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仝怎么读,两只老虎,今夜无眠

发布时间:2019-03-20  分类:趣闻中心  作者:admin  浏览:304

1、 虚拟化简介

1) 系统虚拟化是将底层物理设备与上层操作系统、软件分美仕唐恩离的一 种去耦合技术,在一台物理机器上逻辑的划分出多台机器。

2) 虚拟化的目标是实现IT资源利用效率和灵活性的最大化。在一台物理主机上虚拟出多个虚拟计算机(虚拟机,Virtual Machine,VM),其上能同时运行多个独立的操作系统,这些客户操作系统(Guest OS)通过虚拟机管理器(Virtual Machine Monitor,VMM,也称作Hypervisor)访问实际的物理资源。

3) KVM 全称是 基于内核的虚拟机(Kernel-based Virtual Machine),它是Linux 的一个内核模块,该内核模块使得 Linux 变成了一个Hypervisor

2、 使用虚拟化的原因

当公司的服务器越来越多,我们需要充分利用资源,也需要统一运维管理,这时虚拟化能帮助我们做很多事。总结如下:

1) 打破"一台服务器对应一套应用"的模 式,将物理服务器进行整合,提升利用 率

2) 服务器和相关IT硬件更少,节省了机房空间,也减少了散热和电力需求

3) 具备灵活数据备份和应用迁移机制,保障服务永不中断

4) 资源动态调配和模板化部署,应用系统快速上线,及时响应业务变化。

3、 虚拟化的分类

1) 全虚拟化(使用二进制翻译的虚拟化,hypervisor将操作系统的指令翻译并将结果缓存,供之后使用。而用户级指令无需修改就运行,具有和物理机一样的执行速度。客户系统不知道自己在虚拟环境中)

2) 半虚拟化(半虚拟化指的是虚拟机系统和hypervisor通过交互来改善性能和效率,但需要修改客户机操作系统。客户系统知道自己在虚拟环境中。如Xen)

3) 硬件辅助的虚拟化(Intel虚拟化技术(VT-x)和AMD的AMD-V,通过硬件的辅助实现全虚拟化)

4、 三种虚拟化的区别

4.1、cpu的ring

在介绍三种虚拟化的区别前,首先要明白cpu的ring级别。

Intel的CPU将特权级别分为4个级别:RING0,RING1,RING2,RING3。

RING0级别最高,级别依次往下降。

操作系统(内核)的代码运行在最高运行级别ring0上,可以使用特权指令,控制中断、修改页表、访问设备等等。

应用程序的代码运行在最低运行级别上ring3上,不能做受控操作。如果要做,比如要访问磁盘,写文件,那就要通过执行系统调用(函数)。

执行系统调用的时候,CPU的运行级别会发生从ring3到ring0重生之庸臣的切换,并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行,这样内核就为你完成了设备访问,完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用户态和内核态的切换。

那么,虚拟化在这里就遇到了一个难题,因为宿主操作系统是工作在ring0的,客户操作系统就不能也在ring0了,但是它不知道这一点,以前执行什么指令,现在还是执行什么指令,那肯定不行啊,没权限啊,玩不转啊。所以这时候虚拟机管理程序(VMM)就要避免这件事情发生。

(VMM在ring0上,一般以驱动程序的形式体现,驱动程序都是工作在ring0上,否则驱动不了设备)

4.2、全虚拟化

1) 客户操作系统执行特权指令时,会触发异常(CPU机制,没权限的指令,触发异常)

2) 然后VMM捕获这个异常,在异常里面做翻译,模拟。并且会缓存翻译结果

3) 最后返回到客户操作系统内,客户操作系统认为自己的特权指令工作正常,继续运行。

全虚拟化中,虽然用户级指令具有和物理机一样的执行速度。但系统级指令整个过程下来,性能损耗非常的大。因为一条简单的指令在宿主机上直接执行就行了,现在在gues os上却要通过复杂的异常处理过程。

4.3、半虚拟化

半虚拟化的思想是:让客户操作系统知道自己是在虚拟机上跑的,工作在非ring0状态,那么它原先在物理大灭世系统机上执行的一些特权指令,就会修改成其他方式,这种方式是可以和VMM约定好的。

