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KVM 虚拟化技术与部署

news 2025/8/26 6:49:48

KVM 虚拟化技术与部署（基于 CentOS 7）

一、KVM 虚拟化基础

1. 虚拟化核心概念

  • 定义：在单台物理计算机（宿主机，Host）上虚拟出多个独立逻辑计算机（客户机，Guest），每个客户机可运行不同操作系统，应用程序在隔离空间内互不影响。
  • 核心价值：

节约成本：减少物理硬件采购、维护及能耗支出

提高效率：单 CPU 模拟多 CPU 并行，提升硬件资源利用率，简化 IT 管理。

2. 虚拟化技术分类（按 Hypervisor 架构）

类型

核心特点

代表技术

适用场景

完全虚拟化

无需修改客户机 OS 内核，Hypervisor 直接部署在物理机，依赖硬件虚拟化优化（如 Intel VT-x/AMD-V），性能高

Xen、VMware ESXi、KVM

生产环境，对性能要求高的场景

半虚拟化

需修改客户机 OS 内核以支持虚拟化驱动，基于普通 OS 运行，支持虚拟机嵌套（如 KVM 内再运行 KVM），灵活性强

Xen（早期版本）

开发测试、需要嵌套虚拟化的场景

3. KVM 虚拟化原理

  • 定义：KVM（Kernel-Based Virtual Machine）是 Linux 内核原生支持的完全虚拟化技术，将 Linux 内核转变为 Hypervisor。
  • 核心组件协同：

KVM 内核模块（kvm.ko）：仅负责 CPU 与内存虚拟化，通过硬件辅助技术实现指令拦截与内存地址转换。

Qemu：纯软件模拟器，负责 I/O 虚拟化（存储、网络、显卡等），模拟硬件设备并将指令转译给物理硬件，与 KVM 配合实现完整虚拟化（KVM 负责高性能计算，Qemu 负责 I/O 处理）。

Libvirt：KVM 管理工具集，包含：

    • libvirtd：后台服务，接收并处理 API 请求；
    • API 库：支持开发图形化工具（如 virt-manager）；
    • virsh：命令行工具，用于管理虚拟机生命周期。

二、KVM 部署前置准备（CentOS 7）

1. 硬件与系统要求

项目

要求

内存

≥ 8GB（虚拟机内存分配需预留宿主机资源）

磁盘

≥ 200GB（建议单独分区用于虚拟机存储）

CPU

支持硬件虚拟化（Intel VT-x 或 AMD-V）

系统

CentOS 7，已配置 YUM 源，关闭防火墙与 SELinux

2. 关闭防火墙与 SELinux

# 关闭防火墙并设置开机禁用systemctl stop firewalldsystemctl disable firewalld# 临时关闭 SELinuxsetenforce 0# 永久关闭 SELinux（修改配置文件）vim /etc/selinux/configSELINUX=disabled

3. 磁盘分区与挂载（单独分区用于 KVM 存储）

# 1. 查看磁盘信息（确认待分区磁盘，如 /dev/sdb）parted -l# 2. 分区操作（以 /dev/sdb 为例）parted /dev/sdb# 输入以下命令（交互模式）：(parted) mklabel msdos # 设置分区表类型为 msdos(parted) mkpart primary xfs 0% 100% # 创建主分区，占用全部磁盘空间(parted) quit # 退出# 3. 刷新磁盘分区信息udevadm settle# 4. 格式化分区（XFS 文件系统）mkfs.xfs /dev/sdb1# 5. 查看分区 UUID（用于永久挂载）blkid /dev/sdb1 # 记录 UUID，如：/dev/sdb1: UUID="xxxx-xxxx" TYPE="xfs"# 6. 永久挂载（编辑 /etc/fstab）vim /etc/fstab# 添加以下内容（UUID 替换为实际值，挂载点设为 /kvmdata）UUID=xxxx-xxxx /kvmdata xfs defaults 0 0# 7. 创建挂载点并刷新挂载mkdir -p /kvmdatamount -a# 验证挂载（确认 /dev/sdb1 已挂载到 /kvmdata）df -Th

