第4章 构建KVM环境2ppt课件.ppt

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1、在此输入您的封面副标题第4章 构建KVM环境2第4章 构建KVM环境虚拟化技术u第1节 KVM硬件基础配置u第2节 编译安装KVMu第3节 编译安装Qemuu第4节 启动第一个KVM客户机u第5节 网络配置u第6节 图形显示配置u第7节 VNC的使用目录4.1.1 宿主机宿主机BIOS设置设置在x86-64架构的处理器中，KVM必需的硬件虚拟化扩展分为：Intel 的虚拟化技术（Intel VT）和AMD 的AMD-V 技术。要开启虚拟化技术支持，需要几个方面的条件支持，包括芯片组自身的支持、BIOS提供的支持、处理器自身的支持、操作系统的支持。可以直接在BIOS中查看CPU是否支持Intel

2、 VT-d虚拟化技术，也可以使用软件工具检测CPU是否支持Intel VT虚拟化技术，例如使用CPU-Z和SecurAble工具。如果CPU支持虚拟化技术，接下来就是检查BIOS是否支持（ 开 启 ） V T 技 术 。 V T 的 选 项 ， 一 般 在 B I O S 中 的“Advanced-Processor Configuration”里来查看和设置，它的标识一般为“Intel(R) Virtualization Technology”或者“Intel VT”等类似的文字说明（不同的BIOS，有可能有不同的选项和不同的标识）。说明：对于不同平台或不同厂商的BIOS，VT和VT-d等设

3、置的位置可能是不一样的，需要根据实际的硬件情况和BIOS中的选项来灵活设置。设置好了VT和VT-d的相关选项，保存BIOS的设置并退出， 系统重启后生效。BIOS 中Enabled 的VT 与VT-d 选项4.1.2 宿主机操作系统设置宿主机操作系统设置运行KVM，必须安装一个宿主机的Linux操作系统。（1）宿主机网络配置宿主机Ubuntu安装完毕后，需配置网络，使用命令“ifconfig -a” 确定虚拟机网卡名称，然后根据实际的网络环境配置宿主机对应网卡IP，执行“vi /etc/network/interfaces”命令修改配置文件，修改成功后，重启系统，网络配置成功。（2）宿主机软件

4、源配置为保证宿主机能快速正确的下载软件并进行软件更新，修改Ubuntu系统里的默认软件源，更新为国内源，提高软件下载的速度。执行“vi /etc/apt/sources.list”命令，将文件里面的所有内容注释掉（用符号“#”注释），在文件末尾添加相关内容内容，修改完毕后，保存退出，执行命令“apt-get update”进行更新。4.1.2 宿主机操作系统设置宿主机操作系统设置（3）在宿主机中查看CPU是否支持虚拟化在Ubuntu中查看CPU是否支持kvm，即查看硬件是否支持虚拟化，可以使用命令“grep -E -o vmx|svm /proc/cpuinfo”，在该命令中，vmx是针对In

5、tel平台，svm是针对AMD平台。如果结果显示中有vmx或者是svm，那么表示cpu支持虚拟化功能，这时就可进行下一步编译安装KVM的操作了。4.2 编译安装编译安装KVM4.2.1 下载下载KVM源码源码KVM是Linux的一个内核模块，从Linux内核的2.6.20版本后KVM已正式被加入到内核的正式发布代码中，所以如果宿主机安装的Linux内核的版本高于2.6.20即可直接使用KVM，如果查看到的内核版本低于2.6.20，则需要下载KVM进行编译和安装。下载KVM源码有多种不同的方式：（ 1 ） 进 入 K V M 的 官 网 h t t p : / / w w w . l i n u

6、 x -kvm.org/page/Downloads下载。（2）到http:/ kvm-host:# lsmod|grep kvmkvm_intel 143060 0kvm 451511 1 kvm_intel如果能看到kvm_intel和kvm（本书以Intel的处理器为例）两个模块，则说明KVM已经是Linux操作系统的一个module了，不必再安装。可以使用git clone命令来下载KVM的源代码，也可以使用Git工具的其他命令对源码进行各种管理下载kvm步骤，为如下命令行所示：下载KVM的步骤如下：Cloning into kvm.remote: Counting objects:

7、3924734, done.remote: Compressing objects: 100% (722579/722579), done.remote: Total 3924734 (delta 3218312), reused 3858632 (delta 3169716)Receiving objects: 100% (3924734/3924734), 880.54 MiB | 1.35 MiB/s, done.Resolving deltas: 100% (3218312/3218312), done.Checking connectivity. done.Checking out

