虛擬化技術(shù)深入了解openEuler中KVM虛擬化部署02KVM虛擬化的硬件與組件安裝虛擬化環(huán)境安裝最低硬件要求安裝虛擬化核心組件部署KVM虛擬化解決方案需要部署QEMU、Libvirt和KVM組件。KVM是openEuler內(nèi)核模塊的一部分，只要確保openEuler能夠調(diào)用它即可，因此不需要單獨(dú)安裝，而QEMU和Libvirt需要手動(dòng)安裝。具體流程如圖所示。安裝虛擬化核心組件（1）驗(yàn)證openEuler是否支持KVM虛擬化?？赏ㄟ^(guò)查看openEuler內(nèi)核是否支持KVM虛擬化，即查看/dev/kvm和/sys/module/kvm文件是否存在，驗(yàn)證openEuler是否支持KVM虛擬化。若上述文件存在，說(shuō)明openEuler內(nèi)核支持KVM虛擬化。若上述文件不存在，則說(shuō)明openEuler內(nèi)核編譯時(shí)未開(kāi)啟KVM虛擬化，需要更換為支持KVM虛擬化的openEuler內(nèi)核。（2）安裝QEMU和Libvirt。安裝QEMU和Libvirt可直接使用yum命令。虛擬機(jī)鏡像文件包含可以直接啟動(dòng)并使用的操作系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)上部署的應(yīng)用軟件。通過(guò)鏡像文件可以在分鐘級(jí)別完成虛擬機(jī)的部署，大大提高了虛擬機(jī)的部署效率。常見(jiàn)格式鏡像作用準(zhǔn)備虛擬機(jī)鏡像文件常見(jiàn)虛擬機(jī)鏡像文件有.raw格式和.qcow2格式。.raw指裸格式，創(chuàng)建該格式文件時(shí)就需要指定存儲(chǔ)容量，不支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，不支持快照，但性能較好。.qcow2格式文件具有占用更小的空間、支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容、支持壓縮、支持AES加密、支持快照等特性，但性能略遜于.raw格式文件。參數(shù)說(shuō)明imgFormat用于設(shè)置鏡像格式，取值為raw、qcow2等f(wàn)ileOption用于設(shè)置鏡像文件的特性，如指定后端鏡像文件、壓縮、加密等特性fileName用于設(shè)置文件名稱diskSize用于指定塊磁盤設(shè)備的大小，支持的單位有K、M、G、T，分別代表KB、MB、GB、TB使用qemu-img工具的create命令可創(chuàng)建鏡像文件，命令格式為：qemu-imgcreate-f<imgFormat>-o<fileOption><fileName><diskSize>04030102使用qemu-img工具修改鏡像磁盤空間大小，命令為$qemu-imgresize[+|-]。其中imgFiLeName為鏡像名稱，“+”和“-”分別表示需要增加或減小的鏡像磁盤空間大小，單位為K、M、G、T，代表KB、MB、GB、TB。需求背景可以使用qemu-imginfo命令查詢當(dāng)前虛擬機(jī)鏡像磁盤空間大小。例如，查詢openEuler-image.qcow2鏡像磁盤空間大小的命令為[root@openeuler~]#qemu-imginfoopenEuler-image.qcow2，通過(guò)該命令可以了解鏡像的當(dāng)前磁盤空間大小。修改鏡像磁盤空間大小修改命令查詢示例當(dāng)虛擬機(jī)需要更大的磁盤空間時(shí)，就需要修改虛擬機(jī)鏡像磁盤空間的大小。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，虛擬機(jī)可能需要存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，因此需要對(duì)磁盤空間進(jìn)行擴(kuò)展。修改示例將openEuler-image.qcow2鏡像磁盤空間大小從4GB擴(kuò)展到24GB，即在原來(lái)4GB基礎(chǔ)上增加20GB，使用命令[root@openeuler~]#qemu-imgresizeopenEuler-image.qcow2+20G。修改完成后，再使用qemu-imginfo命令查詢修改后的鏡像磁盤空間大小。為了使虛擬機(jī)可以與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，需要為虛擬機(jī)配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。虛擬機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，可能需要與外部服務(wù)器、客戶端等進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此網(wǎng)絡(luò)配置是必不可少的。合理的網(wǎng)絡(luò)配置可以提高虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)性能，確保數(shù)據(jù)的快速傳輸。不同的網(wǎng)絡(luò)配置方式對(duì)虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)性能有不同的影響，需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化。通信需求支持類型性能影響選擇依據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置重要性KVM虛擬化支持Linux網(wǎng)橋等多種類型的網(wǎng)橋和OpenvSwitch。這些不同類型的網(wǎng)絡(luò)配置方式可以滿足不同用戶的需求，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。用戶可以根據(jù)情況選擇搭建網(wǎng)橋的類型。例如，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，Linux網(wǎng)橋可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇；而對(duì)于需要更復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)功能和自動(dòng)化編排的場(chǎng)景，OpenvSwitch可能更合適。Linux網(wǎng)橋通常通過(guò)brctl工具管理，首先要安裝bridge-utils軟件包，使用[root@openeuler~]#yuminstall-ybridge-utils。該軟件包提供了brctl工具，用于網(wǎng)橋的創(chuàng)建、管理等操作。使用brctladdbr命令創(chuàng)建網(wǎng)橋，例如[root@openeuler~]#brctladdbrbr0。創(chuàng)建網(wǎng)橋是搭建Linux網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)的第一步，為后續(xù)的網(wǎng)卡綁定等操作提供基礎(chǔ)。搭建Linux網(wǎng)橋網(wǎng)橋創(chuàng)建工具安裝選項(xiàng)說(shuō)明addbr創(chuàng)建網(wǎng)橋delbr刪除網(wǎng)橋addif將網(wǎng)卡接口接入網(wǎng)橋delif刪除網(wǎng)橋接入的網(wǎng)卡接口show查詢網(wǎng)橋信息Linux網(wǎng)橋通常通過(guò)brctl工具管理，brctl命令格式為：brctl[選項(xiàng)]<bridge>

