net的网站建设,网站东莞优化建设,网赢天下深圳网站建设,记事本做网站怎么插图虚拟化技术的演变过程分为软件模拟、虚拟化层翻译、容器虚拟化三个阶段
1 软件模拟的技术方式
软件模拟是通过软件完全模拟CPU、网卡、芯片组、磁盘等计算机硬件#xff0c;因为是软件模拟#xff0c;所以理论上可以模拟任何硬件#xff0c;甚至不存在的硬件。但是由于是软…虚拟化技术的演变过程分为软件模拟、虚拟化层翻译、容器虚拟化三个阶段
1 软件模拟的技术方式
软件模拟是通过软件完全模拟CPU、网卡、芯片组、磁盘等计算机硬件因为是软件模拟所以理论上可以模拟任何硬件甚至不存在的硬件。但是由于是软件模拟硬件效率低典型产品有 Bochs、QEMU。
2 虚拟化层翻译
X86平台指令集划分为4个特权模式ring0、Ring1、Ring2、Ring3 操作系统工作在 Ring0 级别应用程序使用Ring3驱动程序使用 Ring1和 Ring2。
①完全虚拟化
X86在虚拟化方面的一个难点就是如何将虚拟机越级的指令使用进行隔离。这种方式称为全虚拟化典型应用 VMware。 多数的虚拟化采用虚拟机管理程序Hypervisor Hypervisor是一个软件层或者子系统也称为VMM–Virtual Machine Monitor 允许多种 OS 在相同的物理 OS 中运行控制硬件并向 GuestOS 提供访问底层硬件的途径向 GuestOS 提供虚拟化的硬件
类型一裸金属型直接安装在硬件设备 裸金属型虚拟化是一种在物理硬件上直接安装虚拟化软件的方式。在这种模式下虚拟化软件也称为hypervisor或虚拟机监控器直接运行在物理硬件上而不需要操作系统的支持。这意味着虚拟机可以直接访问底层硬件资源如处理器、内存和存储设备从而提供接近原生性能的虚拟化体验。 裸金属型虚拟化适用于需要最高性能和隔离性的场景如高性能计算、大规模数据库和云计算等。由于没有操作系统的干扰裸金属型虚拟化可以提供更高的性能和更好的资源利用率。类型二宿主型安装的有OS的设备上 宿主型虚拟化是一种在已安装操作系统的设备上运行虚拟化软件的方式。在这种模式下虚拟化软件作为应用程序运行在宿主操作系统之上称为宿主操作系统。虚拟机则作为这个宿主操作系统的进程运行并通过宿主操作系统提供的接口来访问硬件资源。 宿主型虚拟化相对于裸金属型虚拟化来说更加灵活因为它可以在常见的操作系统上运行如Windows、Linux等。它也可以利用宿主操作系统的设备驱动程序来提供虚拟化的硬件支持从而简化了虚拟机的管理和配置。裸金属型虚拟化适用于需要高性能和隔离性的场景而宿主型虚拟化更加灵活且易于管理。选择哪种虚拟化方式取决于具体的应用需求和硬件环境。 “OS指的是操作系统Operating System它是一种软件负责管理计算机的硬件和软件资源并提供各种服务和功能给应用程序使用。常见的操作系统包括Windows、macOS和Linux等。 而GuestOS指的是在虚拟化环境中运行的虚拟机的操作系统。虚拟机是一种软件实体它在物理计算机上模拟出一个完整的计算机系统包括处理器、内存、硬盘等。GuestOS是在虚拟机中安装和运行的操作系统可以是任意支持虚拟化技术的操作系统例如Windows、Linux等。 在虚拟化技术中物理计算机上的Host OS”宿主操作系统负责管理物理硬件并提供虚拟化的功能。它允许多个不同的GuestOS同时运行在同一台物理计算机上每个GuestOS都被隔离在自己的虚拟机中互相之间相互独立并且不能直接访问宿主操作系统或其他GuestOS。 通过虚拟化技术Host OS向GuestOS提供了对底层硬件的访问并将其虚拟化使得GuestOS可以以为自己独占使用了底层硬件资源从而实现了运行多个操作系统的能力。这种虚拟化的硬件通常称为虚拟化的硬件virtualized hardware。 ②半虚拟化
对虚拟机的操作系统内核进行改造,使虚拟机自己对特殊指令进行更改,然后和虚拟化层一起配合工作,改造的虚拟机虽然使用上有限制,配置比较麻烦,但是这种方式效率非常高,也称为半虚拟化 对CPU指令进行改造. x86 CPU环 核心指令直接调用运行Ring 0 应用程序运行调用Ring 3 Intel推出了硬件的方案,对CPU指令进行改造,即VT-x.增加了两种操作模式
③硬件辅助虚拟化
Intel-VT和AMD-V创建了一个新的Ring -1单独给Hypervisor使用 GuestOS可以直接使用Ring 0而无需修改 主流例如KVM VM.ESXi Xen-3.0
3 容器虚拟化
容器虚拟化的原理时基于CGroups、Namespace等技术将进程隔离每个进程就像一台单独的虚拟机一样有自己被隔离出来的资源也有自己的根目录独立的进程编号被隔离的内存空间。典型应用DOCKER
常见的虚拟化产品 RedHat KVM 虚拟化方式完全虚拟化 架构寄居架构linux内核;祼金属架构RHEV-H VmWare ESX 虚拟化方式完全虚拟化 架构裸金属架构 Citrix XenServer 虚拟化方式半虚拟化(linux安装linux);全虚拟化(linux安装windows),硬件辅助虚拟化 Microsoft Hyper-V 虚拟化方式半虚拟化 架构裸金属架构Hyper-V Server;寄居架构 Windows 2008 DOCKER
KVM 概述
KVMKernel-based Virtual Machine是一种基于Linux内核的虚拟化技术能够将Linux作为虚拟机监视器VMM实现对硬件资源的虚拟化。
广义的 KVM 实际上包含两部分一部分是基于 Linux 内核支持的 KVM 内核模块另一部分就是经过简化和修改的 Qemu。
