KVM 虚拟机管理和基本使用
KVM 简介
KVM — 全称是基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine）
是一个开源软件，基于内核的虚拟化技术，实际是嵌入系统的一个虚拟化模块，通过
优化内核来使用虚拟技术，该内核模块使得Linux 变成了一个Hypervisor，虚拟机使用Linux自身的调度器进行管理。
KVM 是基于虚拟化扩展（Intel VT 或者AMD-V）的X86 硬件的开源的Linux 原生
的全虚拟化解决方案。KVM 中，虚拟机被实现为常规的Linux 进程，由标准Linux 调度
程序进行调度；虚机的每个虚拟CPU 被实现为一个常规的Linux 进程。这使得KVM 能
够使用Linux 内核的已有功能。但是，KVM 本身不执行任何硬件模拟，需要客户空间程序通过/dev/kvm 接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间，向它提供模拟的I/O，并将它的视频显示映射回宿主的显示屏。目前这个应用程序是QEMU。
QEMU 是一套由Fabrice Bellard 所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs，PearPC 近似，但其具有某些后两者所不具备的特性，如高速度及跨平台的特性。经由kqemu 这个开源的加速器，QEMU 能模拟至接近真实电脑的速度。
libvirt 是管理虚拟机和其他虚拟化功能的软件，比如存储管理，网络管理的软件集合。它包括一个API 库，一个守护程序（libvirtd）和一个命令行工具（virsh）；libvirt 本身构建于一种抽象的概念之上。它为受支持的虚拟机监控程序实现的常用功能提供通用的API。libvirt的主要目标是为各种虚拟化工具提供一套方便、可靠的编程接口，用一种单一的方式管理多种不同的虚拟化提供方式。
注意：我们通常所说和使用的KVM 虚拟机，实际上是这三个软件的结合
安装kvm、qemu、libvirtd：
查看和打开CPU 虚拟化支持：
egrep "(svm|vmx)" /proc/cpuinfo #查看cpu 是否支持虚拟化
注：
vmx 对应inter 的cpu
svm 对应amd 的cpu
需在主板bios 打开虚拟化选项，多数计算机默认处于打开状态
查看内核kvm 支持
lsmod|grep kvm
安装所需软件包
apt-get install libvirt0 libvirt-daemon qemu virt-manager bridge-utils libvirt-clients
python-libvirt qemu-efi uml-utilities virtinst qemu-system
#安装KVM 和相关虚拟化工具
启动libvirtd
systemctl restart libvirtd.service #启动libvirtd
systemctl status libvirtd.service #查看启动状态
两种管理虚拟机的方法：
virt-manager 是图形化方式，相对直观。
virsh 是命令行方式
KVM 配置与应用
virsh 命令行管理工具详解
virsh（虚拟shell），基于命令行的管理工具，可以实现简单的资源管理。支持交互模式
virsh shutdown deepin1 #正常关闭vm 虚拟机
virsh start deepin1 #启动kvm 虚拟机
virsh destroy deepin1 #强制关闭kvm 虚拟机
virsh list #显示本地活动虚拟机
virsh list --all #查看所有虚拟机
virsh suspend deepin1 #挂起kvm 虚拟机
virsh resume deepin1 #恢复被挂起虚拟机
virsh dominfo deepin1 #查看指定虚拟机的配置摘要信息
virsh undefine deepin1 #删除kvm 虚拟机（如果虚拟机处于runing，一旦关闭就会消失）
virsh dumpxml deepin1 #显示虚拟机的当前配置文件
virsh define deepin2.xml #通过配置文件定义一个虚拟机（这个虚拟机还不是活动的）
virsh autostart deepin1 #虚拟机设为自动启动（成/etc/libvirt/qemu/autostart/）
virsh autostart --disable deepin1 #取消自动启动
virsh edit deepin1 #编辑配置文件（一般是在刚定义完虚拟机之后）
virsh setmem deepin1 512000 #给虚拟机设置内存大小
virsh setvcpus deepin1 4 #给虚拟机设置cpu 个数
qemu-img 是一个功能强制磁盘镜像管理工具
qemu-img --help 包括以下功能
check 检查完整性
create 创建镜像
commit 提交更改
compare 比较
convert 转换
info 获得信息
map 映射
snapshot 快照管理
rebase 在已有的镜像的基础上创建新的镜像
resize 调整大小