三、KVM 核心组件安装

1. 安装基础依赖工具

yum -y install vim wget net-tools unzip zip gcc gcc-c++

2. 验证 CPU 虚拟化支持

# 输出 "vmx"（Intel）或 "svm"（AMD）表示支持egrep -o 'vmx|svm' /proc/cpuinfo

3. 安装 KVM 及相关组件

yum -y install \qemu-kvm \qemu-kvm-tools \qemu-img \ # 虚拟机磁盘管理工具virt-manager \ # 图形化管理工具libvirt \ # 虚拟化管理库libvirt-python \ # Python 调用 libvirt 的接口libvirt-client \ # libvirt 客户端工具virt-install \ # 虚拟机创建工具virt-viewer \ # 虚拟机图形化控制台bridge-utils \ # 网桥管理工具libguestfs-tools # 虚拟机磁盘维护工具

4. 配置桥接网络（KVM 虚拟机默认使用 NAT，桥接模式支持外部访问）

（1）复制并修改网桥配置文件
# 进入网卡配置目录cd /etc/sysconfig/network-scripts/# 复制物理网卡配置（以 ens33 为例）作为网桥模板cp ifcfg-ens33 ifcfg-br0
（2）编辑网桥配置（ifcfg-br0）
vim ifcfg-br0# 替换为以下内容（IP 按实际环境修改）TYPE=BridgeBOOTPROTO=noneNAME=br0DEVICE=br0ONBOOT=yesIPADDR=192.168.100.20 # 网桥 IP（与物理网卡同网段）PREFIX=24 # 子网掩码（255.255.255.0）GATEWAY=192.168.100.254 # 网关DNS1=8.8.8.8 # DNS 服务器
（3）修改物理网卡配置（ifcfg-ens33）
vim ifcfg-ens33# 保留以下内容，删除原有 IP 相关配置TYPE=EthernetBOOTPROTO=noneNAME=ens33DEVICE=ens33ONBOOT=yesBRIDGE=br0 # 绑定到网桥 br0
（4）重启网络并验证网桥
# 重启网络服务systemctl restart network# 查看网桥信息（确认 br0 已创建，ens33 已关联）ip abrctl show

5. 启动 KVM 相关服务并验证

# 1. 启动 libvirtd 服务并设置开机自启systemctl restart libvirtdsystemctl enable libvirtd# 2. 验证 KVM 模块加载（输出 kvm、kvm_intel/kvm_amd 表示成功）lsmod | grep kvm# 3. 验证 KVM 安装（无报错即可）virsh -c qemu:///system list # 查看虚拟机列表（初始为空）virsh --version # 查看 virsh 版本virt-install --version # 查看 virt-install 版本# 4. 创建 qemu-kvm 软链接（方便调用）ln -s /usr/libexec/qemu-kvm /usr/bin/qemu-kvm# 验证软链接ll /usr/bin/qemu-kvm

四、KVM Web 管理界面部署（webvirtmgr）

1. 安装 webvirtmgr 依赖包

yum -y install git python-pip libvirt-python libxml2-python python-websockify supervisor nginx python-devel

2. 从 GitHub 下载 webvirtmgr 源码

# 进入源码目录cd /usr/local/src/# 克隆代码（若克隆失败，需配置网络代理）git clone https://github.com/retspen/webvirtmgr.git

3. 安装 webvirtmgr 依赖库

# 进入 webvirtmgr 目录cd /usr/local/src/webvirtmgr/# 安装依赖（--trusted-host 解决 pip 源信任问题）pip --trusted-host pypi.python.org install -r requirements.txt