QEMU是一种通用的开源计算机仿真器和虚拟器。QEMU共有两种操作模式
全系统仿真能够在任意支持的架构上为任何机器运行一个完整的操作系统用户模式仿真能够在任意支持的架构上为另一个Linux/BSD运行程序
具体来说当作为机器仿真器使用时QEMU可以通过动态代码翻译机制dynamic translation在不同的机器上仿真任意一台机器例如ARM并执行不同于主机架构的代码。同时由于动态代码翻译机制它也能够实现不错的性能。
而当QEMU用作虚拟器时QEMU的优点在于其实纯软件实现的虚拟化模拟器几乎可以模拟任何硬件设备但是也正因为QEMU是纯软件实现的因此所有指令都需要QEMU转手因此会严重的降低性能。而可行的办法是通过配合KVM或者Xen来进行加速目前肯定是以KVM为主。
KVM 是硬件辅助的虚拟化技术主要负责 比较繁琐的 CPU 和内存虚拟化而 QEMU 则负责 I/O 虚拟化两者合作各自发挥自身的优势相得益彰。
KVM 工作原理
用户模式的 Qemu 利用接口 libkvm 通过 ioctl 系统调用进入内核模式。KVM Driver 为虚拟机创建虚拟 CPU 和虚拟内存然后执行VMLAUNCH 指令进入客户模式装载 Guest OS 并运行。Guest OS 运行过程中如果发生中断或者影子缺页等异常将暂停 Guest OS的运行并保存当前上下文退出到内核模式来处理这些异常。内核模式处理这些异常时如果不需要 I/O 则处理完成后重新进入客户模式。如果需要 I/O 则进入到用户模式由 Qemu 来处理 I/O处理完成后进入内核模式再进入客户模式案例实施Linux 安装虚拟机图形化
YUM 安装 KVM
在 CentOS 的系统光盘镜像中已经提供了安装 KVM 所需软件。通过部署基于光盘镜像的本地 YUM 源直接使用 YUM 安装所需软件即可安装 KVM 所需软件具体包含以下几个
yum groupinstall -y GNOME Desktop //安装 GNOME 桌面环境
yum -y install qemu-kvm //KVM 模块
yum -y install qemu-kvm-tools //KVM 调试工具,可不安装
yum -y install virt-install //构建虚拟机的命令行工具
yum -y install qemu-img //qemu 组件,创建磁盘、启动虚拟机等
yum -y install bridge-utils //网络支持工具
yum -y install libvirt //虚拟机管理工具
yum -y install virt-manager //图形界面管理虚拟机
yum -y install virt-viewer //显示虚拟机的控制台重启系统后查看 CPU 是否支持虚拟化。
对于 Intel 的服务器可以通过以下命令查看只要有输出就说明 CPU 支持虚拟化
# cat /proc/cpuinfo | grep vmxAMD 服务器可用 cat /proc/cpuinfo | grep smv 命令查看
开启 libvirtd 服务
安装完成后还需要开启 libvirtd 服务以开启相关支持。
# systemctl start libvirtd
# systemctl enable libvirtd配置桥接网络
NAT 方式是 kvm 安装后的默认方式。它支持主机与虚拟机的互访同时也支持虚拟机访问互联网但不支持外界访问虚拟机。
建立 br0 网卡
[rootlocalhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[rootlocalhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-br0
[rootlocalhost network-scripts]# vim ifcfg-br0
TYPEBridge
PROXY_METHODnone
BROWSER_ONLYno
BOOTPROTOnone
DEFROUTEyes
IPV4_FAILURE_FATALno
NAMEbr0
DEVICEbr0
ONBOOTyes
IPADDR192.168.27.145
NETMASK255.255.255.0
GATEWAY192.168.27.2
DNS1192.168.27.2桥接物理网卡 ens33
[rootlocalhost network-scripts]# vim ifcfg-ens33
TYPEEthernet
BOOTPROTOnone
NM_CONTROLLEDno
ONBOOTyes
DEVICEens33
BRIDGEbr0重启网络
# systemctl restart network测试能否连接外网 创建KVM存储池
启动 virt-manager
# virt-manager创建存储池–存放虚拟硬盘
双击 QUMU选择 “存储 选项卡如图新建存储池设置存储目录为/home/KVMimg 创建存储池–存放镜像文件
以同样的方式创建一个镜像存储池存放目录为/home/KVMISO
同时上传 ISO 镜像文件以便后面安装虚拟机可以使用 MX 或者 Xshell 等工具上传
创建存储卷
点击刚才创建好的 bdqn 存储池点击加号新建存储卷设置最大容量和分配容量 创建虚拟机
返回到主界面右键单击选择”新建“ 选择虚拟机存放的位置 在点击完成后就自动开始安装后面的操作和安装 Linux 没有区别 案例使用 KVM 命令集管理虚拟机
1、查看命令帮助
[rootlocalhost ~]# virsh -h2、查看KVM的配置文件存放目录centos01是虚拟机系统实例的配置文件
