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wiki/FormalSciences/ComputerScience/OperatingSystem/Virtualization/2.KVM/2. KVM 安装配置.md
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2024-10-14 16:48:38 +08:00

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2. KVM 安装配置 如何在 Linux 系统上安装和配置 KVM 虚拟化技术，包括硬件要求、操作系统选择、KVM 安装步骤、网络桥接配置、存储池和存储卷管理、虚拟机创建和管理工具的使用。
KVM
Linux
虚拟化安装
网络桥接
存储池
虚拟机管理
FormalSciences/ComputerScience
OperatingSystem/Virtualization
KVM
仲平 2024-07-16

环境准备

硬件要求

检查 CPU 是否支持虚拟化技术（Intel VT-x 或 AMD-V）

在部署 KVM 前，需要确保系统的 CPU 支持硬件虚拟化技术。这些技术包括 Intel 的 VT-x 和 AMD 的 AMD-V。以下是检查方法：

  1. Intel CPU：使用命令 grep -E "vmx" /proc/cpuinfo 检查 CPU 是否支持 VT-x。
  2. AMD CPU：使用命令 grep -E "svm" /proc/cpuinfo 检查 CPU 是否支持 AMD-V。

如果命令输出中包含 vmx 或 svm，则表示 CPU 支持相应的虚拟化技术。

启用 BIOS/UEFI 中的虚拟化支持

**即使 CPU 支持虚拟化技术，也需要在 BIOS/UEFI 中启用相应的功能。**以下是通用的启用步骤，具体步骤可能因主板制造商不同而有所差异：

  1. 启动计算机并进入 BIOS/UEFI 设置界面（通常按 Delete、F2、F10 或 Esc 键）。
  2. 在 BIOS/UEFI 设置中，找到“高级”或“处理器”选项。
  3. 启用 "Intel Virtualization Technology" 或 "AMD-V" 选项。
  4. 保存更改并退出 BIOS/UEFI 设置。

操作系统要求

KVM 作为 Linux 内核的一部分，主要在 Linux 操作系统上运行。以下是一些常用的、支持 KVM 的 Linux 发行版：

  • CentOS：企业级发行版，基于 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 的源代码构建，适合服务器环境。
  • RHEL：Red Hat Enterprise Linux，提供商业支持和长期维护，广泛应用于企业环境。
  • Ubuntu：广泛使用的发行版，提供了良好的社区支持和文档。

安装 KVM 和 QEMU

在 Ubuntu 上安装

  1. 更新软件包列表：

    sudo apt update

  2. 安装 KVM、QEMU 和相关工具：

    apt -y install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-daemon virtinst libosinfo-bin

  3. 启用并启动 libvirtd 服务：

    sudo systemctl enable --now libvirtd

在 CentOS/RHEL 上安装

  1. 更新系统：

    sudo dnf update

  2. 安装 KVM、QEMU 和相关工具：

    sudo dnf install qemu-kvm libvirt virt-install

  3. 启用并启动 libvirtd 服务：

    sudo systemctl enable --now libvirtd

在其他 Linux 发行版上安装

以下是一些其他常见 Linux 发行版的安装方法：

  • Debian:

    sudo apt update
sudo apt install qemu-kvm libvirt-clients libvirt-daemon-system bridge-utils
sudo systemctl enable --now libvirtd

  • Fedora:

    sudo dnf update
sudo dnf install @virtualization
sudo systemctl enable --now libvirtd

安装虚拟机管理工具

安装 libvirt

libvirt 是一个开源 API，用于管理平台虚拟化。前面已经在安装 KVM 和 QEMU 时安装了 libvirt。确保其已启用并正在运行：

sudo systemctl enable --now libvirtd

安装 virt-manager

virt-manager 是一个基于 GUI 的虚拟机管理工具，适用于桌面用户。

  • 在 Ubuntu 上安装：

    sudo apt install virt-manager

  • 在 CentOS/RHEL 上安装：

    sudo dnf install virt-manager

  • 在其他 Linux 发行版上安装：

    • Debian:

      sudo apt install virt-manager

    • Fedora:

      sudo dnf install virt-manager

验证安装

检查 KVM 模块是否已加载

  1. 检查 KVM 模块是否已加载：

    lsmod | grep kvm

    应该看到类似以下的输出：

    kvm_intel             204800  0
kvm                   655360  1 kvm_intel

  2. 如果使用 AMD 处理器，检查 kvm-amd 模块：

    lsmod | grep kvm

    应该看到类似以下的输出：

    kvm_amd               204800  0
kvm                   655360  1 kvm_amd

确认虚拟化功能可用

  1. 在 Ubuntu 和 Debian 上使用 kvm-ok 工具检查虚拟化功能：

    sudo apt install cpu-checker
sudo kvm-ok

    输出应显示：

    INFO: /dev/kvm exists
KVM acceleration can be used

  2. 在 CentOS/RHEL 和其他发行版上，使用 virt-host-validate 工具检查：

    sudo virt-host-validate

    输出应显示：

    QEMU: Checking for hardware virtualization: PASS
QEMU: Checking for device /dev/kvm: PASS
QEMU: Checking for device /dev/vhost-net: PASS
QEMU: Checking for device /dev/net/tun: PASS
……

