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2.2 KVM基本操作

seaHi avatar  收录于  类别 私有云服务基础架构与运维 和 系列 虚拟化技术
     约 4108 字   预计阅读 19 分钟 
系列 - 虚拟化技术

1. KVM 软件包安装

安装 KVM 虚拟化软件包之前，需要确保服务器满足以下硬件条件：

  • CPU：64 位，且必须开启虚拟化功能（Intel 的 VT-x 或 AMD 的 AMD-V）。
  • 操作系统：64 位的 CentOS 或 RedHat，建议 6.0 以上版本。
  • 内存：至少 2GB（建议 4GB 以上以保证虚拟机运行流畅）。
  • 存储：至少 6GB 可用空间。

可以使用以下命令检查 CPU 是否开启了虚拟化功能：

bash

egrep 'vmx|svm' /proc/cpuinfo

如果输出结果中包含 vmx（Intel CPU）或 svm（AMD CPU），说明已经开启了 CPU 虚拟化功能。如果没有输出任何内容，则说明没有开启虚拟化支持。

提示
在物理服务器上需要在 BIOS 中开启虚拟化；如果是在虚拟机（例如 VMware）中进行实验，请确保在处理器的设置中勾选了“开启虚拟化（Intel VT-x/EPT 或 AMD-V/RVI）”选项。

确认硬件支持后，就可以安装 KVM 及其相关管理工具了：

bash

yum install -y qemu-kvm libvirt virt-install bridge-utils qemu-img

这里安装的几个核心软件包作用如下：

  • qemu-kvm：KVM 的基础包，包含 KVM 内核模块和 QEMU 模拟器。
  • libvirt：提供管理虚拟机和底层 Hypervisor 的 API 接口。
  • virt-install：用于通过命令行创建和克隆虚拟机的工具。
  • bridge-utils：Linux 网桥管理工具包，用于配置虚拟机的桥接网络。
  • virt-manager：KVM 的图形化管理工具（如果没有图形界面可不装）。
  • qemu-img：QEMU 的磁盘镜像管理工具，用来创建和管理虚拟磁盘。

安装完成后，需要启动虚拟化管理服务 libvirtd 并设置为开机自动启动：

bash

systemctl start libvirtd
systemctl enable libvirtd

接着，检查 KVM 相关的内核模块是否已经成功加载：

bash

lsmod | grep kvm

如果能看到类似 kvm_intel 和 kvm 的输出，就说明 KVM 模块已经成功加载并准备就绪了。

2. 虚拟机创建

在 Linux 中，创建虚拟机常用的方式有三种：

  1. 使用 virt-manager 可视化工具创建。
  2. 使用 virt-install 命令行创建。
  3. 通过编辑 XML 配置文件创建。

如果你有图形化的桌面环境，可以通过 virt-manager 工具方便地创建虚拟机。

1）在命令行中输入 virt-manager 启动图形化管理工具。

图 2-35 virt-manager 图形化界面

2）点击菜单栏的“File（文件）”选项，选择“New Virtual Machine（新建虚拟机）”。此时会弹出向导对话框，让你选择操作系统的安装方式，主要有 4 种：

  • 通过 ISO 文件安装
  • 通过网络安装
  • 通过 PXE 安装
  • 通过现有磁盘镜像文件安装

图 2-36 操作系统安装方式

3）这里以“通过 ISO 文件安装”为例。点击“Forward（前进）”后，浏览并选择准备好的 ISO 镜像文件。通常系统会自动识别出操作系统类型和版本。

图 2-37 操作系统选择与配置

4）为虚拟机分配内存和 vcpu（虚拟 CPU 核心数）。可以根据实际需求进行调整。

图 2-38 虚拟机规格配置

5）为虚拟机创建虚拟磁盘，并设置其存储容量。

图 2-39 虚拟机存储配置

6）最后，给虚拟机设置一个名称，并确认虚拟机网络。点击“Finish（完成）”后，系统就会开始创建虚拟机，并进入操作系统的安装环节。

图 2-40 虚拟机配置确认

在没有图形界面的服务器上，virt-install 是最常用的创建工具。我们可以使用 ISO 镜像文件全新安装虚拟机，也可以直接使用已经装好系统的虚拟磁盘来导入创建（这样就不需要再经历漫长的系统安装过程）。

