虚拟化技术（KVM）

虚拟化技术（KVM）

计算机工作原理

硬件

• 硬件是计算机组成基础，由大量的电子设备组成芯片组

操作系统

• 把硬件功能抽象成直观的，比较易于调用高层次接口
  • 物理接口等、cpu插座、网卡接口、硬盘接口等

应用程序

• 完成某一特定功能的软件，这些软件通过调用操作系统所提供的接口对底层硬件进行使用

X86平台指令集权划分

• Ring0 操作系统使用（内核态）
• Ring1-2 驱动程序使用
• Ring3 应用程序使用（用户态）

虚拟化介绍

#####虚拟化技术即是对资源的抽象

#####虚拟化是为了实现应用程序运行的隔离环境

#####虚拟化是资源交付方式

#####host OS guest OS

#####虚拟化技术分类

• 从资源提供角度分类

  • 硬件平台虚拟化
    • 把X86平台的CPU、内存、网络、存储及外设等作为资源进行抽象，提供给虚拟机使用
  • 操作系统虚拟化
    • 把操作系统及操作系统所提供的系统调用作为资源进行抽象，提供给虚拟机使用

• 从虚拟化实现方式分类

  • 虚拟化管理程序Hypervisor（VMM） 虚拟机监视器
  • I型
    • 半虚拟化：虚拟机直接运行在系统硬件上
  • II型
    • 硬件辅助全虚拟化
      • 虚拟机运行在主机操作系统上；
        主机操作系统提供CPU等资源；
      • 主机虚拟化中VM运行的应用程序如果需要调用硬件资源 步骤：
        • 1.应用程序向Guest OS发起请求
        • 2.Guest OS向Hypervisor发起请求
        • 3.Hypervisor向Host OS发起情请求
        • 4.由Host OS内核操作硬件
  • III型
    • 软件全虚拟化
      • 非硬件辅助全虚拟化：QEMU
    • 操作系统虚拟化
      • 称为轻量级虚拟化，允许操作系统内核拥有批次隔离和分割的多用户空间实例—容器。基于Linux内核中的namespace，cgroup实现
      • 例如： LXC，Docker

• 关键词

  • QEMU
    • IO
  • KVM
    • CPU
      Mem
  • libvirt
    • virsh
      virt-manager
      virt-viewer
      virt-install
      #####厂商

• qemu
  kvm
  xen
  hyper-v
  EXSi
  Oracle-vm（VirtualBox）

部署KVM虚拟机管理工具

• 硬件要求
• 系统要求
  • kvm_intel

KVM虚拟机组成文件

• 镜像文件：/var/lib/libvirt/images
• 配置文件：/etc/libvirt/qemu
• 网络配置文件：/etc/libvirt/qemu/networks
• 存储池配置文件：/etc/libvirt/storage

KVM虚拟机cpu热添加

KVM虚拟机内存气球

KVM网络虚拟化

• 半虚拟化
• 全虚拟化
• 网卡
• 交换机
  • NAT
  • Bridge
  • Route
  • isolate

KVM存储虚拟化

#####热添加硬盘

#####存储池管理

• 本地存储

• 网络存储
  #####QEMU镜像管理

• 创建

• 附加

• 删除

• 格式

  • raw、qcow2

• 快照

• 格式转换

  • qemu-img convert- -f qcow2 -O qcow2 centos7.img.raw centos7.img.qcow2

• 后备镜像

• 差量镜像

  • qemu-img create -f qcow2 -b centos7.back.img centos7.front.img

kvm虚拟机管理

• 启动、暂停、关闭

批量管理虚拟机

• 创建模板
• 批量管理脚本

虚拟机批量管理平台

• 公有云平台

• 私有云平台