通过以上步骤，可以确保 KVM 及其相关工具已正确安装并配置好。接下来可以开始创建和管理虚拟机，充分利用 KVM 提供的虚拟化功能。

基本配置

配置网络桥接

网络桥接允许虚拟机直接与主机网络进行通信，使其像物理机一样访问网络。以下是使用 nmcli 创建和配置虚拟网络桥接的详细步骤：

创建虚拟网络桥接（桥接模式）

  1. 安装必要的软件包：

    • 在 Ubuntu 上：

      sudo apt update
sudo apt install network-manager

    • 在 CentOS/RHEL 上：

      sudo dnf install NetworkManager

  2. 配置网络桥接：

    • 创建一个新的网桥接口：

      sudo nmcli connection add type bridge ifname br0

    • 将物理接口连接到网桥上，例如假设你正在使用 eth0 接口：

      sudo nmcli connection add type bridge-slave ifname eth0 master br0

    • 建议禁用网桥接口 IPv4 和 IPv6，网桥接口仅作为二层设备使用：

      sudo nmcli connection modify br0 ipv4.method disable
sudo nmcli connection modify br0 ipv6.method disable

    • 激活网桥和物理接口：

      sudo nmcli connection up br0
sudo nmcli connection up eth0

验证桥接配置

  1. 检查网桥接口状态：

    nmcli connection show
nmcli device status

    应该看到类似以下的输出，表示网桥 br0 和物理接口 eth0 已经配置并启用：

    NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
br0                 12345678-1234-1234-1234-123456789abc  bridge    br0
eth0                87654321-4321-4321-4321-abcdefabcdef  ethernet  eth0

配置 Libvirt 使用桥接网络

  1. 编辑或创建网络配置文件：例如 /etc/libvirt/qemu/networks/bridged.xml：

    <network>
  <name>bridged</name>
  <forward mode='bridge'/>
  <bridge name='br0'/>
</network>

  2. 定义并启动该网络：

    sudo virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/bridged.xml
sudo virsh net-start bridged
sudo virsh net-autostart bridged

通过这些步骤，您可以在 Ubuntu 和 CentOS 系列系统中使用 nmcli 来统一配置和管理网络桥接。这确保了配置的一致性，并简化了网络管理。

配置存储池和存储卷

存储池和存储卷管理是 KVM 中虚拟机存储管理的重要组成部分。存储池可以是目录、LVM 或 NFS 等类型，存储卷则是具体的磁盘映像文件。

创建存储池

  1. 目录类型存储池：

    • 创建目录：

      sudo mkdir -p /var/lib/libvirt/images

    • 定义存储池：

      sudo virsh pool-define-as --name default --type dir --target /var/lib/libvirt/images

    • 启动并自动启动存储池：

      sudo virsh pool-start default
sudo virsh pool-autostart default

  2. LVM 类型存储池：

    • 创建物理卷和卷组：

      sudo pvcreate /dev/sdX
sudo vgcreate vg_kvm /dev/sdX

    • 定义存储池：

      sudo virsh pool-define-as --name lvm-pool --type logical --source-name vg_kvm

    • 启动并自动启动存储池：

      sudo virsh pool-start lvm-pool
sudo virsh pool-autostart lvm-pool

  3. NFS 类型存储池：

    • 安装 NFS 客户端：

      • 在 Ubuntu 上：

        sudo apt install nfs-common

      • 在 CentOS/RHEL 上：

        sudo dnf install nfs-utils

    • 定义存储池：

      sudo virsh pool-define-as nfs-pool netfs --source-host nfs-server --source-path /path/to/nfs/export --target /mnt/nfs

    • 启动并自动启动存储池：

      sudo virsh pool-start nfs-pool
sudo virsh pool-autostart nfs-pool

管理存储卷

  1. 创建存储卷：

    • 在默认存储池中创建一个新的存储卷：

      sudo virsh vol-create-as default new-volume 10G

    • 在 LVM 存储池中创建一个新的逻辑卷：

      sudo virsh vol-create-as lvm-pool lv_new-volume 10G

  2. 查看存储卷：

    sudo virsh vol-list default
sudo virsh vol-list lvm-pool

  3. 删除存储卷：

    sudo virsh vol-delete new-volume --pool default

通过以上配置步骤，可以成功配置 KVM 的网络桥接、存储池和存储卷，确保虚拟机具备网络连接和存储资源。

创建和管理虚拟机

使用命令行工具创建虚拟机

使用 virt-install 创建虚拟机

virt-install 是一个命令行工具，用于创建虚拟机。它支持多种参数，可以灵活配置虚拟机的各种选项。

  1. 创建基本虚拟机：

    sudo virt-install \
  --name myvm \
  --ram 2048 \
  --disk path=/var/lib/libvirt/images/myvm.qcow2,size=20 \
  --vcpus 2 \
  --os-type linux \
  --os-variant ubuntu20.04 \
  --network bridge=br0 \
  --graphics vnc \
  --cdrom /path/to/ubuntu-20.04.iso