这就相当于,我通过修改代码把操作系统移植到一种新的架构上来,就是定制化。所以像XEN这种半虚拟化技术,客户机操作系统都是有一个专门的定制内核版本,和x86、mips、arm这些内核版本等价。这样以来,就不会有捕获异常、翻译、模拟的过程了,性能损耗非常低。这就是XEN这种半虚拟化架构的优势。这也是为什么XEN只支持虚拟化Linux,无法虚拟化windows原因,因为微软不改代码。

4.4、硬件辅助的虚拟化

由于CPU厂商开始支持虚拟化了,所以出现了硬件辅助的虚拟化。拿X86 CPU来说,引入了Intel-VT 技术,支持Intel-VT 的CPU,有VMX root operation 和 VMX non-root operation两种模式,两种模式都支持Ring 0 ~ Ring 3 这 4 个运行级别。这下好了,VMM可以运行在VMX root operation模式下,客户OS运行在VMX non-root operation模式下。即是宿主机和虚机是运行在同样硬件上的不同模式,也就说,在硬件这层做了些区分,这样全虚拟化下,有些靠"捕获异常-翻译-模拟"的实现就不需要了。

4.5、参考文档

全虚拟化和半虚拟化的区别 cpu的ring0 ring1又是什么概念? ()

cpu的ring0、ring1、ring2、ring3 ()

5、 宿主机和虚机对虚拟化的理解

1) 开启了硬件辅助虚拟化后,虚拟化是通过在Guest机器和Host机器中间加一层Hypervisor实现的。

2) Host机器看虚机像跑在自己上面的程序

3) 由于Hypervisor帮助Guest访问物理资源,Guest机器感觉自己运行在真机上

4) 如果Host机器和Guest机器都跑相同的Linux,它们的Kernel都想运行在Ring 0。

6、 虚拟化技术

虚拟化技术很常见的有VMWare、VirtualBox、Citrix Xen、kvm等

6.1、桌面虚拟化

将原本在本地电脑安装的桌面系统,统一在后端数据中心进行部署和管理; 用户可以通过任何设备,在任何地点,任何时间访问属于自己的桌面系统环境。

6.2、服务器虚拟化

1) 全虚拟化(Full-Virtulization):

无需修改操作系统,VM ESXi、Linux KVM

2) 半虚拟化(Para-Virtulization):

集成半虚拟化代码,直接运行特权指令,性能接近物理机,需要修改操作系统, MS Hyper-V、 Ctrix Xen、IBM PowerVM

3) 操作系统层虚拟化

开发、测试环境,VM Workstation、VM Server

7、 kvm,Qemu,Libvirt的关系

7.1、Hypervisor的分类

首先,hypervisor 可以划分为两大类:

1) 类型 1,这种 hypervisor 是直接运行在物理硬件之上的。例子是基于内核的虚拟机(KVM —— 它本身是一个基于操作系统的 hypervisor)。

2东北丈母娘) 类型 2,这种 hypervisor 运行在另一个操作系统中。类型 2 hypervisor 包括 QEMU 和 WINE。

7.2、kvm,Qemu,Libvirt

先总结:

我们平时在linux上用到的kvm,实际是Qemu-Kvm组成的Hypervisor。Hypervisor是虚拟机管理器。虚机跑在Hypervisor虚拟出来的环境上。

而Libvirt是个工具包。它可以管理Hypervisor。它的virsh命令,调用了它的libvirtd进程。它的libvirtd进程又回去调用Hypervisor。最后由Hypervisor实现对虚机的调控

QEMU

Qemu 是纯软件实现的虚拟化模拟器,几乎可以模拟任何硬件设备,我仝怎么读,两只老虎,今夜无眠们最熟悉的就是能够模拟一台能够独立运行操作系统的虚拟机,虚拟机认为自己和硬件打交道,但其实是和 Qemu 模拟出来的硬件打交道,Qemu 将这些指令转译给真正的硬件。

正因为 Qemu 是纯软件实现的,所有的指令都要经 Qemu 过一手,性能非常低。

KVM

KVM是linux内核的模块。它采用硬件辅助虚拟化技术Intel-VT,AMD-V以获得CPU的支持。采用如Intel的EPT和AMD的RVI技术以获得内存的支持。Guest OS的CPU指令不用再经过Qemu转译,直接运行,大大提高了速度,KVM通过/dev/kvm暴露接口,用户态程序可以通过ioctl函数来访问这个接口。见如下伪代码:

KVM内核模块本身只能提供CPU和内存的虚拟化,所以它必须结合QEMU才能构成一个完成的虚拟化技术,这就是下面要说的qemu-kvm。

Qe情遗东门mu-kvm

Qemu将KVM整合进来,通过io星光龙什么模式掉ctl调用/dev/kvm接口,将有关CPU指令的部分交由内核模块来做。kvm负责cpu虚拟化+内存虚拟化,实现了cpu和内存的虚拟化,但kvm不能模拟其他设备。qemu模拟IO设备(网卡,磁盘等),kvm加上qemu之后就能实现真正意义上服务器虚拟化。因为用到了上面两个东西,所以称之为qemu-kvm。

Qemu模拟其他的硬件,如Network, Disk,同样会影响这些设备的性能,于是又产生了pass through半虚拟化设备virtio_blk, virtio_net,提高设备性能。

Libvirt

Libvirt是用于管理虚拟化平台的开源的API,后台程序和管理工具。它可以用于管理KVM、Xen、VMware ESX,QEMU和其他虚拟化技术。

libvirt包括一个API库,一个守护进程(Libvirtd),和一个命令行实用程序(virsh)。

Libvirtd是一个daemon进程,可以被本地的virsh调用,也可以被远程的virsh调用,Libvirtd调用qemu-kvm操作虚拟机

7.3、参考文档

qemu支持的硬盘格式

()

深入浅出 kvm qemu libvirt

()

8、 kvm配置

8.1、安装软件包

复杂版:yum install qemu-kvm qemu-img virt-manager libvirt libvirt- ibvirt-client virt-install virt-viewer bridge-utils

简介版:yum install qemu-kvm qemu-kvm-tools libvirt

qemu-kvm:qemu模拟器

qemu-img:qemu的磁盘管理器

virt-install:用来创建虚拟机的命令行工具

virt-manager:GUI虚拟机管理工具

libvirt:提供libvirtd daemon来管理虚拟机和控制hypervisor

libvirt-Python:基于libvirt API的python语言绑定工具包,通过该包可以实现对KVM日常管理和监控数据的获取

libvirt-cl中枢之路ient:提供客户端API用来访问server和提供管理虚拟机命令行工具的virsh实体

virt-install:是一个命令行工具,它能够为KVM、Xen或其它支持libvrit API的hypervisor创建虚拟机并完成GuestOS安装

virt-viewer:图形控制台

bridge-utils:创建和管理桥接设备的工具

8.2、检查内核模块嵌入

# 检查嵌入

lsmod | grep kvm

kvm_intel 55496 0

kvm 337900 1 kvm_intel

# 嵌入命令

modprobe kvm

modprobe kvm-intel

8.3、创建安装盘

qemu-img create –f qcow2 /xx/xx/name 10G

8.4、创建虚拟机

virt-install --virt-type kvm \

--name CentOS-7 \

--ram 1024 \

--vcpus 1 \

--cdrom=/data/kvmtest/CentOS-7-x86_64-Minimal-1804.iso \

--disk path=/data/kvmtest/CentOS-7.qcow2 \

--network network=default \

--graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole \

--os-type=linux \

--os-variant=rhel7

virt-install参数详解

--virt-type:使用的hypervisor,如kvm、qemu、xen等

-n NAME, --name=NAME:虚拟机名称,需全局惟一;

-r MEMORY, --ram=MEMORY:虚拟机内在大小,单位为MB;

--vcpus=VCPUS[,maxvcpus=MAX][,sockets=#][,cores=#][,thr越南妓女eads=#]:VCPU个数及相关配置;

-c CDROM, --cdrom=CDROM:光盘安装介质;

-红召九龙湾-disk=DISKOPTS:指定存储设备及其属性;格式为--d一五同盟isk /some/storage/path,opt1=val1,opt2=val2等;

常用的选项有:

device:设备类型,如cdrom、disk或floppy等,默认为disk;

bus:磁盘总结类型,其值可以为ide、scsi、usb、virtio或xen野猫口神龙事件;

perms:访问权限,如rw、ro或sh(共享的可读写),默认为rw;

size:新建磁盘映像的大小,单位为GB;

cache:缓存模型,其值有none、writethrouth(缓存读)及writeback(缓存读写);

format:磁盘映像格式,如raw、qcow2、vmdk等;

sparse:磁盘映像使用稀疏格式,即不立即分配指定大小的空间;