关闭防火墙和 SELinux

在进行后续实验前，为了避免安装过程中遇到网络或权限拦截问题，需要先关闭防火墙和 SELinux：

bash

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
vi /etc/selinux/config
# 将 SELINUX 的值修改为 disabled
SELINUX=disabled

在使用命令行安装虚拟机时，我们通常会借助 VNC 客户端连接指定的端口号，才能看到虚拟机的安装界面并完成安装流程。

1）检查 VNC 端口是否被占用。VNC 默认从 5900 端口开始，我们这里暂时使用 5910 端口进行实验：

bash

netstat -tuln | grep 5910

如果命令执行后没有任何输出，说明 5910 端口没有被占用。如果有输出，请更换其他未使用的端口。

2）执行 virt-install 命令开始创建并安装虚拟机：

bash

virt-install --name vm001 \
--ram 1024 --vcpus 1 --network bridge=br0 \
--disk size=20 --cdrom /mnt/CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.iso \
--boot hd,cdrom --graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5910

参数说明：

  • --name vm001：指定虚拟机的名字为 vm001。
  • --ram 1024：指定虚拟机的内存为 1024MB。
  • --vcpus 1：指定虚拟 CPU 的数量。
  • --network bridge=br0：指定虚拟机网络桥接到 br0 网桥上（如果 br0 不存在，需先通过 brctl addbr br0 命令创建）。
  • --disk size=20：指定虚拟磁盘容量为 20GB。
  • --cdrom /mnt/...：指定安装虚拟机使用的 ISO 操作系统镜像路径。
  • --boot hd,cdrom：指定启动顺序，这里设置为先从磁盘启动，再从光驱启动。
  • --graphics vnc...：指定使用 VNC 作为图形输出，并监听在 0.0.0.0 的 5910 端口。

命令执行完毕后，会在后台启动虚拟机。你需要在自己的电脑上使用 VNC 客户端工具连接 宿主机IP:5910 进行系统的安装。 同时，系统会自动在 /var/lib/libvirt/images 目录下生成一个名为 vm001.qcow2 的虚拟磁盘文件，并在 /etc/libvirt/qemu 目录下生成一个对应的 vm001.xml 配置文件。

如果我们已经有一个装好系统的虚拟磁盘文件（如刚才的 vm001.qcow2），就可以直接克隆出新的虚拟机。

1）复制原有的虚拟磁盘文件，作为新虚拟机的磁盘：

bash

cp /var/lib/libvirt/images/vm001.qcow2 /var/lib/libvirt/images/vm002.qcow2

2）修改新磁盘文件的用户和用户组，并赋予其合适的权限，以保证 KVM 可以正常读取：

bash

chown qemu:qemu /var/lib/libvirt/images/vm002.qcow2
chmod 600 /var/lib/libvirt/images/vm002.qcow2

3）执行命令导入并创建新虚拟机 vm002：

bash

virt-install --name vm002 \
--ram 1024 --vcpus 1 --network bridge=br1 \
--disk /var/lib/libvirt/images/vm002.qcow2 \
--import

参数说明：

  • --disk ...：直接指向我们刚刚准备好的、带有操作系统的虚拟磁盘文件。
  • --import：表示跳过安装过程，直接从磁盘导入系统并启动。

每台虚拟机都有一个专属的 XML 配置文件（保存在 /etc/libvirt/qemu 目录中）。KVM 启动时就是根据这些配置文件来生成虚拟机的。我们可以通过修改现有的配置文件来快速创建新的虚拟机。

1）同样，先复制一份虚拟磁盘文件给新虚拟机使用，并设置好权限：

bash

cp /var/lib/libvirt/images/vm001.qcow2 /var/lib/libvirt/images/vm003.qcow2
chown qemu:qemu /var/lib/libvirt/images/vm003.qcow2
chmod 600 /var/lib/libvirt/images/vm003.qcow2