    以上命令创建了一个名为 myvm 的虚拟机，分配 2 GB 内存、20 GB 磁盘空间和 2 个虚拟 CPU，使用桥接网络，并通过 VNC 访问图形界面。

  2. 其他常用选项：

    在使用 virt-install 创建和安装虚拟机时，以下是一些常用的选项及其功能，列在一个表格中以便参考：

    选项 功能
    --name 虚拟机的名称
    --memory 分配给虚拟机的内存大小（单位：MB）
    --vcpus 分配给虚拟机的虚拟 CPU 数量
    --disk 定义虚拟机的磁盘配置
    --cdrom 使用 CD-ROM 镜像文件作为安装源
    --location 网络安装源的位置（URL 或本地路径）
    --os-type 指定操作系统类型（如 linux、windows）
    --os-variant 指定操作系统版本
    --graphics 配置图形显示方式
    --network 配置虚拟机的网络接口
    --extra-args 向内核传递额外的启动参数
    --boot 配置引导设备和引导顺序
    --console 配置控制台类型
    --import 从现有磁盘映像文件导入虚拟机
    --autostart 安装后自动启动虚拟机
    --cpu 配置 CPU 相关选项
    --check 启用或禁用安装前的配置检查
    --virt-type 指定虚拟化类型（如 kvm、xen）
    --initrd-inject 指定需要注入到 initrd 的文件
    --metadata 定义虚拟机的元数据
    --noautoconsole 安装后不自动连接到控制台
    --wait 等待安装完成的时间（单位：分钟）

使用 virsh 管理虚拟机

virsh 是一个强大的命令行工具，用于管理和控制虚拟机。以下是一些常用的命令及其功能，列在一个表格中以便参考：

命令 功能
virsh list 列出当前运行的虚拟机
virsh list --all 列出所有虚拟机，包括停止的
virsh start <vm_name> 启动指定的虚拟机
virsh shutdown <vm_name> 关闭指定的虚拟机
virsh reboot <vm_name> 重启指定的虚拟机
virsh destroy <vm_name> 强制关闭指定的虚拟机
virsh suspend <vm_name> 暂停指定的虚拟机
virsh resume <vm_name> 恢复暂停的虚拟机
virsh create <xml_file> 从 XML 配置文件创建并启动虚拟机
virsh define <xml_file> 定义但不启动虚拟机
virsh undefine <vm_name> 删除虚拟机定义，但不删除磁盘文件
virsh edit <vm_name> 编辑虚拟机的 XML 配置
virsh dumpxml <vm_name> 输出指定虚拟机的 XML 配置
virsh attach-disk <vm_name> <disk_path> <target_dev> 附加磁盘到虚拟机
virsh detach-disk <vm_name> <target_dev> 从虚拟机分离磁盘
virsh attach-interface <vm_name> <type> <source> 附加网络接口到虚拟机
virsh detach-interface <vm_name> <type> <mac> 从虚拟机分离网络接口
virsh snapshot-create-as <vm_name> <snapshot_name> 创建虚拟机快照
virsh snapshot-list <vm_name> 列出虚拟机的所有快照
virsh snapshot-revert <vm_name> <snapshot_name> 恢复到指定快照
virsh migrate <vm_name> <dest_uri> 迁移虚拟机到另一个主机
virsh console <vm_name> 连接到虚拟机的控制台
virsh dominfo <vm_name> 显示虚拟机的详细信息
virsh domstats <vm_name> 显示虚拟机的统计信息

使用图形化工具创建虚拟机

安装和使用 virt-manager

virt-manager 是一个基于图形界面的虚拟机管理工具，适合那些更喜欢图形界面操作的用户。

  1. 安装 virt-manager：

    • 在 Ubuntu 上：

      sudo apt install virt-manager

    • 在 CentOS/RHEL 上：

      sudo dnf install virt-manager

  2. 启动 virt-manager：

    virt-manager

通过 virt-manager 创建和配置虚拟机

  1. 创建新虚拟机：
    • 打开 virt-manager，点击左上角的“创建新虚拟机”按钮。
    • 选择安装来源（例如，ISO 映像或 PXE 网络引导），然后点击“转到下一步”。
    • 设置虚拟机名称、内存和 CPU 配置，然后点击“转到下一步”。
    • 配置虚拟机硬盘（例如，创建新磁盘映像或导入现有磁盘），然后点击“转到下一步”。
    • 选择网络配置（例如，使用桥接网络），然后点击“转到下一步”。
    • 检查配置并点击“完成”以创建虚拟机。
  2. 配置虚拟机：
    • 右键点击已创建的虚拟机，选择“打开”以启动虚拟机。
    • 在虚拟机启动后，可以通过 VNC 或 SPICE 连接访问虚拟机的图形界面。
    • 可以通过“虚拟机”菜单下的“编辑”选项修改虚拟机配置，如增加内存、添加硬盘或修改网络设置。

通过上述方法，可以使用命令行工具和图形化工具创建和管理 KVM 虚拟机。无论是命令行操作还是图形界面，都提供了丰富的选项和灵活的配置，使得 KVM 虚拟机的管理变得简单高效。