[rootlocalhost ~]# ls /etc/libvirt/qemu
centos01.xml networks3、查看虚拟机状态
[rootlocalhost ~]# virsh list --allId 名称 状态
----------------------------------------------------2 centos01 running4、虚拟机关机与开机
首先需要确认acpid服务安装并运行
[rootlocalhost ~]# virsh shutdown centos01
域 centos01 被关闭
[rootlocalhost ~]# virsh start centos01
域 centos01 已开始5、强制实例系统关闭电源
[rootlocalhost ~]# virsh destroy centos016、通过配置文件启动虚拟机系统实例
[rootlocalhost ~]# virsh create /etc/libvirt/qemu/centos01.xml
域 centos01 被创建从 /etc/libvirt/qemu/centos01.xml
[rootlocalhost ~]# virsh list --allId 名称 状态
----------------------------------------------------2 centos01 running7、挂起虚拟机
[rootlocalhost ~]# virsh suspend centos01
域 centos01 被挂起
[rootlocalhost ~]# virsh list --allId 名称 状态
----------------------------------------------------2 centos01 暂停8、恢复虚拟机
[rootlocalhost ~]# virsh resume centos01
域 centos01 被重新恢复
[rootlocalhost ~]# virsh list --allId 名称 状态
----------------------------------------------------2 centos01 running9、配置虚拟机实例伴随宿主机自动启动
[rootlocalhost ~]# virsh autostart centos01
域 centos01标记为自动开始上述命令创建/etc/libvirt/qemu/autostart/目录目录内容为开机自动启动的系统[rootlocalhost ~]# ls /etc/libvirt/qemu/autostart/
centos01.xml[rootlocalhost ~]# virsh autostart centos01 --disable
域 centos01取消标记为自动开始10、导出虚拟机配置
[rootlocalhost ~]# virsh dumpxml centos01 /etc/libvirt/qemu/centos02.xml11、虚拟机的删除与添加
删除虚拟机
[rootlocalhost ~]# virsh shutdown centos01
域 centos01 被关闭
[rootlocalhost ~]# virsh undefine centos01
域 centos01 已经被取消定义查看删除结果centos01的配置文件被删除但是磁盘文件不会删除
[rootlocalhost ~]# ls /etc/libvirt/qemu
autostart centos02.xml networks通过virsh list --all查看不到centos01的信息说明虚拟机被删除
[rootlocalhost ~]# virsh list --all
Id 名称 状态
----------------------------------------------------
通过备份的配置文件重新定义虚拟机
[rootlocalhost ~]# mv /etc/libvirt/qemu/centos02.xml
/etc/libvirt/qemu/centos01.xml
[rootlocalhost ~]# virsh define /etc/libvirt/qemu/centos01.xml
定义域 centos01从 /etc/libvirt/qemu/centos01.xml查看虚拟机信息
[rootlocalhost ~]# virsh list --allId 名称 状态
----------------------------------------------------- centos01 关闭12、修改虚拟机配置信息用来修改系统内存大小、磁盘文件等信息
直接通过vim命令修改
[rootlocalhost ~]# vim /etc/libvirt/qemu/centos01.xml通过virsh命令修改
[rootlocalhost ~]# virsh edit centos0113、虚拟机的其他管理在宿主机上
# virsh start centos01 # 虚拟机开启启动
# virsh reboot centos01 # 虚拟机重新启动
# virsh shutdown centos01 # 虚拟机关机
# virsh destroy centos01 # 强制关机强制断电
# virsh suspend centos01 # 暂停挂起KVM 虚拟机
# virsh resume centos01 # 恢复被挂起的 KVM 虚拟机
# virsh undefine centos01 # 该方法只删除配置文件磁盘文件未删除
# virsh autostart centos01 # 随物理机启动而启动开机启动
# virsh autostart --disable centos01 # 取消标记为自动开始取消开机启动KVM 命令安装虚拟机
创建客户机所需要的磁盘