其中，各選項(xiàng)及說(shuō)明如表所示：搭建Linux網(wǎng)橋02030104使用OpenvSwitch提供虛擬網(wǎng)絡(luò)，需要安裝OpenvSwitch網(wǎng)絡(luò)虛擬化組件，使用[root@openeuler~]#yuminstall-yopenvswitch-kmod和[root@openeuler~]#yuminstall-yopenvswitch。安裝這些組件是搭建OpenvSwitch網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。服務(wù)啟動(dòng)搭建OpenvSwitch使用ovs-vsctladd-br命令創(chuàng)建OpenvSwitch虛擬交換機(jī)，例如[root@openeuler~]#ovs-vsctladd-brbr0。創(chuàng)建交換機(jī)是OpenvSwitch網(wǎng)絡(luò)配置的重要步驟。網(wǎng)卡添加與IP設(shè)置用[root@openeuler~]#ovs-vsctladd-portbr0eth0將物理網(wǎng)卡eth0添加到br0。eth0連交換機(jī)后無(wú)需IP地址，用[root@openeuler~]#ifconfigeth00.0.0.0設(shè)置其IP為0.0.0.0。之后為openvSwitch網(wǎng)橋br0分配IP：有DHCP服務(wù)器用dhclient設(shè)置動(dòng)態(tài)IP；無(wú)則配置靜態(tài)IP，如192.168.1.2。交換機(jī)創(chuàng)建組件安裝啟動(dòng)OpenvSwitch服務(wù)，使用[root@openeuler~]#systemctlstartopenvswitch。啟動(dòng)服務(wù)后，才能進(jìn)行后續(xù)的交換機(jī)創(chuàng)建和配置等操作。搭建OpenvSwitch底層開(kāi)發(fā)配置文件實(shí)現(xiàn)原理XML格式的配置文件具有良好的通用性，不同的虛擬化管理工具都可以識(shí)別和處理，方便在不同環(huán)境中使用。通用性Libvirt工具采用XML格式的文件來(lái)描述虛擬機(jī)的特征，包括虛擬機(jī)的名稱、CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)卡等各種信息。XML的結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)使得配置信息清晰易讀。創(chuàng)建虛擬機(jī)的多種方法，如KVM自帶命令行工具、virsh命令、virt-manager等，基本上都是通過(guò)開(kāi)源的Libvirt來(lái)開(kāi)發(fā)的。Libvirt是實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)配置的核心工具。用戶可以通過(guò)修改XML配置文件來(lái)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行管理，如調(diào)整資源分配、添加或刪除設(shè)備等。XML描述管理方式配置文件設(shè)置流程設(shè)置虛擬機(jī)配置文件的流程