8、files: 100% (47986/47986), done.完成后，在当前目录下，可以看到刚下载的kvm的相关文件。4.2.2 配置配置KVM在对KVM进行配置时常用的“make menuconfig”命令是基于终端的一种配置方式，提供了文本模式的图形用户界面，用户可以通过光标和键盘来浏览选择各种特性。另外，在使用这种配置方式时，宿主机必须有ncurses库，否则会报“fatal error: curses.h: No such file or director”错误。可以通过“apt-cache search curse”命令搜索找到libncurses5-dev，然后使用“apt-ge

9、t install libncurses5-dev”命令安装“libncurses5-dev”解决。安 装 完 成 后 在 K V M 的 下 载 目 录 下 执 行 “ m a k e menuconfig”命令，将出现如图所示界面。选择了Virtualization 之后，进入其中进行详细配置，包括选中KVM、选中对处理器的支持等在配置完成并保存后，会在KVM的安装目录/root/xjy/kvm下，生成一个.config文件，该文件中放置着和KVM相关的所有配置信息，在本次配置中，与KVM 直接相关的几个配置项的主要情况如下：CONFIG_HAVE_KVM=yCONFIG_HAVE_KVM

10、_IRQCHIP=yCONFIG_HAVE_KVM_IRQFD=yCONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING=yCONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD=yCONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE=yCONFIG_KVM_MMIO=yCONFIG_KVM_ASYNC_PF=yCONFIG_HAVE_KVM_MSI=yCONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT=yCONFIG_KVM_VFIO=yCONFIG_VIRTUALIZATION=yCONFIG_KVM=mCONFIG_KVM_INTEL=m4.2.3 编译编译KVM配置好K

11、VM后，就可以进行编译。编译KVM时，直接在KVM的安装目录使用“make”命令编译即可。为了使编译速度更快，可以在“make”命令后加“-j”参数，让make工具启用多进程进行编译。例如“make j 10”的含义是使用make工具最多创建10个进程来同时执行编译任务。在一个比较空闲的系统上面，一般使用一个两倍于系统上的CPU的core的数量来作为-j常用的一个参数。KVM 的安装包括两个步骤：module的安装、kernel与initramfs的安装。1）安装module 通过“make modules_install”命令可以将编译好的module 安装到相应的目录之中，在默认情况下mo

12、dule 被安装到/lib/modules/$kernel_version/kernel 目录之中。rootjay-linux kvm.git# make modules_install 安装好module之后，可以查看一下相应的安装路径，可看到kvm 模块也已经安装，如下所示：rootkvm-host:#drwxr-xr-x 3 root root 4096 4月 17 2014 archdrwxr-xr-x 3 root root 4096 4月 17 2014 cryptodrwxr-xr-x 77 root root 4096 4月 17 2014 driversdrwxr-xr-x

13、55 root root 4096 4月 17 2014 fsdrwxr-xr-x 6 root root 4096 4月 17 2014 libdrwxr-xr-x 2 root root 4096 4月 17 2014 mmdrwxr-xr-x 51 root root 4096 4月 17 2014 netdrwxr-xr-x 13 root root 4096 4月 17 2014 sounddrwxr-xr-x 4 root root 4096 4月 17 2014 ubunturootkvm-host:#-rw-r-r- 1 root root 97188 4月 11 2014 k

14、vm-amd.ko-rw-r-r- 1 root root 220028 4月 11 2014 kvm-intel.ko-rw-r-r- 1 root root 731076 4月 11 2014 kvm.ko 4.2.4 安装安装KVM2）安装kernel 和initramfs 通过“make install”命令可以安装kernel和initramfs，make install”命令后会将内核和模块的相关文件复制到正确的地方，并且修改引导程序的配置以启用新内核，命令行输出如下： 安装安装KVMrootkvm-host:/xjy/kvm# make installsh ./arch/x86/

15、boot/install.sh 3.18.0+ arch/x86/boot/bzImage System.map /bootrun-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/apt-auto-removal 3.18.0+ /boot/vmlinuz-3.18.0+run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/initramfs-tools 3.18.0+ /boot/vmlinuz-3.18.0+update-initramfs: Generating /boot/initrd.img-3.18.0+run-pa

16、rts: executing /etc/kernel/postinst.d/pm-utils 3.18.0+ /boot/vmlinuz-3.18.0+run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/update-notifier 3.18.0+ /boot/vmlinuz-3.18.0+run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/zz-update-grub 3.18.0+ /boot/vmlinuz-3.18.0+Generating grub configuration file .Warning: Se