--nodisks:不使用本地磁盘,在LiveCD模式中常用;

--network=NETWORK:将虚拟机连入宿主机的网络中,其中NETWORK可以为:

bridge=BRIDGE:连接至名为"BRIDEG"的桥设备;

network=NAME:连接至名为"NAME"的网络;

--graphics TYPE,opt1=val1,opt2=val2:指定图形显示相关的配置,此选项不会配置任何显示硬件(如显卡),而是仅指定虚拟机启动后对其进行访问的接口;

TYPE:指定显示类型,可以为vnc、sdl、spice或none等,默认为vnc; 如果选择spice,则需要linux图形界面的支持

port: TYPE为vnc或spice时其监听的端口;

listen:TYPE为vnc或spice时所监听的IP地址,默认为127.0.0.1,可以通过修改/etc/libvirt/qemu.conf定义新的默认值;

password:TYPE为vnc或spice时,为远程访问监听的服务进指定认证密码;

--noautoconsole:禁止自动连接至虚拟机的控制台;

--os-type=DISTRO_TYPE:操作系统类型,如Linux、unix或windows等;

--os-variant=DISTRO_VARIANT:某类型操作系统的变体,如rhel5、fedora8等

# 不常用的,了解

--cpu=CPU:CPU模式及特性,如coreduo等;可以使用qemu-kvm -cpu ?来获取支持的CPU模式;

-l LOCATION, --location=LOCATION:安装源URL,支持FTP、HTTP及NFS等,如ftp://172.16.0.1/pub;

--pxe:基于PXE完成安装; --livecd: 把光盘当作LiveCD;

-x EXTRA, --extra-args=EXTRA:根据--location指定的方式安装GuestOS时,用于传递给内核的额外选项,例如指定kickstart文件的位置,

--extra-args "ks=http://172.16.0.1/class.cfg"

--boot=BOOTOPTS:指定安装过程完成后的配置选项,如指定引导设备次序、使用指定的而非安装的kernel/initrd来引导系统启动等 ;例如: --boot cdrom,hd,network:指定引导次序;

--boot kernel=KERNEL,initrd=INITRD,kernel_args="console=/dev/ttyS0":指定启动系统的内核及initrd文件;

8.5、VNC安装

因为上面指定的是用VNC显示图形界面。所以下载一个VNC viewer,连上IP:5900,进行图形化安装。安装完成后就可以正常操作了

8.6、安装电源模块

yum install acpid

ACPI是Advanced Configuration and PowerInterface缩写,高级配置和电源管理接口。

acpid中的d则代表daemon。Acpid是一个的服务进程,它充当linux与应用程序之间通信的接口,负责将kernel中的电源管理事件转发给应用程序。

如果没有这个服务,是不能virsh shu肥肥的女儿tdown 掉虚机的

8.7、KVM的xml文件

xml文件是虚机的配置文件。里面有虚机名,磁盘大小,vcpu,ram,networ等等的信息。我们通游蓝恋之小蓝怀孕后续过xml文件可以了解到虚机的整个基础配置。还可以通过复制xml文件,用define命令生成新的虚机

//虚拟机类型,kvm

demo //虚拟机名称

1048576 //分配内存,单位kb

1 //分配vcpu,单位个数

hvm

//cd 启动

//硬盘启动

destroy

restart

destroy

/usr/bin/kvm

//对应的镜像,就是之前使用qemu-img命令新建的img文件,注意路径要正确

//可选项,iso通常是操作系统的安装光盘

//libvirt默认虚拟机的网络配置是NAT模式,就是虚拟机与宿主机的网络拓扑是NAT形式。实际中,许多开发者更希望使用网桥模式。

//vnc端口系统自动配置

8.8、网络配置

1、将网络由vibr0桥接,变为br0桥接

在最初创建虚机时,设置虚机的网络是"network=default"。让虚机连入名为default的网络。当时我们也可设置"network=bridge_name",让虚机连入桥设备。但我们没有这样做,所以现在虚机是连在virbr0桥设备上的。

1) vibr0是什么

vibr0是KVM默认创建的一个Bridge,它为连接其上的虚机网卡提供NAT访问外网的功能。virbr0默认会被分配一个IP地址,并为连接其上的其他KVM虚拟网卡提供DHCP服务(dnsmasq服务)。此时,虚机网络为NAT模式,访问外部网络简单,但外部网络不能访问进来

