虚拟化技术实践指南：KVM 与 VMware ESXi 部署全流程

虚拟化技术实践指南：KVM 与 VMware ESXi 部署全流程

在现代 IT 架构中，虚拟化技术是资源高效利用、业务灵活扩展的核心支撑。本文将结合实战操作，详细讲解 KVM（基于 Linux 的开源虚拟化）与 VMware ESXi（企业级虚拟化平台）的部署、配置及核心功能使用，涵盖从环境准备到虚拟机管理的全流程，适合运维工程师与虚拟化技术学习者参考。

KVM 虚拟化实践：从基础安装到命令行管理

KVM（Kernel-based Virtual Machine）是 Linux 内核自带的虚拟化模块，依托 virsh、virt-install 等工具实现虚拟机全生命周期管理，支持图形化与纯命令行两种操作模式，兼顾易用性与灵活性。

KVM 图形界面基础操作（virt-manager）

调出 virt-manager 与镜像准备

• 两种启动方式
  • 图形界面：通过系统菜单找到「Virtual Machine Manager」直接打开；
  • 命令行：登录 KVM 主机后执行 virt-manager 命令唤起图形界面。
• 镜像上传与存储
  1. 连接 KVM 主机（以 KVM1 为例，IP：192.168.108.101），创建镜像存储目录：mkdir /iso；
  2. 使用 SFTP 工具（如 MobaXterm）将系统镜像（如 Windows 7、CentOS 7）上传至 /iso 目录；
  3. 验证镜像：cd /iso && ls，确认镜像文件存在。

图形化创建虚拟机（以 Windows 7 为例）

1. 新建虚拟机：打开 virt-manager 后点击「New VM」，选择「Local install media (ISO image or CDROM)」；
2. 选择镜像与系统类型：点击「Browse」定位到 /iso 目录下的 Windows 7 镜像，系统类型自动识别为「Microsoft Windows 7」；
3. 配置硬件资源
   • 内存：建议分配 4096 MiB（4GB），根据主机剩余内存调整；
   • CPU：设置 2 核，不超过主机物理 CPU 核心数；
   • 存储：创建 40 GiB 磁盘，默认存储路径为 /var/lib/libvirt/images/（可自定义路径）；
4. 完成安装：设置虚拟机名称为「win7」，勾选「Customize configuration before install」（可选），点击「Finish」后按常规 Windows 7 安装流程操作（需激活内置 Administrator 账户时，可在安装界面按 Shift+F10 调出 CMD，执行 lusrmgr.msc 取消「账户已禁用」勾选）。

KVM 命令行进阶：纯文本实现虚拟机全管理

命令行操作适用于无图形界面的服务器环境，核心工具为 virsh（KVM 管理命令集）与 virt-install（虚拟机创建工具），以下为关键操作场景。

命令行创建虚拟机（以 CentOS 7 为例）

1. 创建磁盘文件

   ：先指定磁盘存储路径（如

   /disk
   

   ），创建 20 GiB 的 qcow2 格式磁盘：

   mkdir /disk
   qemu-img create -f qcow2 /disk/vm3.qcow2 20G
   

   • 验证磁盘：qemu-img info /disk/vm3.qcow2，确认文件格式与大小无误。

2. 通过 virt-install 部署虚拟机

   virt-install --name vm3 \--memory 2048 \--vcpus 1 \--disk path=/disk/vm3.qcow2 \--location /iso/CentOS-7-x86_64-Minimal-1810.iso \--network network=default \--noautoconsole \--vnclisten=0.0.0.0 \--vncport=5903 \--vnc
   

   • 参数说明：
     • --name：虚拟机名称（vm3）；
     • --memory：内存分配（2048 MiB）；
     • --location：镜像路径；
     • --vnclisten/--vncport：开启 VNC 远程管理，允许通过 192.168.108.101:5903 连接虚拟机控制台。

虚拟机状态管理与快照操作

• 基础状态控制：

  功能	命令
  启动虚拟机	virsh start vm3
  关闭虚拟机	virsh shutdown vm3（正常关机）
  强制关机	virsh destroy vm3（类似拔电源）
  挂起 / 恢复	virsh suspend vm3 / virsh resume vm3
  查看虚拟机列表	virsh list（运行中）/ virsh list --all（所有状态）

• 快照创建与还原（核心需求）：

  1. 拍摄快照

     ：为运行中的 vm3 创建名为「vm3_init」的快照，添加描述便于识别：

     virsh snapshot-create-as --domain vm3 --name vm3_init --description "Initial configuration of vm3"
     