amend 修订镜像格式选
KVM 虚拟机的xml 配置文件说明
xml 配置文件也就是通常所说的虚拟机的描述文件，主要用来定义一个虚拟机的名称、UUID、CPU、内存、虚拟磁盘、网卡等各种参数设置
/etc/libvirt/qemu/ #配置文件默认路径
deepin.xml 配置文件说明:
<domain type='kvm'>
<name>deepin</name> #虚拟机的名字
<uuid>16e9cb49-8b05-4b34-9325-3bcf169dd32e</uuid> #uuid 值
<memory unit='KiB'>4194304</memory> #虚拟机的最大内存
<currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory> #虚拟机当前的内存
<vcpu placement='static'>4</vcpu> #该虚拟机的cpu 数
<os>
<type arch='x86_64' machine='pc-i440fx-3.1'>hvm</type> #hvm 表示全虚拟化
<boot dev='hd'/> #hd 表示从硬盘启动
</os>
。。。。。。。。。。
<emulator>/usr/bin/qemu-system-x86_64</emulator> #二进制模拟器设备的完整路径
<disk type='file' device='disk'> #disk 是用来描述磁盘的主要容器
<driver name='qemu' type='qcow2'/>
<source file='/var/lib/libvirt/images/kvm/deepin.qcow2'/> #指定磁盘上文件的绝对路径
<target dev='hda' bus='ide'/>
<address type='drive' controller='0' bus='0' target='0' unit='0'/>
<interface type=' direct #桥接设备
<mac address='52:54:00:0c:ae:41'/> #MAC 地址
<source dev='enp2s0' mode='bridge'/>
<model type='e1000'/>
<address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
</interface>
<source network='br0/>
KVM 虚拟机重命名技术
生成新的UUID 字串，并复制备用
uuidgen
76d5dc2c-5eef-4e30-8b6c-e58851814f84
virsh edit deepin #编辑虚拟机配置
<domain type='kvm'>
<name>deepin2</name> #新名称
<uuid>76d5dc2c-5eef-4e30-8b6c-e58851814f84</uuid> #新UUID 值
virsh list --all #确认导入的新配置
Id Name State
-----------------------
-deepin1 shut off
- deepin2 shut off #新名称的虚拟机
virsh undefine deepin1 #删除旧名称的虚拟机
virsh list --all #确认结果
Id Name State
-----------------------
- deepin2 shut off
KVM 虚拟机的复制技术
生成新UUID，并复制备用
uuidgen
7b292992-a86e-4386-951f-a577365cc721
导出配置
virsh dumpxml deepin2>/etc/libvirt/qemu/deepin3.xml
修改导出后的配置
vim /etc/libvirt/qemu/deepin3.xml
vim /etc/libvirt/qemu/deepin3.xml
<domain type='kvm'>
<name>deepin3</name> #新名称
<uuid>3d7f2197-8dad-473c-99af-0570cd02ae5c</uuid> #新UUID 值
<memory unit='KiB'>4194304</memory> #内存大小，单位KB
<currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory> #虚拟机分配的内存大
小，单位KB
<vcpu placement='static'>2</vcpu> #虚拟CPU 核数
.......
<disk type='file' device='disk'>
<driver name='qemu' type='qcow2'/>
<source file='/var/lib/libvirt/images/deepin3.qcow2'/> #新磁盘路径
<target dev='hda' bus='ide'/>
<address type='drive' controller='0' bus='0' target='0' unit='0'/>
</disk>
.......
