Linux KVM虚拟化简介

介绍

在现代计算机技术中，虚拟化是一项重要的技术。它允许将一台物理主机划分为多个虚拟机，每个虚拟机都可以独立运行一个完整的操作系统。虚拟化技术为企业提供了更高的硬件利用率和灵活性，同时也能够改善资源管理和故障隔离能力。

Linux操作系统提供了一种称为KVM的虚拟化解决方案（Kernel-based Virtual Machine）。KVM是一个开源项目，它利用Linux内核的虚拟机监控程序（VMM）模块来实现虚拟化。KVM使用硬件支持的虚拟化扩展（如Intel的VT-x和AMD的AMD-V）来提供高性能和低延迟的虚拟化环境。

KVM架构

KVM架构由一系列组件组成，包括：

  1. KVM模块：KVM模块是Linux内核的一部分，它提供了对虚拟化硬件扩展的访问权限，并实现了虚拟机的管理和调度功能。
  2. QEMU：QEMU是一个开源的模拟器和虚拟机管理程序。它与KVM紧密集成，提供了虚拟设备模拟和I/O设备模拟功能。
  3. libvirt：libvirt是一个用于管理虚拟化平台的开源工具包。它提供了一组API来管理和监控KVM虚拟机。
  4. 虚拟机监控程序（VMM）：VMM是KVM的核心组件，它负责管理和监控虚拟机。VMM利用KVM模块和QEMU来提供完整的虚拟化环境。

KVM安装和配置

要使用KVM虚拟化，首先需要确保系统满足以下要求：

  • 支持硬件虚拟化扩展（如Intel的VT-x和AMD的AMD-V）。
  • 安装了支持KVM的Linux内核。
  • 安装了KVM模块和QEMU。

以下是在Ubuntu上安装KVM的示例代码：

# 安装KVM和QEMU
sudo apt-get install -y qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils

# 添加用户到KVM和libvirt组
sudo adduser $USER kvm
sudo adduser $USER libvirt

# 启用KVM模块
sudo modprobe kvm
sudo modprobe kvm_intel  # 如果使用的是Intel处理器
sudo modprobe kvm_amd  # 如果使用的是AMD处理器

# 检查KVM模块是否加载成功
lsmod | grep kvm

创建虚拟机

一旦安装和配置好KVM，就可以创建虚拟机了。创建虚拟机的过程包括以下步骤：

  1. 创建虚拟磁盘镜像。
  2. 安装操作系统。
  3. 配置虚拟机参数。

以下是使用virt-install命令创建虚拟机的示例代码：

virt-install \
  --name myvm \
  --memory 2048 \
  --vcpus 2 \
  --disk path=/var/lib/libvirt/images/myvm.img,size=20 \
  --os-variant ubuntu20.04 \
  --network bridge=br0 \
  --graphics none \
  --console pty,target_type=serial \
  --location ' \
  --extra-args 'console=ttyS0,115200n8 serial'

# 启动虚拟机
virsh start myvm

# 连接到虚拟机的串口控制台
virsh console myvm

管理虚拟机

一旦创建了虚拟机，可以使用libvirt工具包来管理虚拟机。以下是一些常用的虚拟机管理命令：

  • virsh list：列出所有虚拟机。
  • virsh start <vmname>