  2. 查看快照

     ：确认快照创建成功：

     virsh snapshot-list --domain vm3
     

  3. 还原快照

     ：将 vm3 恢复到快照状态（运行中虚拟机会先关机，需提前备份当前数据）：

     virsh snapshot-revert --domain vm3 --snapshotname vm3_init
     

  4. 删除快照

     （可选）：删除无用快照释放空间：

     virsh snapshot-delete --domain vm3 --snapshotname vm3_init
     

KVM 共享存储配置（NFS）

为实现多 KVM 节点（如 KVM1、KVM2）共享虚拟机磁盘，需搭建 NFS 服务器，避免单点存储故障，同时支持虚拟机热迁移。

NFS 服务器配置（IP：192.168.108.100）

1. 安装 NFS 服务：yum install -y nfs-utils（CentOS/RHEL 系统）；

2. 创建共享目录：mkdir /nfs，设置权限：chmod 755 /nfs；

3. 配置 exports 文件

   ：编辑

   /etc/exports
   

   ，添加共享规则：

   /nfs *(rw,no_root_squash,no_subtree_check)
   

   • 规则说明：* 允许所有网段访问，rw 授予读写权限，no_root_squash 保留客户端 root 权限；

4. 重启服务与验证：

   systemctl restart nfs-server.service
   showmount -e localhost  # 本地验证，输出「/nfs *」表示成功
   systemctl stop firewalld.service  # 关闭防火墙（生产环境建议配置规则而非关闭）
   

KVM 节点挂载 NFS 共享

以 KVM1（192.168.108.101）为例：

1. 创建本地挂载点：mkdir /NFS；

2. 临时挂载：mount -t nfs 192.168.108.100:/nfs /NFS；

3. 验证挂载：mount | grep /NFS，确认挂载模式为 rw（读写）；

4. 永久挂载

   ：编辑

   /etc/fstab
   

   ，添加一行：

   192.168.108.100:/nfs  /NFS  nfs  defaults  0  0
   

   执行

   mount -a
   

   使配置生效，重启后自动挂载。

KVM 虚拟机热迁移（跨节点迁移）

基于 NFS 共享存储，可实现虚拟机从 KVM1 迁移到 KVM2，迁移过程中虚拟机不中断（热迁移）。

1. 环境准备：KVM1 与 KVM2 均挂载 NFS 共享目录 /NFS，且关闭防火墙；
2. 图形化迁移
   • 打开 virt-manager，通过「Add Connection」添加 KVM2（IP：192.168.108.102）；
   • 右键选中 KVM1 上运行的虚拟机（如 centos7.0），选择「Migrate」；
   • 目标主机选择 KVM2，点击「Migrate」，等待迁移完成（迁移时间取决于虚拟机内存大小）；
3. 验证结果：迁移后在 KVM2 的 virt-manager 界面可看到虚拟机状态为「Running」，KVM1 上该虚拟机消失。

VMware ESXi 企业级部署：从安装到 vCenter 配置

VMware ESXi 是面向企业的裸金属虚拟化平台，稳定性强、管理功能丰富，需搭配 vCenter Server 实现多主机集群管理。以下基于 VMware Workstation 模拟环境，讲解 ESXi 7.0 与 vCenter Server 7.0 的部署流程。

ESXi 7.0 主机安装（VMware Workstation 模拟）

ESXi 需直接安装在物理服务器（或虚拟机模拟），最低硬件要求：2 核 CPU、4GB 内存、142GB 硬盘。

新建 ESXi 虚拟机（Workstation 17.5.2）

1. 新建虚拟机向导：选择「自定义（高级）」，硬件兼容性保持「Workstation 17.5.x」；
2. 操作系统选择：选择「VMware ESX」→「VMware ESXi 7.0 和更高版本」；
3. 硬件配置
   • 名称：VMware ESXi 7_151（IP 规划为 192.168.108.151）；
   • CPU：4 核（每处理器 1 核，总数 4）；
   • 内存：8GB（建议不低于 4GB）；
   • 磁盘：142GB（SCSI 类型，单个文件存储）；
   • 网络：添加 4 块网卡，均设置为「NAT 模式」（模拟管理与业务网络）；
4. 挂载 ESXi 镜像：编辑虚拟机设置，CD/DVD 驱动器挂载 VMware-VMvisorInstaller-7.0U3d-19482537.x86_64.iso，勾选「启动时连接」。

ESXi 系统安装与初始化

1. 启动虚拟机：从 CD/DVD 启动，按 Enter 开始安装，F11 接受许可协议；
2. 选择存储与键盘：选择 142GB 磁盘作为安装目标，键盘布局默认「US Default」；
3. 设置 root 密码：密码需包含大小写字母、数字与特殊字符（如 Vmware@123）；
4. 确认安装：按 F11 开始安装，完成后按 Enter 重启；
5. 配置静态 IP
   • 重启后按 F2 进入「Customize System/View Logs」，输入 root 密码；
   • 选择「Configure Management Network」→「IPv4 Configuration」；
   • 选择「Set static IPv4 address and network configuration」，填写：
     • IP 地址：192.168.108.151；
     • 子网掩码：255.255.255.0；
     • 默认网关：192.168.108.2；
   • 按 ESC 退出，选择「Yes」应用网络配置。

