我们得以深入理解虚拟化技术的核心概念和基本原理。这一切都离不开Qemu-kvm这一强大的工具，它为我们提供了一个实验和学习的平台。

二、实践：基于Qemu-kvm创建虚拟机

在实验中，我们逐步学习了如何使用Qemu-kvm创建虚拟机。从安装配置到创建虚拟机镜像，每一步都让我们对虚拟化技术有了更深入的了解。在这个过程中，我们也遇到了许多挑战，但每一次挑战都让我们成长。

三、进阶：虚拟机的管理与优化

创建虚拟机只是第一步，如何管理和优化虚拟机同样重要。我们通过实验学习了如何配置虚拟机的硬件资源、安装操作系统、管理虚拟网络等。这些技能对于我们今后在虚拟化领域的工作具有重要的指导意义。

四、体验：实验成果展示与感悟

经过这次实验，我们不仅掌握了虚拟化技术的核心技能，还对Qemu-kvm有了更深入的了解。我们见证了虚拟化技术的强大和便捷，也感受到了自己在实践中的成长和进步。这一切都离不开我们的努力和实验环境的支持。

此刻，当我们回顾这次实验，不禁感慨万千。我们从一个对虚拟化技术知之甚少的初学者，成长为能够独立创建和管理虚拟机的专业人士。这一切的收获和成长，都将伴随着我们继续前行，虚拟化技术的无尽奥秘。

至此，我们的实验旅程暂时告一段落。虚拟化的世界仍然充满无限可能，等待我们去。让我们带着这次实验的经验和收获，继续前行，迎接未来的挑战吧！