domain：XML配置文件的根元素，用于配置運(yùn)行此虛擬機(jī)的hypervisor的類型。（屬性type為虛擬化中虛擬機(jī)的類型。openEuler虛擬化中的屬性值為kvm。）

name：虛擬機(jī)的名稱。XML配置文件格式（1）計(jì)算配置。虛擬機(jī)的名稱為一個(gè)字符串，同一個(gè)主機(jī)上的虛擬機(jī)名稱不能重復(fù)，虛擬機(jī)的名稱由數(shù)字、字母、“_”“－”“:”中的一種或多種組成，但不支持全數(shù)字的字符串，且虛擬機(jī)名稱不超過(guò)64個(gè)字符。虛擬CPU和虛擬內(nèi)存的常用配置包含以下元素。

①vcpu：虛擬處理器的個(gè)數(shù)。

②memory：虛擬內(nèi)存的大小。（屬性u(píng)nit：指定內(nèi)存單位，屬性值支持KiB、MiB、GiB、TiB等。）

③cpu：虛擬處理器模式。（屬性mode：表示虛擬CPU的模式。）

④子元素topology：元素cpu的子元素，用于描述虛擬CPU模式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。子元素topology的屬性socket、cores、threads分別描述了虛擬機(jī)具有多少個(gè)cpusocket，每個(gè)cpusocket中包含多少個(gè)處理器核心（Core），每個(gè)處理器核心具有多少個(gè)超線程（Thread），屬性值為正整數(shù)且三者的乘積等于虛擬CPU的個(gè)數(shù)。

⑤子元素model：元素cpu的子元素，當(dāng)mode為custom時(shí)用于描述CPU的模型。

⑥子元素feature：元素cpu的子元素，當(dāng)mode為custom時(shí)用于描述某一特性的使能情況。其中，屬性name表示特性的名稱，屬性policy表示某一特性的使能控制策略。

force：表示強(qiáng)制使能某一特性，無(wú)論主機(jī)CPU是否支持某一特性。

require：表示使能某一特性，當(dāng)主機(jī)CPU不支持這一特性并且hypervisor不支持模擬這一特性時(shí)，創(chuàng)建虛擬機(jī)失敗。

optional：表示某一特性的使能情況與主機(jī)上某一特性的使能情況保持一致。

disable：禁用某一特性。

forbid：禁用某一特性，當(dāng)主機(jī)支持這一特性時(shí)創(chuàng)建虛擬機(jī)失敗。

XML配置文件格式（2）存儲(chǔ)設(shè)備配置。XML配置文件可以配置虛擬存儲(chǔ)設(shè)備信息，包括軟盤、磁盤、光盤等存儲(chǔ)介質(zhì)及其存儲(chǔ)類型等信息，下面介紹存儲(chǔ)設(shè)備的配置方法。元素屬性含義屬性值及其含義disktype指定后端存儲(chǔ)介質(zhì)類型block：塊設(shè)備file：文件設(shè)備dir：目錄路徑device指定呈現(xiàn)給虛擬機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)disk：磁盤（默認(rèn)）floppy：軟盤cdrom：光盤disk常見(jiàn)的屬性子元素子元素含義屬性說(shuō)明source指定后端存儲(chǔ)介質(zhì)，與disk元素的屬性type指定類型相對(duì)應(yīng)file：對(duì)應(yīng)file類型，值為對(duì)應(yīng)文件的完全限定路徑dev：對(duì)應(yīng)block類型，值為對(duì)應(yīng)主機(jī)設(shè)備的完全限定路徑dir：對(duì)應(yīng)dir類型，值為用作磁盤目錄的完全限定路徑driver指定后端驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)信息type：磁盤格式的類型，常用的有.raw和.qcow2，需要與source的格式一致io：磁盤I/O模式，支持“native”和“threads”值cache：磁盤的cache模式，可選值有“none”“writethrough”“directsync”等iothread：指定為磁盤分配的I/O線程target指磁盤呈現(xiàn)給虛擬機(jī)的總線和設(shè)備dev：指定磁盤的邏輯設(shè)備名稱，如SCSI、SATA、USB類型總線常用命名習(xí)慣為sd[a-p]，IDE類型設(shè)備磁盤常用命名習(xí)慣為hd[a-d]bus：指定磁盤設(shè)備的類型，常見(jiàn)的有“scsi”“usb”“sata”“virtio”等類型boot表示此磁盤可以作為啟動(dòng)盤使用order：指定磁盤的啟動(dòng)順序readonly表示磁盤具有只讀屬性，磁盤內(nèi)容不可以被虛擬機(jī)修改，通常與光驅(qū)結(jié)合使用