ESXi 单机使用：添加存储与创建虚拟机

1. Web 管理登录：打开浏览器访问 https://192.168.108.151，忽略证书警告后输入 root 账号密码；

2. 添加数据存储

   （扩展存储空间）：

   • 关闭 ESXi 虚拟机，添加一块 100GB 硬盘；
   • 开机后在 ESXi 界面点击「存储」→「新建数据存储」，选择「创建新的 VMFS 数据存储」；
   • 名称设为「Storage100G」，选择新增的 100GB 磁盘，按向导完成创建；

3. 上传镜像与创建虚拟机

   • 通过「存储浏览器」将 Windows 10 镜像上传至 Storage100G/iso 目录；
   • 点击「虚拟机」→「新建虚拟机」，选择「创建新虚拟机」：
     • 名称：win10_test，系统类型：「Microsoft Windows 10 (64 位)」；
     • 存储：选择「Storage100G」；
     • 硬件配置：2 核 CPU、4GB 内存、48GB 磁盘，CD/DVD 挂载 Windows 10 镜像；
   • 完成后启动虚拟机，按常规流程安装 Windows 10，最后安装「VMware Tools」提升性能。

vCenter Server 7.0 部署（管理 ESXi 集群）

vCenter Server 是 ESXi 集群的核心管理节点，支持多 ESXi 主机统一管理、虚拟机热迁移、HA 等高可用功能。vCenter 7.0 仅提供 Linux 版本，需部署在 ESXi 主机上。

前期准备

1. 扩展 ESXi 资源：为 ESXi 7_151 增加 100GB 硬盘（用于 vCenter 存储），内存扩至 20GB；
2. 上传 vCenter 镜像：将 VMware-VCSA-all-7.0.U3d-19480866.iso 挂载到本地 Windows 主机，进入 vcsa-ui-installer/win32 目录，双击 installer.exe 启动安装程序。

vCenter 部署（分两阶段）

阶段 1：部署 vCenter Server 虚拟机

1. 选择安装类型：点击「安装」→「下一步」，接受许可协议；
2. 指定 ESXi 目标主机
   • ESXi 主机名 / IP：192.168.108.151；
   • 用户名：root，密码：ESXi 的 root 密码；
   • 忽略证书警告，点击「Yes」继续；
3. 配置 vCenter 虚拟机
   • 虚拟机名称：VMware vCenter Server 0；
   • root 密码：设置 vCenter 操作系统密码（如 Vcenter@123）；
4. 选择部署大小：实验环境选择「微型」（1 核 CPU、12GB 内存，支持 10 台 ESXi、100 台虚拟机）；
5. 选择数据存储：选择「Storage100G」，启用「精简磁盘模式」；
6. 配置网络
   • 网络：VM Network；
   • IP 分配：静态，IP 地址：192.168.108.150；
   • 子网掩码：255.255.255.0，网关：192.168.108.2，DNS：192.168.108.2；
7. 确认配置：点击「完成」开始部署，约 10 分钟后阶段 1 完成。

阶段 2：配置 vCenter Server

1. 继续设置：阶段 1 完成后点击「继续」，进入阶段 2；
2. 时间同步与 SSH 配置
   • 时间同步：选择「与 ESXi 主机同步时间」；
   • SSH 访问：默认「禁用」（生产环境如需调试可后续开启）；
3. 创建 SSO 域
   • SSO 域名：vsphere.local（默认，可自定义）；
   • 管理员用户名：administrator，密码：设置 vCenter 管理密码（如 Vsphere@123）；
4. 确认配置：点击「完成」开始配置，约 30 分钟后阶段 2 完成。

vCenter 登录与使用

1. Web 登录：浏览器访问 https://192.168.108.150:443，用户名：[e-mail]，密码：阶段 2 设置的 SSO 密码；
2. 添加 ESXi 主机：在 vCenter 界面点击「主机和集群」→「添加主机」，输入 ESXi 主机 IP、root 账号密码，完成添加后即可统一管理 ESXi 上的虚拟机。

总结：KVM 与 ESXi 选型建议

维度	KVM	VMware ESXi
定位	开源免费，适合中小企业、个人学习	企业级收费，适合大规模集群、关键业务
易用性	图形化依赖 virt-manager，命令行灵活	Web 界面直观，vCenter 支持集群管理
功能	基础虚拟化（快照、迁移），需手动配置	内置 HA、DRS、存储 vMotion，功能完善
硬件支持	依赖 Linux 内核驱动，兼容性一般	官方硬件兼容性列表丰富，稳定性强

• 选择建议
  • 个人学习、小型部署：优先 KVM，零成本且贴合 Linux 生态；
  • 企业生产环境：选择 ESXi + vCenter，追求高可用与简化管理；
  • 混合场景：可通过 NFS 共享存储打通 KVM 与 ESXi，实现资源互补。

通过本文的实战操作，可掌握虚拟化技术的核心流程 —— 从环境搭建到虚拟机管理，再到共享存储与集群配置。实际应用中需结合业务需求选择合适的平台，同时注重数据备份（如快照、定期备份磁盘）与权限管控，保障虚拟化环境稳定运行。