2）复制现有的 vm001.xml 配置文件，改名为 vm003.xml：

bash

cp /etc/libvirt/qemu/vm001.xml /etc/libvirt/qemu/vm003.xml

3）编辑新的配置文件 vm003.xml，重点修改以下几个部分以防止冲突：

xml

<!-- 修改虚拟机名称 -->
<name>vm003</name>

<!-- 修改 UUID（直接删掉这一行或者修改字母数字均可） -->
<uuid>54e8426d-c72a-4979-b9fb-8d0e6448d1de</uuid>

<!-- 修改磁盘文件路径，使其指向新复制的 vm003.qcow2 -->
<disk type='file' device='disk'>
  <!-- 省略其他内容 -->
  <source file='/var/lib/libvirt/images/vm003.qcow2'/>
</disk>

<!-- 修改网卡的 MAC 地址（可以直接删掉这一行，让系统自动分配一个新的 MAC） -->
<interface type='bridge'>
  <mac address='52:54:00:44:f1:0c'/>
</interface>

4）使用修改好的 XML 配置文件定义并注册新的虚拟机：

bash

virsh define /etc/libvirt/qemu/vm003.xml

3. 虚拟机日常管理

熟练使用 virsh 命令可以帮助我们高效管理虚拟机的运行状态。

1）查看当前虚拟机列表：

bash

virsh list --all

输出会显示各个虚拟机的状态（如 running 运行中、shut off 关闭状态等）。

2）开启指定的虚拟机：

bash

virsh start vm001

3）重启指定的虚拟机：

bash

virsh reboot vm001

4）正常关闭虚拟机（相当于向系统发送关机信号）：

bash

virsh shutdown vm001

5）强制断电关闭虚拟机（强制停止运行，适用于系统死机等情况）：

bash

virsh destroy vm001

6）设置虚拟机随物理宿主机开机自动启动：

bash

virsh autostart vm001

7）取消虚拟机的开机自启动：

bash

virsh autostart --disable vm001

4. 虚拟机快照管理

快照功能可以保存虚拟机在某一特定时刻的状态。在进行系统升级或修改重要配置前打个快照，如果出现问题可以快速回滚。

1）查看指定虚拟机的快照列表：

bash

virsh snapshot-list vm001

2）为虚拟机创建一个新快照（例如命名为 snapshot3）：

bash

virsh snapshot-create-as --domain vm001 --name snapshot3

3）恢复虚拟机到指定的快照状态（注意：这会覆盖当前的数据）：

bash

virsh snapshot-revert vm001 snapshot1

4）删除不再需要的快照：

bash

virsh snapshot-delete vm001 snapshot3

5. 虚拟机存储管理

在 KVM 中，模拟磁盘的实体被称为“卷（Volume）”，而这些卷被存放在“存储池（Storage Pool）”里。管理存储主要就是对这两者进行管理。

存储池可以是本地的一个目录，也可以是其他复杂的存储形式。我们以最常见的目录型存储池为例。

1）查看所有存储池的列表：

bash

virsh pool-list --all

2）定义一个新的目录型存储池（比如命名为 data，对应系统上的 /data 目录）：

bash

mkdir /data
virsh pool-define-as data --type dir --target /data

3）构建存储池（对于目录型存储池主要是初始化工作）：

bash

virsh pool-build data

4）启动存储池（启动后状态会变为 active）：

bash

virsh pool-start data

5）设置存储池开机自动启动：

bash

virsh pool-autostart data

6）查看存储池的详细信息（例如容量大小、可用空间等）：

bash

virsh pool-info data

7）查看存储池的 XML 配置信息：

bash

virsh pool-dumpxml data

8）关闭存储池：

bash

virsh pool-destroy data

9）删除存储池的定义（让 KVM 不再管理这个存储池，但不会删除硬盘上的实际文件数据）：

bash

virsh pool-undefine data

“卷”就是实际给虚拟机用的一块块虚拟硬盘（比如 qcow2 文件）。

1）查看某个存储池下的卷列表：

bash

virsh vol-list data --details

2）在存储池中创建一个新卷（例如创建容量为 1GB 的卷 vol2）：

bash

virsh vol-create-as --pool data --name vol2 --capacity 1G

3）查看卷的 XML 配置信息：

bash

virsh vol-dumpxml vol2 --pool data

4）删除存储池中的某个卷：

危险
删除卷会彻底清空上面的所有数据，请确认数据已备份或不再需要时再执行此操作。

bash

virsh vol-delete vol2 --pool data

