在当今的IT基础设施中，虚拟化技术已成为不可或缺的核心组件，它通过将物理硬件资源抽象化，实现了资源的高效利用、灵活管理和快速部署，在众多虚拟化解决方案中，基于Linux内核的KVM（Kernel-based Virtual Machine）凭借其高性能、稳定性和开源特性，成为了企业级应用的首选之一，本文将详细介绍如何在广泛使用的CentOS 7操作系统上部署、配置和管理KVM虚拟化环境。
准备工作与前提条件
在开始安装KVM之前，必须确保您的系统满足以下基本要求，CPU需要支持硬件虚拟化扩展，对于Intel处理器，此技术称为VT-x；对于AMD处理器，则称为AMD-V,您可以通过以下命令来检查CPU是否支持虚拟化：
egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
如果命令返回的值大于0，则表示CPU支持虚拟化，确保您正在运行64位的CentOS 7系统，建议使用一个具有sudo权限的非root用户进行操作,以遵循最佳安全实践。
安装KVM及相关组件
CentOS 7的软件源中已经包含了KVM所需的所有核心组件，安装过程非常直接，主要通过yum包管理器完成，我们需要安装几个关键的软件包,它们各司其职：
qemu-kvm: 提供硬件仿真的核心用户空间程序。libvirt: 一个强大的API和守护进程，用于管理虚拟机和其他虚拟化功能（如存储和网络）。virt-install: 一个用于创建虚拟机的命令行工具。bridge-utils: 用于配置网络桥接的工具集。
执行以下命令来一次性安装所有必需的软件包：
sudo yum install qemu-kvm libvirt virt-install bridge-utils -y
安装完成后，需要启动并启用libvirtd服务,使其在系统启动时自动运行：
sudo systemctl start libvirtd sudo systemctl enable libvirtd
为了验证KVM模块是否已成功加载,可以运行：
lsmod | grep kvm
如果看到kvm_intel或kvm_amd模块,则说明KVM已成功安装并运行。
网络配置
网络是虚拟机与外部世界通信的关键，KVM提供了两种主要的网络模式：NAT（网络地址转换）和桥接。
- NAT模式: 这是安装后的默认模式。
libvirtd会自动创建一个名为default的虚拟网络，其内部由dnsmasq提供DHCP和DNS服务，虚拟机通过这个私有网络访问外部，但外部无法直接访问虚拟机，这种模式配置简单,非常适合测试和开发环境。 - 桥接模式: 在此模式下，虚拟机的虚拟网卡直接连接到宿主机的一张物理网卡上，仿佛物理网络中的一台独立主机，它会从网络中的DHCP服务器获取一个与宿主机在同一网段的IP地址，这种模式提供了最佳的网络性能和透明性,非常适合生产环境中的服务器虚拟化。
为了更直观地理解两者的区别,可以参考下表：
| 特性 | NAT模式 | 桥接模式 |
|---|---|---|
| 配置复杂度 | 低，默认即用 | 较高，需手动创建网桥 |
| 网络性能 | 较低，有数据包转换开销 | 高，接近物理网卡性能 |
| 外部访问 | 需要端口转发 | 直接访问，如同独立主机 |
| 适用场景 | 开发、测试、桌面虚拟化 | 生产服务器、需要高性能网络的应用 |
创建桥接网络通常需要编辑网络配置文件（例如ifcfg-br0和ifcfg-eno1），将物理网卡（如eno1）绑定到网桥（br0）上。
创建与管理虚拟机
一切准备就绪后，就可以开始创建虚拟机了。virt-install是一个功能强大的命令行工具,以下是一个创建虚拟机的示例命令：
sudo virt-install --name centos7-vm --memory 2048 --vcpus 2 --disk path=/var/lib/libvirt/images/centos7-vm.qcow2,size=20 --cdrom /path/to/CentOS-7-x86_64-Minimal.iso --network network=default --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole
这个命令会创建一个名为centos7-vm的虚拟机，分配2GB内存和2个vCPU，创建一个20GB的磁盘镜像,并使用指定的ISO文件进行安装。
虚拟机的日常管理主要通过virsh命令完成。virsh是一个功能全面的虚拟机shell,一些常用命令包括：
virsh list --all: 列出所有虚拟机（包括运行中和关闭的）。virsh start <vm_name>: 启动指定的虚拟机。virsh shutdown <vm_name>: 优雅地关闭虚拟机。virsh reboot <vm_name>: 重启虚拟机。virsh autostart <vm_name>: 设置虚拟机随宿主机开机自启。virsh console <vm_name>: 连接到虚拟机的串行控制台。
对于偏好图形界面的用户，可以安装virt-manager（虚拟机管理器）,它提供了一个直观的GUI来执行所有虚拟化管理任务。
sudo yum install virt-manager -y
相关问答FAQs
Q1: KVM和QEMU之间有什么区别和联系？
A1: 这是一个常见的问题，KVM是Linux内核的一个模块，它负责将Linux内核转变为一个类型1（裸金属）的Hypervisor，直接利用CPU的硬件虚拟化扩展来处理CPU和内存的虚拟化，而QEMU是一个用户空间程序，它本身是一个全系统模拟器，可以模拟各种硬件设备（如网卡、磁盘控制器、显卡等），在KVM环境中，KVM和QEMU是协同工作的：KVM提供高性能的CPU和内存虚拟化，而QEMU则负责模拟I/O硬件，QEMU-KVM的组合实现了高性能和全硬件仿真的完美结合。
Q2: 如何将一个已经创建好的虚拟机迁移到另一台KVM宿主机上？
A2: 迁移虚拟机通常涉及两个主要部分：虚拟机磁盘文件和虚拟机配置（XML），在源宿主机上关闭要迁移的虚拟机，找到其磁盘镜像文件（通常位于/var/lib/libvirt/images/目录下，例如.qcow2文件）和XML配置文件，使用scp或rsync等工具将磁盘文件复制到目标宿主机的相同目录下，在源宿主机上导出XML配置：virsh dumpxml <vm_name> > vm_name.xml，将这个XML文件也复制到目标宿主机上，在目标宿主机上，使用virsh define vm_name.xml来重新定义这个虚拟机，之后，您就可以在目标宿主机上使用virsh start <vm_name>启动它了,整个过程确保了虚拟机完整状态的迁移。
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