4. 验证 SQLite3 安装（webvirtmgr 依赖 SQLite 存储数据）

# 进入 Python 命令行python# 输入以下命令，无报错表示安装成功import sqlite3exit() # 退出 Python

5. 初始化 webvirtmgr 管理员账号

cd /usr/local/src/webvirtmgr/# 执行初始化命令python manage.py syncdb# 交互配置（按提示输入）：Would you like to create one now? (yes/no): yes # 选择创建超级管理员Username (leave blank to use 'root'): # 管理员用户名（默认 root，可自定义）Email address: admin@example.com # 管理员邮箱（自定义）Password: # 管理员密码（输入时不显示）Password (again): # 再次确认密码

6. 配置 webvirtmgr 目录与权限

# 1. 复制 webvirtmgr 到 Nginx 网站根目录cp -r /usr/local/src/webvirtmgr/ /var/www/# 2. 修改目录属主为 Nginx 用户chown -R nginx.nginx /var/www/webvirtmgr/

7. 配置 SSH 免密登录（webvirtmgr 与 KVM 宿主机通信）

# 1. 生成 SSH 密钥（一路回车默认即可）ssh-keygen# 2. 分发公钥到 KVM 宿主机（本地部署，目标 IP 为宿主机 IP）ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@192.168.100.20# 3. 配置 Nginx 用户免密登录（webvirtmgr 运行用户为 nginx）su - nginx -s /bin/bash # 切换到 nginx 用户（使用 bash shell）ssh-keygen # 生成 nginx 用户的 SSH 密钥touch ~/.ssh/config# 添加 SSH 配置（跳过主机密钥检查）echo -e "StrictHostKeyChecking=no\nUserKnownHostsFile=/dev/null" >> ~/.ssh/configchmod 0600 ~/.ssh/config # 设置文件权限（必须 600）# 分发 nginx 用户公钥到宿主机ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@192.168.100.20# 验证免密登录（无密码登录成功即可）ssh root@192.168.100.20exit # 退出 nginx 用户

8. 配置 Nginx 服务

（1）备份并修改 Nginx 主配置
# 备份默认配置cp /etc/nginx/nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf.bak# 编辑主配置vim /etc/nginx/nginx.conf# 修改以下内容：1. 删除 "listen [::]:80;" 行（避免 IPv6 端口冲突）2. 将 "server_name _;" 改为 "server_name localhost;"3. 删除 "root /usr/share/nginx/html;" 行4. 在 "include /etc/nginx/default.d/*.conf;" 下添加：location / {root html;index index.html index.htm;}5. 在 "pid /run/nginx.pid;" 下添加（解决 "Too many open files" 错误）：worker_rlimit_nofile 655350;
（2）配置 Nginx 虚拟主机（webvirtmgr）
vim /etc/nginx/conf.d/webvirtmgr.conf# 添加以下内容：server {listen 80 default_server; # 监听 80 端口（默认站点）server_name $hostname;# 静态文件目录（webvirtmgr 静态资源）location /static/ {root /var/www/webvirtmgr/webvirtmgr;expires max; # 静态文件缓存最大化}# 反向代理到 webvirtmgr 服务（8000 端口）location / {proxy_pass http://127.0.0.1:8000;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-for $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_set_header Host $host:$server_port;proxy_set_header X-Forwarded-Proto $remote_addr;proxy_connect_timeout 600; # 连接超时时间proxy_read_timeout 600; # 读取超时时间proxy_send_timeout 600; # 发送超时时间client_max_body_size 1024M; # 允许上传最大文件大小（适配 ISO 镜像）}}

9. 配置 Supervisor（管理 webvirtmgr 进程）

# 编辑 Supervisor 配置文件vim /etc/supervisord.conf# 在文件末尾添加以下内容：[program:webvirtmgr]command=/usr/bin/python2 /var/www/webvirtmgr/manage.py run_gunicorn -c /var/www/webvirtmgr/conf/gunicorn.conf.pydirectory=/var/www/webvirtmgr # 工作目录autostart=true # 开机自启autorestart=true # 进程异常时自动重启logfile=/var/log/supervisor/webvirtmgr.log # 日志文件log_stderr=true # 错误日志重定向user=nginx # 运行用户[program:webvirtmgr-console]command=/usr/bin/python2 /var/www/webvirtmgr/console/webvirtmgr-consoledirectory=/var/www/webvirtmgrautostart=trueautorestart=truestdout_logfile=/var/log/supervisor/webvirtmgr-console.logredirect_stderr=trueuser=nginx

