KVM——虚拟化
一、概述
通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机，在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，同时每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互相不影响，从而提高计算机的工作效率。
1、在一个操作系统中（win10）模拟多个操作系统(centos、win10、 suse)，同时每个操作系统可以跑不同的服务(nginx.+tomcat) ，从而实现一台宿主机搭建一个集群（从整体)。
2、通过软件/应用程序的方式,来实现物理硬件的功能ensp以软件形式实现物理设备的功能（二层交换机、路由器、三层交换机等)。
二、类型
1、全虚拟化:将物理硬件资源全部通过软件的方式抽象化，最后进行调用。
**使用的方法：**使用hypervisor (VMM）软件，其原理是在底层硬件和服务器之间建立一个抽象层，而基于核心的虚拟机是面向Linux系统的开源产品hypervisor (VMM)可以捕捉CPU的指令，为指令访问硬件控制器和外设充当中介。
2、半虚拟化:需要修改操作系统。
3、直通:直接使用物理硬件资源（需要支持，还不完善)。
实例：
XEM：支持的虚拟化技术：全虚拟化，半虚拟化
KVM：支持的虚拟化技术：全虚拟化
三、优缺点
优点：
1、集中化管理(远程管理、维护。
2、提高硬件利用率（物理资源利用率低-例如峰值，虚拟化解决了"空闲"容量)。
3、动态调整机器/资源配置（虚拟化把系统的应用程序和服务硬件分离、提高了灵活性)。
4、高可靠（可部署额外的功能和方案，可提高透明负载均衡、迁移、恢复复制等应用环境)劣势。
缺点：
1、前期高额费用(初期的硬件支持，对于虚拟化的支持)。
2、降低硬件利用率（ 特定场景-例如极度吃资源的应用不一定适合虚拟化，例如:平均负载较高的SQL.数据库)。
3、更大的错误影响面（本地物理机down机会导致虚拟机均不可用，同时可能虚拟机中文件全部损坏)。
4、一定的限制性（虚拟化技术涉及各种限制，必须与支持/兼容虚拟化的服务器、应用程序及供应商结合使用)。
5、安全性(虚拟化技术自身的安全隐患)。
四、工作模式
客户模式(guestos)：vM中的os为Guestos客户机在操作系统中运行的模式，客户机分为内核模式和用户模式，作用如下：
①用户模式：为用户提供虚拟机管理的用户空间工具以及代表用户执行T/o，Qemu工作在此模式下（gemu的主要功能）。
②Linux内核模式：模拟CPU、内存，实现客户模式切换，处理从客户模式的推出，KVM即运行在此模式下。
1、Guest:客户机系统，包括cPU (vCPU)、内存、驱动（Console、网卡、I/o 设备驱动等），被KVM置于一种受限制的CPU模式下运行。
2、KVM内核模块模拟处理器和内存以支持虚拟机运行。
3、Qemu主要处理I/o以及为客户提供一个用户空间/dev/kvm 工具libvirt 来进行虚拟机管理ioctl（定义）专用于设备输入输出操作的系统调用。
4、libvirt: KVM管理工具。
工作过程：
1、用户模式的Qemu利用接口libkvm通过ioctl系统调用进入内核模式。KWw驱动为虚拟机创建虚拟CPU和虚拟内存，然后执行VMLAU-NCH指令进入客户模式，装载Guest os并运行。Guest os运行过程中如果发生异常，则暂停Guest os的运行并保存当前状态同时退出到内核模式来处理这些异常。
2、内核模式处理这些异常时如果不需要工/o则处理完成后重新进入客户模式。如果需要Ⅰ/O则进入到用户模式，则由Qemu来处理Ⅰ/O，处理完成后进入内核模式，再进入客户模式。
五、实例
一、实验环境
实验机：192。168.238.150
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname kvm
[root@localhost ~]# su
[root@kvm ~]# vim /etc/fstab #将镜像光盘设为永久挂载
[root@kvm ~]# mount -a #立即生效
[root@kvm ~]# df -hT #查看光盘是否挂载
[root@kvm ~]# vim /etc/ssh/sshd_config
第115行 UseDNS no #取消注释并关闭，关闭反向解析
#创建本地yum仓库
[root@kvm ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@kvm yum.repos.d]# mkdir bak
[root@kvm yum.repos.d]# mv *.repo bak
[root@kvm yum.repos.d]# vim local.repo
[root@kvm yum.repos.d]# yum clean all
[root@kvm yum.repos.d]# yum makecache
[root@kvm yum.repos.d]# yum repolist
[root@kvm yum.repos.d]# yum -y groupinstall "GNOME Desktop" #安装图形化界面
[root@kvm yum.repos.d]# yum -y install qemu-kvm \ #kvm模块
> qemu-kvm-tools \ #kvm调试工具，可不安装
> virt-install \ #构建虚拟机的命令行工具
> qemu-img \ #qemu组件，创建磁盘、启动虚拟机等
> bridge-utils \ #网络支持工具
> libvirt \ #虚拟机管理工具
> virt-manager #图形界面管理虚拟机
[root@kvm yum.repos.d]# cat /proc/cpuinfo | grep vmx #查看CPU是否支持虚拟化（可能看不到，没有关系）
[root@kvm yum.repos.d]# lsmod | grep kvm #查看kvm是否安装
kvm_intel 183621 0
kvm 586948 1 kvm_intel
irqbypass 13503 1 kvm
[root@kvm yum.repos.d]# ln -sf /lib/systemc/systemc/graphical.target /etc/systemd/system/default.target #设置开启启动界面的显示模式
#设置kvm网络：桥接模式
[root@kvm yum.repos.d]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
[root@kvm yum.repos.d]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0 #创建编辑桥接网卡
#创建kvm存储和镜像的目录
[root@kvm yum.repos.d]# mkdir -p /data_kvm/iso
[root@kvm yum.repos.d]# cd /data_kvm/iso
[root@kvm iso]# mkdir -p /data_kvm/store
#将镜像文件上传到/data_kvm/iso目录下
ps:rz上传，文件不完整
[root@kvm iso]# systemctl restart network #重启网卡
#图像化界面
[root@kvm ~]# virt-manager
一、创建存储池
1、store池
2、iso池
二、创建存储卷
三、创建镜像池
4、安装验证
最小化安装，在字符界面
小结
1、虚拟化类型：全虚拟化、半虚拟化和直通
2、KVM网络的两种模式：
① NAT: 默认设置，数据包由 NAT 方式通过主机的接口进行
传送，可以访问外网，但是无法从外部访问虚拟机网络。
② 网桥：允许虚拟机像一台独立的主机一样拥有网络，外部的机器可以直接访问到虚拟机内部，但需要网卡支持(一般有线网卡都支持)。