disk常見(jiàn)子元素及子元素屬性XML配置文件格式（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置。通過(guò)XML配置文件可以配置虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括ethernet模式、bridge模式、vhostuser模式等，下面介紹虛擬網(wǎng)卡設(shè)備的配置方法。XML配置文件中使用元素interface的屬性type表示虛擬網(wǎng)卡的模式，可選的值有ethernet、bridge、vhostuser等bridge模式虛擬網(wǎng)卡常用子元素及其屬性XML配置文件格式（4）總線配置。總線是計(jì)算機(jī)各個(gè)部件之間進(jìn)行信息通信的通道。外部設(shè)備需要掛載到對(duì)應(yīng)的總線上，每個(gè)設(shè)備都會(huì)被分配一個(gè)唯一地址（由子元素address指定），通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)完成與其他設(shè)備或CPU的信息交換。常見(jiàn)的設(shè)備總線有ISA總線、PCI總線、USB總線、SCSI總線、PCIe總線。PCIe總線是一種典型的樹(shù)結(jié)構(gòu)，具有比較好的擴(kuò)展性，總線之間通過(guò)控制器關(guān)聯(lián)，這里以PCIe總線為例介紹如何為虛擬機(jī)配置總線拓?fù)?。在Libvirt的XML配置中，每個(gè)控制器元素（控制器controller）可以表示一個(gè)總線，根據(jù)虛擬機(jī)架構(gòu)的不同，一個(gè)控制器上通?？梢話燧d一個(gè)或多個(gè)控制器或設(shè)備。這里介紹控制器元素常用的屬性和子元素。

屬性type：控制器必選屬性，表示總線類型，常用取值有pci、usb、scsi、virtio-serial、fdc、ccid。

屬性index：控制器必選屬性，表示控制器的總線bus編號(hào)（編號(hào)從0開(kāi)始），可以在地址元素address中使用。

屬性model：控制器必選屬性，表示控制器的具體型號(hào)，其可取的值與控制器類型type的值相關(guān)。

子元素address：為設(shè)備或控制器指定其在總線網(wǎng)絡(luò)中的掛載位置。子元素address的屬性type用于表示設(shè)備地址類型，常用取值有pci、usb、drive。子元素address的type類型不同，對(duì)應(yīng)的含義也不同。

