品味KVM虚拟化技术部署及其虚拟磁盘扩容私房菜

    一、简介

    虚拟化是指计算机组件在虚拟的基础上而不是在真实的基础上运行，虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可在相互独立的空间运行而相互不影响彼此，从而提高计算机的运行效率。KVM是一个开源的虚拟化软件，英文名为kernel-base virtual machine，基于内核的虚拟机，KVM在2007年2月被导入Linux 2.6.20核心中，以可加载核心模块的方式被移植到FreeBSD上。

虚拟化技术分类：

主机虚拟化：完全虚拟化（KVM）、半虚拟化（XEN）

用户空间虚拟化：LXC,OPENVZ

应用程序虚拟化：JVM

KVM相关简介：

• KVM是开源软件，全称是kernel-based virtual machine（基于内核的虚拟机）。

• 是x86架构且硬件支持虚拟化技术（如 intel VT 或 AMD-V）的Linux全虚拟化解决方案。

• 它包含一个为处理器提供底层虚拟化 可加载的核心模块kvm.ko（kvm-intel.ko或kvm-AMD.ko）。

• KVM还需要一个经过修改的QEMU软件（qemu-kvm），作为虚拟机上层控制和界面。

• KVM能在不改变linux或windows镜像的情况下同时运行多个虚拟机，（它的意思是多个虚拟机使用同一镜像）并为每一个虚拟机配置个性化硬件环境（网卡、磁盘、图形适配器……）。

• 在主流的Linux内核，如2.6.20以上的内核均已包含了KVM核心。

KVM 内存管理：

    KVM 继承了 Linux 系统管理内存的诸多特性，比如，分配给虚拟使用的内存可以被交换至交换空间、能够使用大内存页以实现更好的性能，以及对 NUMA 的支持能够让虚拟机高效访问更大的内存空间等。

    KVM 基于 Intel 的 EPT （ ExtendedPage Table ）或 AMD 的 RVI （ Rapid Virtualization Indexing ）技术可以支持更新的内存虚拟功能，这可以降低 CPU 的占用率，并提供较好的吞吐量。  

    此外，KVM 还借助于 KSM （ Kernel Same-pageMerging ）这个内核特性实现了内存页面共享 。 KSM 通过扫描每个虚拟机的内存查找各虚拟机间相同的内存页，并将这些内存页合并为一个被各相关虚拟机共享的单独页面。在某虚拟机试图修改此页面中的数据时， KSM 会重新为其提供一个新的页面副本。实践中，运行于同一台物理主机上的具有相同 GuestOS 的虚拟机之间出现相同内存页面的概率是很的，比如共享库、内核或其它内存对象等都有可能表现为相同的内存页，因此， KSM 技术可以降低内存占用进而提高整体性能。

KVM组件：

/dev/kvm：管理虚拟机的设备节点，用户空间的程序可通过其ioctl()系统调用集来完成虚拟机的创建启动等管理工作；它是一个字符设备；其主要完成的操作包括：

    qemu进程：工作于用户空间的组件，用于仿真PC机的I/O类硬件设备；

    qemu全称Quick Emulator。是独立虚拟软件，能独立运行虚拟机（根本不需要kvm）。kqemu是该软件的加速软件。kvm并不需要qemu进行虚拟处理，只是需要它的上层管理界面进行虚拟机控制。虚拟机依旧是由kvm驱动。

    二、KVM虚拟化安装

    前提：

    ①确保cpu执行HVM

    grep -E "(svm|vmx)"  /proc/cpuinfo   

    ②内核编译提供了KVM模块

    modinfo kvm   

    安装：

    三、项目部署kvm虚拟化    

    在部署之前需准备配置环境：关闭网络管理，创建桥接接口，虚拟机网卡充当交换机的作用。  

图形化安装图示：

使用virsh-manager命令后将出现此图形界面，注意如未此命令需安装virt-manager程序包，需选择安装源。

配置其内存大小及其cpu核心个数

设置主机名存储空间大小等配置

本过程使用已搭建好的cobbler自动化安装

如下为在虚拟机中虚拟出一个虚拟机：

    四、virsh命令使用及其实现虚拟磁盘扩容

virsh命令使用：  

虚拟磁盘扩容：

总结：kvm虚拟化技术有着隔离的功能，应用程序都可在相互独立的空间运行而相互不影响彼此，在大型公司运用广泛，上诉所写的内容只是一个入门级别，知道相应的原理之后可结合使用脚本完成自动化的部署，通过脚本自动完成创建虚拟机。