6. 虚拟网络管理

KVM 的虚拟网络主要分为三种模式：

  • NAT 模式：虚拟机通过地址转换与外部通信（能上网，但外网无法直接访问虚拟机）。
  • Routed 模式（路由模式）：虚拟机通过宿主机的路由功能与外界通信。
  • Isolated 模式（隔离模式）：虚拟机不与外界通信，仅限内部互联。
开启包转发

如果使用 NAT 或 Routed 模式，宿主机其实充当了路由器的角色。因此，必须要修改 Linux 内核参数来开启 IP 包转发功能：

bash

vi /etc/sysctl.conf
# 添加或修改以下内容：
net.ipv4.ip_forward=1

# 使修改立即生效
sysctl -p

和虚拟机一样，每个虚拟网络也有自己的 XML 配置文件，存放在 /etc/libvirt/qemu/networks 目录下。

1）查看当前虚拟网络列表：

bash

virsh net-list --all

2）创建虚拟网络

  • 创建 NAT 模式网络： 编写一个 net1.xml 文件配置，指定其转发模式为 nat，并配置 DHCP 分配的 IP 段：

xml

<network>
  <name>net1</name>
  <forward mode='nat'/>
  <bridge name='br1' stp='on' delay='0'/>
  <ip address='192.168.1.1' netmask='255.255.255.0'>
    <dhcp>
      <range start='192.168.1.2' end='192.168.1.254'/>
    </dhcp>
  </ip>
</network>

使用 net-create 创建的是临时网络（重启后失效），想要永久保存，需要使用 net-define 命令定义网络：

bash

virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/net1.xml
  • 创建 Routed 模式网络： 路由模式的配置文件重点在于 forward mode='route'，需要配置正确的网关和前缀：

xml

<network>
  <name>net2</name>
  <forward dev='ens33' mode='route'>
      <interface dev='ens33'/>
  </forward>
  <bridge name='br2' stp='on' delay='0'/>
  <domain name='net2'/>
  <ip address='192.168.2.1' netmask='255.255.255.0'>
  </ip>
  <route family='ipv4' address='192.168.2.0' prefix='24' gateway='192.168.2.1'/>
</network>

然后定义：

bash

virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/net2.xml
  • 创建 Isolated 模式网络： 隔离模式的配置最简单，它没有 forward 标签，虚拟机只能在 br3 网桥内互通：

xml

<network>
  <name>net3</name>
  <bridge name='br3' stp='on' delay='0'/>
  <domain name='net3'/>
  <ip address='192.168.3.1' netmask='255.255.255.0'>
  </ip>
</network>

然后定义：

bash

virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/net3.xml

3）启动虚拟网络（例如启动 net1）：

bash

virsh net-start net1

4）设置虚拟网络自动启动：

bash

virsh net-autostart net1

5）停止指定的虚拟网络：

bash

virsh net-destroy net1

6）取消网络自动启动：

bash

virsh net-autostart net1 --disable

7）删除虚拟网络的定义：

bash

virsh net-undefine net1

想要更改某台虚拟机所连接的虚拟网络（例如让 vm001 连接到我们新建的 net1 或者 default 网络），我们需要去修改虚拟机的 XML 配置文件。

1）在操作前，请先关闭虚拟机：

bash

virsh destroy vm001

2）使用命令编辑虚拟机的配置文件：

bash

virsh edit vm001

3）找到 <interface> 部分，将 source network 的值改为你想让虚拟机加入的网络名称即可。

xml

<interface type='network'>
    <!-- 把 default 改为 net1 或其他网络的名字 -->
    <source network='default'/>
    <model type='virtio'/>
    <!-- 省略其他硬件配置 -->
</interface>

保存配置后，重启虚拟机 virsh start vm001，新的网络设置就会生效了。

更新于 2025-12-30
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