<interface type='network'> #虚拟机网络连接方式
<mac address='52:54:00:f5:9c:44'/> #修改MAC 地址
<source network='private1'/> #当前主机网桥的名称
<model type='e1000'/>
<address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
.......
确认结果
virsh list --all
定义新虚拟机
virsh define deepin3.xml
Id Name State
-----------------------
- deepin2 shut off
- deepin3 shut off #新虚拟机
虚拟机快照建立的方式
快照（raw 格式的磁盘无法创建快照）
#qemu-img snapshot -l /kvm/img/test12.qcow2 #查看磁盘快照
virsh snapshot-list test12 #查看快照
virsh snapshot-create test12 #生成快照
virsh snapshot-create-as test12 snap1 #自定义快照名
virsh snapshot-revert test12 snap1 #快照恢复虚拟机
virsh snapshot-delete test12 snapname #删除指定快照
virsh snapshot-current test12
项目实战
1. 使用命令行工具创建虚拟机
用法: virt-install --name NAME --memory MB STORAGE INSTALL [options]
用途：从指定安装源创建新虚拟机。
示例
创建镜像文件
qemu-img create -f qcow2 -o size=20G /data/kvm/deepin-server3.qcow2
通过cdrom 镜相引导安装系统：
virt-install -n deepin-server3 --vcpus 2 -r 4096 -c
/home/yanght/ISO/uniontechos-desktop-20-professional-1021_amd64.iso --disk
/data/kvm/deepin-server3.qcow2,bus=virtio,size=20 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --network
bridge=virbr0,model=virtio
2. 利用已有的虚拟机配置文件创建新的虚拟机
把deepin2 当做模板机,提取deepin2 的虚拟机磁盘、xml 配置文件
qemu-img info /var/lib/libvirt/images/deepin2.qcow2
输出：
image: /var/lib/libvirt/images/deepin.qcow2
file format: qcow2
virtual size: 64G (68719476736 bytes) #虚拟机磁盘容量
disk size: 8.1G #在KVM 服务器占用容量
cluster_size: 65536
Format specific information:
compat: 1.1
lazy refcounts: true
refcount bits: 16
corrupt: false
复用deepin2 模板机的磁盘数据
qemu-img create -f qcow2 -b /var/lib/libvirt/images/deepin2.qcow2
/var/lib/libvirt/images/deepin4.qcow2
复制配置
cd /etc/libvirt/qemu/
cp deepin2.xml deepin4.xml
修改配置文件
vim deepin4.xml
<name>deepin4</name> #新虚拟机名称
<uuid>da2478f0-abf0-11ea-a912-6f46e76df6b1</uuid> #新UUID 值
<disk type='file' device='disk'> #文件类型
<driver name='qemu' type='qcow2'/> #磁盘类型
<source file='/var/lib/libvirt/images/deepin4.qcow2'/> #新虚拟卷位置
<target dev='hda' bus='ide'/>
<address type='drive' controller='0' bus='0' target='0' unit='0'/>
</disk>
</controller>
<interface type='network'> #虚拟机的网络接口类型
#删除MAC 地址
<source network='network1'/> #虚拟机的网卡的源网络名称
<model type='e1000'/>
根据配置文件定义虚拟机
virsh define /etc/libvirt/qemu/deepin4.xml
查看所有虚拟主机
virsh list --all
Id Name State
-----------------------
- deepin2 shut off
- deepin4 shut off
开启deepin 虚拟机
virsh start deepin4
3. 使用命令行工具完成磁盘设备的热插拔
virsh attach-disk (添加磁盘设备）