17、tting GRUB_TIMEOUT to a non-zero value when GRUB_HIDDEN_TIMEOUT is set is no longer supported.Found linux image: /boot/vmlinuz-3.18.0+Found initrd image: /boot/initrd.img-3.18.0+Found linux image: /boot/vmlinuz-3.18.0+.old 系统启动后，登录进入系统，在通常情况下，系统启动时默认已经加载了kvm 和kvm_intel 这两个模块；如果没有加载，请手动用modprobe 命令依次

18、加载kvm 和kvm_intel 模块。rootkvm-host:/xjy/kvm# modprobe kvmrootkvm-host:/xjy/kvm# modprobe kvm_intelrootkvm-host:/xjy/kvm# lsmod|grep kvmkvm_intel 143060 0 kvm 451511 1 kvm_intel 确认KVM 相关的模块加载成功后，检查/dev/kvm 这个文件，它是KVM内核模块提供给用户空间的QEMU程序使用的一个控制接口，它提供了客户机操作系统运行所需要的模拟和实际的硬件设备环境。rootkvm-host:# ls -l /dev/kvm

19、crw-rw-+ 1 root kvm 10, 232 1月 27 10:05 /dev/kvm 安装安装KVM4.3 编译安装 QEMU最新的QEMU版本在Ubuntu操作系统上可以直接使用命令“apt-get install qemu”进行安装。 在编译安装qemu时，需要以下内容的支持：（1）qemu-kvm-release.tar.gz文件（2）支持VT技术的Intel处理器，或者是SVM支持的AMD处理器（3）QEMU需要以下依赖内容：“zlib”库和头文件，“SDL”库和头文件，“alsa”库和头文件，“guntls”库和头文件，内核头文件。4.3.1 下载 QEMU 源码在内核空

20、间安装加载KVM模块后，需要用户空间的QEMU程序来模拟硬件环境并启动客户机操作系统。QEMU通过直接在宿主CPU上执行客户代码的方式可以获得接近本地的性能，QEMU支持Xen作为Hypervisor的虚拟化，也支持使用KVM内核模块的虚拟化。在使用KVM时，QEMU能虚拟化x86，服务器和嵌入式PowerPC等。下载QEMU的方法有很多种（1）在QEMU官网下载在QEMU的官网http:/wiki.qemu.org/Main_Page上，点击D o w n l o a d 选 项 ， 进 入 页 面 h t t p : / / q e m u -project.org/Download，在该

21、页面上提供着QEMU的源码下载。（2）使用git clone方式下载QEMU源码git clone git:/git.qemu-project.org/qemu.git”，使用该命令可以下载QEMU的最新版本。4.3.2 配置 QEMU可以运行“./configure -help”命令查看配置的一些选项及其帮助信息。执行“./configure”文件进行QEMU的配置：rootkvm-host: /xjy/qemu/qemu-2.2.1# ./configure4.3.3 编译 QEMU配置QEMU后，编译很简单，直接在QEMU的源码目录下执行“make”命令，即可。如不出现错误，即编译成功。

22、成功后，即可进行QEMU的安装。rootkvm-host: /xjy/qemu/qemu-2.2.1# make -j 10在编译时，可以在“make”命令后添加“-j”参数使用多进程编译。4.3.4 安装 QEMU编译完成之后，即可进行QEMU的安装，在QEMU的源码目录执行命令“make install”即可。QEMU在安装过程中的几个主要任务包括：创建QEMU的一些目录，复制一些配置文件到相应目录，复制QEMU的可执行文件到相应的目录。rootkvm-host:/xjy/qemu/qemu-2.2.1/qemu# make install4.4 启动第一个KVM客户机配置QEMU后，编译

23、很简单，直接在QEMU的源码目录下执行“make”命令，即可。如不出现错误，即编译成功。成功后，即可进行QEMU的安装。rootkvm-host: /xjy/qemu/qemu-2.2.1# make -j 10在编译时，可以在“make”命令后添加“-j”参数使用多进程编译。4.4.1 安装客户机步骤（1）创建一个客户机的虚拟硬盘（镜像文件），将来用来存放客户机虚拟操作系统，这个虚拟硬盘是利用Linux文件系统来进行模拟。可以使用多种方式来创建镜像文件，可以使用Linux提供的“dd”命令，也可以使用“qemu-img”命令。（2）准备要安装系统的ISO文件。本例中以Ubuntu12.04为

24、例，以下是系统的ISO文件：rootkvm-host:/xjy/iso# lsubuntu-12.04.2-desktop-amd64.iso win7-x86.iso（3）使用ISO文件安装系统并启动。使用“qemu-system-x86_64”命令安装Ubuntu系统，具体操作如下所示：4.4.2 启动第一个KVM客户机安装好Ubuntu客户机后，就可以使用ubuntu.img镜像文件启动第一个客户机。具体操作如下：rootkvm-host:/xjy/mkimg# qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 1024 -smp 4 -hda ubuntu.img4.