10. 配置系统文件打开数（解决连接数限制）

vim /etc/security/limits.conf# 在文件末尾添加：* soft nofile 655350 # 软限制（默认生效）* hard nofile 655350 # 硬限制（最大限制）

11. 启动服务并验证

# 1. 重启 Nginx、Supervisor、libvirtd 服务systemctl restart nginxsystemctl restart supervisordsystemctl restart libvirtd# 2. 设置服务开机自启systemctl enable nginxsystemctl enable supervisord# 3. 查看端口（确认 80、8000 端口已监听）ss -antl

五、KVM Web 界面使用（webvirtmgr）

1. 访问 Web 管理界面

  • 浏览器输入 KVM 宿主机 IP：http://192.168.100.20
  • 登录：输入初始化时创建的管理员账号与密码

2. 初始化配置（创建存储池与网络）

（1）创建存储池（用于存放虚拟机磁盘与 ISO 镜像）
  1. 登录后点击左侧 “Storage Pools” → “New Storage Pool”；
  1. 配置：
    • Name：自定义名称（如 kvm_storage）；
    • Type：选择 “Directory”；
    • Path：输入 /kvmdata（之前挂载的单独分区）；
  1. 点击 “Create” 完成创建。

（2）上传 ISO 镜像（虚拟机安装介质）
  1. 进入存储池（kvm_storage）→ 点击 “Upload”；
  1. 选择本地 ISO 镜像（如 CentOS 7 镜像），上传到 /kvmdata 目录；
    • 若 Web 上传慢，可通过 lrzsz 工具在宿主机上传：
yum -y install lrzszcd /kvmdatarz # 选择本地 ISO 镜像上传

（3）创建虚拟网络（使用桥接网络 br0）
  1. 点击左侧 “Networks” → “New Network”；
  1. 配置：
    • Name：自定义名称（如 br0_network）；
    • Type：选择 “Routed” 或 “Bridge to LAN”；
    • Bridge：选择 br0（之前配置的桥接网卡）；

  1. 点击 “Create” 完成。

3. 创建虚拟机

  1. 点击左侧 “Instances” → “New Instance”；
  2. 按向导配置：
    • Name：虚拟机名称（如 centos7-vm）；
    • Memory：内存大小（如 2048MB）；
    • VCPUs：CPU 核心数（如 2）；
    • Storage：选择存储池，设置磁盘大小（如 20GB）；
    • ISO Image：选择上传的 ISO 镜像；
    • Network：选择创建的桥接网络 br0_network；

  1. 点击 “Create” 启动虚拟机，进入安装界面（与物理机安装系统一致）。

六、常见问题解决

1. 访问 Web 界面报错 “Too many open files”

  • 原因：Nginx 或系统文件打开数限制不足；
  • 解决：已在步骤四中配置 worker_rlimit_nofile 与 /etc/security/limits.conf，重启服务即可。

2. 虚拟机无法通过桥接网络联网

  • 检查：brctl show 确认 ens33 已关联到 br0；
  • 解决：重启网络服务 systemctl restart network，重新创建虚拟网络并选择 br0。

3. webvirtmgr 无法连接 libvirtd 服务

  • 检查：systemctl status libvirtd 确认服务正常；
  • 解决：配置 libvirt 远程访问权限：
vim /etc/polkit-1/localauthority/50-local.d/50-libvirt-remote-access.pkla# 添加以下内容：[Remote libvirt SSH access]Identity=unix-user:rootAction=org.libvirt.unix.manageResultAny=yesResultInactive=yesResultActive=yes# 修改权限并重启服务chown -R root.root /etc/polkit-1/localauthority/50-local.d/50-libvirt-remote-access.pklasystemctl restart libvirtd

http://www.dtcms.com/a/349650.html

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