2) br0桥接

这里的br0桥接,就是将虚机的网络模式变为桥接模式。这样虚机与宿主机处于同一网络环境,类似于一台真实的宿主机。操作如下:

(1) 宿主机操作

brctl show #查看桥接连接

brctl addbr br0 #新建桥接连接

brctl addif br0 eth0 #将eth0网卡,吸血魔界绑到br0桥设备上

ip addr del dev eth0 192.168.56.11/24 #删除eth0网卡的IP地址

ifconfig br0 192.168.56.11/24 up #将eth0网卡的IP,配到br0上

route add default gw 192.168.56.2 #配置默认网关

修改KVM的xml文件(把端口类型改为bridge,源端口改为br0)

(2) 进入KVM虚机,为其配置网卡IP

BOOTPROTO=staic

IPADDR=192.168.56.111 (与宿主机同网段)

NETMASK=255.255.255.0

GATEWAY=192.168.56.2

2、创建VLAN

vconfig add eth0 10 # 创建VLAN (/proc/net/vlan/config)10,并将eth0加入VLAN

brctl addbr br10 # 创建网桥

brctl addif br10 eth0.10 # 将eth0绑到网桥

brctl addif br10 vnet0 # 将KVM虚机的网卡 加入网桥br10

3、参考文档

Linux系统配置kvm+vlan

()

KVM虚拟机网络配置 Bridge方式,NAT方式

()

KVM 虚拟机的网络模式学习及配置

()

8.7、KVM与宿老铁腭主机的关系

KVM在Linux中是一个进程的表现形式,它受的到CPU的调度

Libv星光龙什么模式掉irt是管理kvm的工具,关掉Libvird服务,不影响KVM虚机的正常运行,只是无法用libvirt管理而已

9、 virsh命令

virsh命令,调用libvid,Libvirtd调用qemu-kvm操作虚拟机。通过virsh命令,我们可以实现在CLI对虚拟机的管理

virsh有银鹭掌务通命令模式和交互模式。

命令模式:直接在virsh后面接参数

交互模式:直接写virsh。

事实上交互模式和命令的参数都是一样的

9.1、常用命令

list

显示显示本地活动虚拟机

-all:显示本地所有的虚拟机

creat KVM_name.xml

创建虚机(创建后,虚机立即执行。虚机关机后自动消失)

define KVM_name.xml

通过配置文件定义一个虚机。(定以后虚机不是活动的)

start KVM_name

启动虚机

console KVM_name

连接虚机 【KVM 通过virsh console连入虚拟机】

suspend KVM_name

暂停虚机,虚拟机处于paused暂停状态

但是仍然消耗资源,只不过不被超级管理程序调度而已。

resume KVM_name

唤醒虚机

sh苏州外遇调查utdown KVM_name

正常关闭虚机

destroy KVM_name

强制关闭虚机,并删除

libvirt直接销毁demo,取消demo的定义

undefine KVM_name

移除虚拟机

在虚拟机处于Running状态时,调用该指令,该指令暂时不生效

但是当虚拟机被关闭后,该指令生效移除该虚拟机,也可以在该指令生效之前调用define+TestKVM.xml取消该指令

9.2、显示虚机信息命令

dominfo KVM_name

显示虚机的基本信息

dumpxml KVM_name

显示虚机的当前配置文件

dump KVM_name file

将虚机的配置文件重定向到file

domiflist KVM_name

列出虚机网卡接口

domifstat KVM_name vnet0

显示网卡信息

domuuid KVM_name

显示虚机UUID

domid KVM_name/UUID

显示虚机ID

cpu-stats KVM_name

显示虚机CPU状态

vncdisplay

显示虚机的IP

9.3、更改虚机

exit KVM_name

编辑虚机的配置文件

setmen KVM_name size

设置虚机内存。要求虚机不活动

setvcpus KVM_name num

设置虚机的虚拟CPU个数。要求虚机不活动

autostart KVM_秋兰赋name

虚机将随宿主机一起启动

--disable KVM_name:取消自动启动

9.4、参考文档

virsh的详细命令解析 (https://blog.csdn.net/xxoo00xx00/article/details/49802367)