3.5.1KVM安装-云计算那些事儿：从IaaS到PaaS进阶(一)

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### 3.5.1 KVM安装：深入虚拟化世界的基石

在云计算的广阔天地中，虚拟化技术无疑是支撑起整个生态的基石之一。KVM（Kernel-based Virtual Machine）作为Linux内核的一部分，以其高效、灵活和开源的特性，在虚拟化领域占据了举足轻重的地位。本章将详细探讨KVM的安装过程，从环境准备到实际部署，带领读者逐步踏入虚拟化技术的殿堂。

#### 3.5.1.1 KVM概述

KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种全虚拟化解决方案，它直接集成到Linux内核中，利用Linux自身的调度器进行管理，因此能够提供更接近硬件的性能。KVM本身只提供CPU和内存的虚拟化，而网络、存储等设备的虚拟化则需要依赖QEMU（Quick EMUlator）等用户空间工具来实现。KVM与QEMU的结合，形成了一套完整的虚拟化解决方案，广泛应用于云计算、大数据处理、测试环境构建等多个领域。

#### 3.5.1.2 环境准备

在进行KVM安装之前，首先需要确保你的系统满足KVM运行的基本条件。以下是一些常见的环境要求：

- **操作系统**：通常，KVM运行在基于Linux内核的操作系统上，如Ubuntu、CentOS等。确保你的系统版本较新，以便支持最新的KVM特性。
- **CPU支持**：KVM依赖于硬件虚拟化技术，如Intel的VT-x或AMD的AMD-V。通过`egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo`命令可以查看你的CPU是否支持这些技术。
- **内存与存储空间**：虚拟化环境会消耗较多的系统资源，因此建议至少分配4GB的RAM和足够的硬盘空间用于虚拟机镜像存储。
- **网络配置**：根据需求配置好网络，确保虚拟机能够访问外部网络或内部网络。

#### 3.5.1.3 安装KVM与QEMU

##### 在Ubuntu上安装

对于Ubuntu系统，你可以通过APT包管理器来安装KVM和QEMU。打开终端，执行以下命令：

```bash
sudo apt update
sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virt-manager
```

这里，`qemu-kvm`是QEMU的包，用于提供用户空间工具和模拟器；`libvirt-daemon-system`和`libvirt-clients`是libvirt的组件，libvirt是一个用于管理虚拟化技术的工具和库集合，它提供了统一的接口来管理KVM、Xen等多种虚拟化技术；`bridge-utils`用于配置和管理网络桥接；`virt-manager`是一个图形界面工具，用于方便地管理虚拟机。

##### 在CentOS上安装

对于CentOS系统，使用YUM或DNF（CentOS 8及以上版本）进行安装：

```bash
sudo yum update
sudo yum install qemu-kvm qemu-img virt-manager libvirt libvirt-python libvirt-client virt-install bridge-utils
```

或者，在CentOS 8及更新版本中，使用DNF：

```bash
sudo dnf update
sudo dnf install qemu-kvm qemu-img virt-manager libvirt libvirt-python libvirt-client virt-install bridge-utils
```

#### 3.5.1.4 配置KVM网络

KVM虚拟机通常需要访问网络，因此配置网络是安装过程中的重要一步。KVM通常使用网络桥接（Bridge Networking）或网络地址转换（NAT Networking）来实现虚拟机与宿主机及外部网络的通信。

##### 创建网络桥接

以Ubuntu为例，你可以使用`brctl`工具（或在新版Linux中使用`ip link`和`ip addr`命令）来创建网络桥接。首先，确保你的网络接口未被其他服务占用，然后执行如下命令：

```bash
sudo brctl addbr br0
sudo brctl addif br0 eth0  # 假设eth0是你的物理网络接口
sudo ip addr del dev eth0 192.168.1.100/24  # 假设这是你原来的IP地址
sudo ip addr add dev br0 192.168.1.100/24
sudo ip link set dev br0 up
sudo ip link set dev eth0 down
sudo ip link set dev eth0 master br0
sudo ip link set dev eth0 up
```

注意：上述命令中的`eth0`需要根据你的实际网络接口名称进行调整。

#### 3.5.1.5 创建并管理KVM虚拟机

安装并配置好KVM环境后，就可以开始创建虚拟机了。你可以使用`virt-install`命令行工具或`virt-manager`图形界面工具来创建虚拟机。

##### 使用`virt-install`创建虚拟机

以下是一个基本的`virt-install`命令示例，用于创建一个名为`myvm`的虚拟机，安装CentOS 7：

```bash
sudo virt-install \
--name myvm \
--memory 1024 \
--vcpus=1 \
--disk path=/var/lib/libvirt/images/myvm.img,size=10 \
--graphics vnc \
--network bridge=br0 \
--cdrom /path/to/CentOS-7-x86_64-Minimal-1810.iso \
--os-type=linux \
--os-variant=centos7.0
```

这个命令会启动一个图形化的VNC会话，你可以通过VNC客户端连接到这个会话来完成操作系统的安装过程。

##### 使用`virt-manager`创建虚拟机

如果你更喜欢图形界面，`virt-manager`是一个很好的选择。启动`virt-manager`后，你可以通过其直观的界面来创建、启动、停止和管理虚拟机。

#### 3.5.1.6 验证与故障排除

安装和配置完成后，应该验证KVM虚拟机的运行状态和网络连接情况。你可以通过`virsh list`命令查看当前运行的虚拟机列表，使用`virsh vncdisplay myvm`获取VNC会话的端口号以连接到虚拟机桌面。

如果遇到问题，可以查看`/var/log/libvirt/qemu/myvm.log`等日志文件来获取错误信息，这有助于快速定位问题原因并进行解决。

#### 3.5.1.7 总结

KVM的安装与配置是踏入云计算虚拟化世界的第一步。通过本章的学习，读者应该能够掌握KVM的基本概念、环境准备、安装步骤、网络配置以及虚拟机的创建与管理。随着对KVM的深入了解和实践，你将能够更加灵活地运用虚拟化技术来构建高效、可扩展的云计算环境。在接下来的章节中，我们将进一步探讨KVM的高级特性、性能优化以及与其他云计算技术的集成应用。

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