用法：
attach-disk <domain> <source> <target> [--targetbus <string>] [--driver <string>]
[--subdriver <string>] [--iothread <string>] [--cache <string>] [--io <string>] [--type <string>]
[--mode <string>] [--sourcetype <string>] [--serial <string>] [--wwn <string>] [--alias <string>]
[--rawio] [--address <string>] [--multifunction] [--print-xml] [--persistent] [--config] [--live]
[--current]
示例：
1、用qemu-img 创建一块100G 的qcow2 硬盘
SOURCEFILE=/data/kvm/deepin-server1-disk1.qcow2
qemu-img create -f qcow2 $SOURCEFILE 20G
2、附加磁盘到指定虚拟机
DOMAIN=deepin-server1
TARGET=sdb
virsh attach-disk --domain $DOMAIN --source $SOURCEFILE --target $TARGET
--subdriver qcow2 --config --live
：想要挂载数据盘文件的虚拟机名
TARGET：一般为vdb，vdc…
–subdriver：这一项是必须的，如果不加的话，虚拟机不知道镜像文件的格式，挂载
就会失败。
Virsh detach-disk (删除磁盘设备)
用法：
detach-disk <domain> <target> [--persistent] [--config] [--live] [--current] [--print-xml]
示例：
virsh detach-disk deepinserver1 sdb
输出：
Disk detached successfully
KVM 虚拟机访问:
连接方式主要分为两大类：
1. 本地连接
1.1 适用情况：当我们在kvm hypervisor上时，可使用本地连接的方式；当然也能使用网络连接的方式（回环网络）
1.2 连接工具：
1.2.1 virt-manager，和windows下的vmware很是相似，图形界面友好；
1.2.2 virt-viewer，连接命令：virt-viewer -c qemu:///system VMachinename；
1.2.3 console，连接命令： virsh console VMachinename;
2. 网络连接
2.1 适用情况：不能使用上面工具连接时
2.2 连接工具：
2.2.1 vnc，「事先配置好vnc服务」
连接命令： 1. virsh vncdisplay/domdisplay VMachinename 2. vncviewer ip:port，其中port是由命令1获得；
或把上面两条命令结合起来：vncviewer $(virsh vncdisplay VMachinename)
2.2.2 ssh，「事先配置好ssh服务」
连接命令： ssh user@ip
如何为KVM guest虚拟机启用Virsh控制台访问
创建KVM guest 虚拟机后，我可以通过SSH，VNC客户端，Virt-viewer，Virt-manager和Cockpit Web控制台等访问它们。但是我无法使用“ virsh console”命令访问它们。对于那些想知道的人，“ virsh console”命令用于从主机系统连接到虚拟机机的控制台。在查看KVM文档之后，我发现我们应该在KVM guest虚拟机系统中启用串行控制台，以便为KVM guest虚拟机启用virsh控制台访问。
我的Ubuntu 20.04系统中运行的是CentOS 8虚拟机。
我尝试使用以下命令访问CentOS 8 VM的控制台：
$ virsh console centos8
我得到这个输出：
它说我连接到centos8虚拟机，但我没有看到虚拟机的控制台。我无法通过这个屏幕。它一直显示这个空白屏幕，直到我按CTRL+]键手动退出它。如果你曾经遇到过这种情况，按照下面的方法启用串行控制台服务即可。
为KVM guest虚拟机启用Virsh控制台访问
如前所述，您必须在虚拟机中添加一个串行控制台，以便从主机系统访问其virsh控制台。
为此，请通过SSH或Virt-manager或Cockpit登录到虚拟机，然后运行以下命令来启用和启动串行控制台：
# systemctl enable [email protected]
# systemctl start [email protected]
请注意，以上命令应在KVM虚拟机中运行，而不是在KVM母机中运行。
至此，我们已在虚拟机中启用了串行控制台界面。
您可以通过查看VM的配置XML文件来验证它：
$ virsh edit centos8
如果启用了串行控制台，您将看到以下几行：
关闭XML文件，然后从客户机退出。
现在，使用以下命令从主机启动虚拟机系统的virsh控制台：
$ virsh console centos8
您将收到以下消息：
再次按Enter，然后输入用户名和密码以连接到访客计算机。
您现在位于虚拟机的控制台中。开始使用它。您可以随时通过按“ CTRL +]”键切换回主机控制台。