端口映射 | 2018-10-15
kvm实现主要基于Intel-V或者AMD-V提供的虚拟化平台,利用普通的Linux进程运行于虚拟态的指令集,模拟虚拟机监视器和CPU。kvm不提供硬件虚拟化操作,其IO操作等都借助QEMU来完成。关于kvm虚拟化的概念和kvm虚拟化克隆原理是什么很多人都不了解,本文介绍kvm虚拟化和kvm虚拟化克隆原理。
kvm 全称 kernel-based virtual machine,由Qumranet公司发起,2008年被RedHat收购。
kvm有如下特点:
guest作为一个普通进程运行于宿主机
guest的CPU(vCPU)作为进程的线程存在,并受到宿主机内核的调度
guest继承了宿主机内核的一些属性,比如huge pages(大页表)
guest的磁盘IO和网络IO会受到宿主机的设置的影响
guest通过宿主机上的虚拟网桥与外部相连。
guest的所有用户级别(user)的指令集,都会直接由宿主机线程执行,此线程会调用kvm的ioctl方式提供的接口加载guest的指令并在特殊的CPU模式下运行,不需要经过CPU指令集的软件模拟转换,大大的减少了虚拟化成本,这也是kvm优于其他虚拟化方式的点之一。
kvm向外提供了一个虚拟设备/dev/kvm,通过ioctl(IO设备带外管理接口)来对kvm进行操作,包括虚拟机的初始化,分配内存,指令加载等等。
guest作为一个进程存在,当然他的内核的所有驱动等都存在,只是硬件被QEMU所模拟(后面介绍virtio的时候特殊)。guest的所有硬件操作都会有QEMU来接管,QEMU负责与真实的宿主机硬件打交道。
guest的内存在host上由emulator提供,对emulator来说,guest访问的内存就是他的虚拟地址空间,guest上需要经过一次虚拟地址到物理地址的转换,转换到guest的物理地址其实也就是emulator的虚拟地址,emulator再次经过一次转换,转换为host的物理地址。后面会有介绍各种虚拟化的优化手段,这里只是做一个overview。
第一步,获取到kvm句柄
kvmfd = open("/dev/kvm", O_RDWR);
第二步,创建虚拟机,获取到虚拟机句柄。
vmfd = ioctl(kvmfd, kvm_CREATE_VM, 0);
第三步,为虚拟机映射内存,还有其他的PCI,信号处理的初始化。
ioctl(kvmfd, kvm_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
第四步,将虚拟机镜像映射到内存,相当于物理机的boot过程,把镜像映射到内存。
第五步,创建vCPU,并为vCPU分配内存空间。
ioctl(kvmfd, kvm_CREATE_VCPU, vcpuid);
vcpu->kvm_run_mmap_size = ioctl(kvm->dev_fd, kvm_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
第五步,创建vCPU个数的线程并运行虚拟机。
ioctl(kvm->vcpus->vcpu_fd, kvm_RUN, 0);
第六步,线程进入循环,并捕获虚拟机退出原因,做相应的处理。
这里的退出并不一定是虚拟机关机,虚拟机如果遇到IO操作,访问硬件设备,缺页中断等都会退出执行,退出执行可以理解为将CPU执行上下文返回到QEMU。
open("/dev/kvm")
ioctl(kvm_CREATE_VM)
ioctl(kvm_CREATE_VCPU)
for (;;) {
ioctl(kvm_RUN)
switch (exit_reason) {
case kvm_EXIT_IO: /* ... */
case kvm_EXIT_HLT: /* ... */
}
}
关于kvm_CREATE_VM参数的描述,创建的VM是没有cpu和内存的,需要QEMU进程利用mmap系统调用映射一块内存给VM的描述符,其实也就是给VM创建内存的过程。
yum grouplist
yum groupinstall "GNOME 桌面" -y
输入init 5 后:initial setup of centos linux 7 界面依次输入:
1-2-q-yes-登录-设置
1.安装插件及工具
yum install -y qemu-kvm.x86_64 qemu-kvm-tools.x86_64 python-virtinst.noarch qemu-img.x86_64 bridge-utils.x86_64 libvirt virt-manager openssh-askpass
2.验证当前主机是否满足kvm的运行条件
在VMware中开机前要对CPU的虚拟化功能进行开启(关机状态才可以)
intel CPU过滤vmx AMD CPU过滤smv
cat /proc/cpuinfo | egrep -o "vmx|smv"
modprobe kvm //加载kvm模块
lsmod | grep kvm
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 //在末尾新增一行,同时要把网卡的IP相关参数去掉
BRIDGE="br0"
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
DEVICE=br0
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
TYPE=Bridge
IPADDR=192.168.80.100
NETMASK=255.255.255.0
service network restart
ifconfig
注意:硬盘中要留两个目录给数据存储池与镜像存储池,大小自己设置!
数据存储池用来存放安装的系统;
镜像存储池用来存放iso镜像。
内存要大一点,由图可知,只有一个opt内存还挺大,所以再添加一块硬盘
加块20G硬盘
fdisk -l //检测并确认新硬盘
fdisk /dev/sdb //规划硬盘中的分区
输入“n”,回车; --新建--
输入“p”,回车; --primary partition(1-4),主分区--
其他默认
p 查看
w 保存退出
mkfs.xfs /dev/sdb1 //格式化为xfs格式
mount /dev/sdb1/ /tmp/ //将sdb1挂载到tmp
vi /etc/fstab //自动挂载
/dev/sdb1/ /tmp/ xfs defaults 0 0
安装管理工具virt-manager
yum install –y virt-manager //安装virt-manager管理工具
virt-manager //启动virt-manager管理工具(要在控制台操作)
2.创建存储池,然后创建存储卷
双击QUMU/kvm-存储-左下角+号-名称
点击卷+号-名称-空间
3.添加镜像存储池和存储卷
使用同样的方法创建镜像存储池,然后把需要用到的所有镜像文件上传到存储目录中,刷新镜像就可以使用了
将上传的镜像拉到镜像存储池里
cp CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso /opt/images/iso //复制到虚拟池
刷新一下管理器
4.新建虚拟机
右击QUMU/kvm-新建-本地安装介质-选择镜像-……
进入安装界面,开始安装系统:大家都会,所以步骤省略
配置虚拟机kvm11:
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
ping 192.168.80. 100 //查看能否与真机通信
通信正常,看下ip地址
回到virt-managert管理器,选中虚拟机,右击—克隆
//注意:当centos7.0正在运行的时候不能克隆,必须系统关闭的时候才能克隆,如图所示:
init 0 //关机
克隆完成
修改克隆系统的配置
右击—运行,开启centos7.0-clone系统,上面打开界面
由于该系统是克隆另一个系统,所有的信息都是一样的,需修改以下配置:
主机名、IP地址、UUID删除掉
vi /etc/hostname //永久更改主机名,重启后生效
保存退出
ip a //查看网络信息
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
将UUID删除,IP地址
保存退出
service network restart //重启网络服务
ip a //查看ip 地址
ping 192.168.80.88 //查看通信情况
通信成功
init 6 //重启,看下主机名是否生效
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