子元素model：控制器具體型號(hào)的名稱。子元素model的屬性name用于指定控制器具體型號(hào)的名稱，和父元素controller中的屬性model對(duì)應(yīng)。XML配置文件格式虛擬機(jī)不同狀態(tài)及轉(zhuǎn)換規(guī)則虛擬機(jī)生命周期介紹虛擬機(jī)主要有未定義、關(guān)閉、運(yùn)行、暫停、保存、崩潰等幾種狀態(tài)。這些狀態(tài)反映了虛擬機(jī)在不同階段的運(yùn)行情況，對(duì)于合理管理虛擬機(jī)具有重要意義。在Libvirt中，通過(guò)Name、UUID、ID表示虛擬機(jī)的標(biāo)識(shí)，可對(duì)特定虛擬機(jī)進(jìn)行操作。這些標(biāo)識(shí)是唯一的，確保了在同一主機(jī)上可以準(zhǔn)確地識(shí)別和管理每個(gè)虛擬機(jī)。狀態(tài)種類虛擬機(jī)狀態(tài)概述狀態(tài)意義狀態(tài)標(biāo)識(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)換了解虛擬機(jī)的不同狀態(tài)有助于用戶更好地管理虛擬機(jī)，根據(jù)不同狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的操作。例如，在虛擬機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，可以進(jìn)行啟動(dòng)操作；在虛擬機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可以進(jìn)行監(jiān)控和管理操作。虛擬機(jī)不同狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)換，但必須滿足一定規(guī)則。這些規(guī)則確保了虛擬機(jī)的正常運(yùn)行和管理，避免了因狀態(tài)轉(zhuǎn)換不當(dāng)而導(dǎo)致的問(wèn)題。與暫停狀態(tài)類似，其運(yùn)行狀態(tài)被保存在持久性存儲(chǔ)介質(zhì)中，可以恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。保存狀態(tài)可以在需要時(shí)將虛擬機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)保存下來(lái)，以便在后續(xù)恢復(fù)使用。保存虛擬機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，正在執(zhí)行各種任務(wù)。在運(yùn)行狀態(tài)下，可以對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行監(jiān)控、管理和配置等操作。運(yùn)行虛擬機(jī)具體狀態(tài)虛擬機(jī)運(yùn)行被掛起，其運(yùn)行狀態(tài)被臨時(shí)保存在內(nèi)存中，可以恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。暫停狀態(tài)通常用于臨時(shí)停止虛擬機(jī)的運(yùn)行，以便進(jìn)行一些維護(hù)操作暫停虛擬機(jī)已經(jīng)被定義但未運(yùn)行，或者虛擬機(jī)被終止。關(guān)閉狀態(tài)的虛擬機(jī)無(wú)ID標(biāo)識(shí)，此時(shí)可以進(jìn)行啟動(dòng)、刪除等操作關(guān)閉虛擬機(jī)未定義或未創(chuàng)建，即Libvirt認(rèn)為該虛擬機(jī)不存在。在這種狀態(tài)下，虛擬機(jī)沒(méi)有任何配置信息，也無(wú)法進(jìn)行任何操作。未定義通常由于內(nèi)部錯(cuò)誤導(dǎo)致虛擬機(jī)崩潰，不可恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)崩潰狀態(tài)轉(zhuǎn)換可能會(huì)對(duì)虛擬機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，例如在轉(zhuǎn)換過(guò)程中可能會(huì)丟失一些數(shù)據(jù)或?qū)е绿摂M機(jī)出現(xiàn)故障。因此，在進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，需要謹(jǐn)慎操作，并做好數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)工作。轉(zhuǎn)換監(jiān)控轉(zhuǎn)換示例轉(zhuǎn)換影響虛擬機(jī)不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換必須滿足一定規(guī)則，例如從關(guān)閉狀態(tài)可以轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)，從運(yùn)行狀態(tài)可以轉(zhuǎn)換為暫停、保存或關(guān)閉狀態(tài)等。這些規(guī)則確保了虛擬機(jī)的正常運(yùn)行和管理，避免了因狀態(tài)轉(zhuǎn)換不當(dāng)而導(dǎo)致的問(wèn)題。轉(zhuǎn)換規(guī)則虛擬機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換例如，當(dāng)需要暫停虛擬機(jī)時(shí)，可以使用相應(yīng)的命令將其從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為暫停狀態(tài)；當(dāng)需要恢復(fù)虛擬機(jī)時(shí)，可以使用相應(yīng)的命令將其從暫停狀態(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò)監(jiān)控工具實(shí)時(shí)監(jiān)控虛擬機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。監(jiān)控工具可以提供詳細(xì)的狀態(tài)信息和轉(zhuǎn)換日志，幫助管理員更好地管理虛擬機(jī)。04030102具備管理員權(quán)限，因?yàn)関irsh命令涉及到對(duì)虛擬機(jī)的重要操作，需要有足夠的權(quán)限才能執(zhí)行。管理員權(quán)限可以確保操作的安全性和可靠性。virsh命令使用條件查詢狀態(tài)準(zhǔn)備好虛擬機(jī)XML配置文件，該文件包含了虛擬機(jī)的各種配置信息，如CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等。在使用virsh命令創(chuàng)建、定義或修改虛擬機(jī)時(shí)，需要使用該配置文件。權(quán)限要求配置文件執(zhí)行虛擬機(jī)生命周期操作之前，需要查詢虛擬機(jī)狀態(tài)以確定可以執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。這是因?yàn)椴煌牟僮餍枰诓煌臓顟B(tài)下才能執(zhí)行，例如啟動(dòng)操作需要在關(guān)閉狀態(tài)下執(zhí)行，而關(guān)閉操作需要在運(yùn)行狀態(tài)下執(zhí)行。命令格式virsh命令格式為virsh，各參數(shù)含義明確，用于管理虛擬機(jī)生命周期。通過(guò)正確使用命令格式，可以準(zhǔn)確地執(zhí)行各種操作。常見(jiàn)virsh命令其他vir