25、5 网络配置在虚拟化技术中，QEMU对客户机也提供了多种类型的网络支持。在QEMU中，主要给客户机提供了以下4种不同模式的网络配置方案：（1）基于网桥（Bridge）的虚拟网卡模式（2）基于NAT（Network Addresss Translation）的虚拟网络模式（3）QEMU内置的用户模式网络（4）直接分配网络设备模式（例如，VT-d）网桥和NAT是基于linux-bridge实现的软件虚拟网络模式，QEMU是QEMU软件虚拟的网络模式。第四种模式是直接物理网卡分配给客户机使用，比如有eth0和eth1两块网卡，直接把eth0这块网卡给某一客户机使用。在QEMU命令行中，采用前三种网络

26、配置方案对客户机网络的配置都是用“-net”参数来进行配置的。QEMU命令行中基本的“-net”参数如下：-net nic ,vlan=n,macaddr=mac,model=type,name=name,addr=addr,vectors=v主要参数说明：-net nic：这个是必须的参数，表明为客户机创建客户机网卡。vlan=n：表示将建立一个新的网卡，并把网卡放入到编号为n的VLAN，默认为0。macaddr=mac：设置网卡的MAC地址，默认会根据宿主机中网卡的地址来分配；若局域网中客户机太多，建议自己设置MAC地址以防止MAC地址冲突。model=type：设置模拟的网卡的类型，默认

27、为rtl8139。name=name：设置网卡的名字，该名称仅在QEMU monitor中可能用到，一般由系统自动分配。addr=addr：设置网卡在客户机中的PCI设备地址为addr。vectors=v：设置该网卡设备的MSI-X向量的数量为v，该选项仅对使用virtio驱动的网卡有效，设置为“vectors=0”是关闭virtio网卡的MSI-X中断方式。4.5.1 网桥模式在QEMU中，网桥模式是一种比较常见的网络连接模式。在这种模式下，客户机和宿主机共享一个物理网络，客户机的IP是独立的，它和宿主机是在同一个网络里面。客户机可以访问外部网络，外部网络也可以访问这台客户机。 在QEMU命

28、令行中，关于网桥模式的网络参数如下：-net tap,vlan=n,name=str,fd=h,ifname=name,script=file,downscript=dfile,helper=helper,sndbuf=nbytes,vnet_hdr=on|off,vhost=on|off,vhostfd=h,vhostforce=on|off主要参数说明如下：-net tap：这个参数是必须的，表示创建一个tap设备。vlan=n：设置该设备VLAN编号，默认值为0。name=str：设置网卡的名字。在QEMU monitor里面用到，一般由系统自动分配。fd=h：连接到现在已经打开着的TA

29、P接口的文件描述符，一般让QEMU会自动创建一个TAP接口。ifname=name：表示tap设备接口名字。script=file：表示host在启动guest时自动执行的脚本，默认为/etc/qemu-ifup；如果不需要执行脚本，则设置为“script=no”。downscript=dfile：表示host在关闭guest时自动执行的脚本，默认值为/etc/qemu-ifdown；如果不需要执行，则设置为“downscript=no”。helper=helper：设置启动客户机时在宿主机中运行的辅助程序，包括去建立一个TAP虚拟设备，它的默认值为/usr/local/libexec/qem

30、u-bridge-helper，一般不用自定义，采用默认值即可。sndbuf=nbytes：限制TAP设备的发送缓冲区大小为n字节，当需要流量进行流量控制时可以设置该选项。其默认值为“sndbuf=0”，即不限制发送缓冲区的大小。练习在宿主机中通过配置来实现网桥方式4.5.2 NAT模式使用NAT模式，就是让客户机借助NAT功能，通过宿主机所在的网络来访问互联网。由于NAT模式下的客户机TCP/IP配置信息是由DHCP服务器提供的，无法进行手工修改，因此客户机也就无法和本局域网中的其他真实主机进行通讯。使用NAT模式进行网络连接，支持宿主机和客户机之间的互访，也支持客户机访问网络。与网桥方式不

