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：

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：

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：

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：

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：

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。