31、同的是，当外界访问客户机时NAT就表现出局限性，需要在拥有IP的宿主机上实现端口映射，让宿主机IP的一个端口被重新映射到NAT内网的客户机相应端口上。采用NAT模式最大的优势是客户机接入互联网非常简单，不需要进行任何其他的配置，只需要宿主机能访问互联网即可。练习在宿主机中通过配置来实现NAT方式。4.6 图形显示配置本节介绍KVM中图形界面显示相关配置。显示选项用于定义客户机启动后的显示接口相关类型及属性等，常见的选项如下：-nographic：默认情况下，QEMU使用SDL来显示VGA输出，而此选项用于禁止图形接口。此时，QEMU类似一个简单的命令行程序，其仿真串口设备将被重定向到控制台。-

32、curses：禁止图形接口，并使用curses/ncurses作为交互接口。-alt-grab：使用Ctrl+Alt+Shift组合键抢占和释放鼠标。-ctrl-grab：使用右Ctrl键抢占和释放鼠标。-sdl：启用SDL。-spice option,option,.：启用spice远程桌面协议；其中有许多子选项，具体请参照qemu-kvm的手册。-vga type：指定要仿真的VGA接口类型，常见类型有以下几个：cirrus：Cirrus Logic GD5446显示卡。std：带有Bochs VBE扩展的标准VGA显示卡；4.6 图形显示配置vmware：VMWare SVGA-II兼容

33、的显示适配器；qxl：QXL半虚拟化显示卡；与VGA兼容；在Guest中安装qxl驱动后能以很好的方式工作，在使用spice协议时推荐使用此类型；none：禁用VGA卡。-vnc display,option,option,.：默认情况下，QEMU使用SDL显示VGA输出。使用-vnc选项，可以让qemu监听在VNC上，并将VGA输出重定向至VNC会话。使用此选项时，必须使用-k选项指定键盘布局类型。其中有许多子选项，具体请参照QEMU的手册。4.7 VNC的使用VNC（Virtual Network Computing）是一种图形化的桌面操作系统，它使用RFB（Remote Frame Bu

34、ffer）协议来远程操作另外一台计算机操作系统。VNC软件主要由两个部分组成：VNC server及VNC viewer。4.7 VNC的使用整个VNC运行的工作流程如下：（1）VNC客户端通过浏览器或VNC viewer连接至VNC server。（2）VNC server传送一对话窗口至客户端，要求输入连接密码，以及存取VNC server显示装置。（3）在客户端输入联机密码后，VNC server验证客户端是否具有存取权限。 （4）若是客户端通过VNC server的验证，客户端即要求VNC server显示桌面环境。 （5）VNC server通过X Protocol 要求VNC se

35、rver将画面显示控制权交由VNC server负责。（6）VNC server将来由VNC server的桌面环境利用VNC通信协议送至客户端，并且允许客户端控制VNC server的桌面环境及输入装置。4.7.1 在宿主机中VNC的使用准备两个系统，一个是Ubuntu系统的宿主机A，一个是用来远程连接宿主机的Windows系统B。检查Ubuntu系统是否安装VNC server，在终端窗口输入命令“dpkg -l|grep vnc”查看是否已安装VNC。#rootkvm-host:#rpm -qa |grep vnc(1)在Ubuntu上启动VNC server，并通过如下命令设置启动端口

36、为5900+1=5901的VNC远程桌面服务器。如果第一次启动VNC server，系统会提示设置连接时需要的密码，根据需要设置即可。(1)在Ubuntu上启动VNC server，系统会提示设置连接时需要的密码，根据需要设置即可。(2)在Windows系统B上，安装VNC Viewer客户端软件。(3)在B系统上使用VNC客户端软件远程连接宿主机服务器，基本格式为“IP(hostname): PORT”。(4)输入设置的远程登录的密码“password01”，点击OK，即可远程连接到Ubuntu系统上。4.7.2 在客户机中VNC的使用在QEMU命令行中，在默认情况下，QEMU使用SDL显示

37、VGA输出；但使用-vnc选项，可以让QEMU监听在VNC上，并将VGA输出重定向至VNC会话。在QEMU命令行的VNC参数中，简要介绍以下几个主要的参数：（1）host:N：表示允许从host主机的N号显示窗口来建立TCP连接到客户机上。host表示主机名或者IP地址，它是可选的。如果host值为空，表示Server端可以接受来自任何主机的连接。如果设置host的值，就可以确保只让某一台主机向服务及发起VNC连接请求。一般情况下，QEMU会根据数字N建立对应的TCP端口，端口号为5900+N。（2）None：表示VNC已经被初始化，但是并不在开始时启动。当真正需要启动时，可以通过QEMU monitor中的change命令来启动。（3）Password：表示客户端连接时需要采取基于密码的认证机制。但这里只声明它使用密码。具体密码值需要通过QEMU monitor中的change命令来设置。