[rootlocalhost ~]# mkdir /home/KVMimg
[rootlocalhost ~]# qemu-img create -f raw /home/KVMimg/centos02.raw 10G
Formatting /home/KVMimg/centos02.raw, fmtraw size10737418240
qemu-img 主要用来创建虚拟客户机所需的磁盘
create表示创建
-f raw 表示创建一个格式为 raw 的磁盘
/home/KVMimg/centos02.raw 10G 表示创建的磁盘名称及磁盘文件
10G表示该磁盘可用大小安装虚拟客户机
[rootlocalhost ~]# virt-install --virt-typekvm --namecentos02 --vcpus1 --memory1024 --location/home/KVMISO/CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso --disk path/home/KVMimg/centos7-1.qcow2,size10,formatqcow2 --network bridgebr0 --graphics none --extra-argsconsolettyS0 --force
--virt-typekvm 虚拟机类型
--namecentos02 虚拟客户机名称
--vcpus1 给虚拟客户机分配的虚拟CPU数量
--memory1024 内存大小
-location/home/KVMimg/CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso 指定客户机安装镜像文件
路径
--disk path/home/KVMimg/centos02.raw,size10,formatraw 客户端磁盘的位置及
格式
--network bridgebr0 客户端网卡配置机器默认会有virbr0这里的br0为上一章节
中配置过的
--graphics none 不用图像配置界面
--extra-argsconsolettyS0 表示使用console ttys0进行管理
--force
注意.iso镜像文件一定放到/home 或者根目录重新创建目录不然会因为权限报错无法创建虚拟机。KVM文件管理
通过文件管理可以直接查看、修改、复制虚拟机的内部文件。例如当系统因为配置问题无法启动时可以直接修改虚拟机的文件。虚拟机磁盘文件有raw与qcow2两种格式KVM虚拟机默认使用raw格式raw格式性能最好、速度最快其缺点是不支持一些新的功能如镜像、zlib磁盘压缩、AES加密等。针对两种格式的文件有不同的工具可用选择。这里介绍本地YUM安装 libguestfs-tools 后产生的命令行工具这个工具可以直接读取qcow2格式的磁盘文件因此需要将raw格式的磁盘文件转换成qcow2的格式.
虚拟机的克隆
# virsh shutdown centos02
# virt-clone -o centos02 -n centos03 -f /home/KVMimg/centos03.qcow2-o 要克隆的原虚拟机名字
-n 克隆后新虚拟机的名字
-f 新虚拟机磁盘镜像文件的存储位置虚拟机快照
# virsh list --all //列出所有虚拟机
# virsh shutdown centos01 //关闭centos01虚拟机
# virsh snapshot-create-as centos01 centos01-s1 //为虚拟机centos01创建快照centos01-s1
# virsh snapshot-list centos01 //列出虚拟机test1的所有快照
# virsh snapshot-info centos01 centos01-s1 //查看快照的详细信息
# virsh snapshot-delete centos01 centos01-s1 //删除虚拟机centos01的快照centos01-s1// 恢复快照
# virsh shutdown centos01
# virsh snapshot-revert centos01 centos01-s1
# virsh start centos01web管理端
安装基础依赖
yum -y install https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-7.noarch.rpm
yum -y install git python-pip libvirt-python libxml2-python python-websockify supervisor nginx
yum install apt install -y python3-pip
yum install -y gcc make autoconf automake git python3-pip python3-requests python3-mock gettext pkgconf xsltproc python3-dev pep8 pyflakes python3-yaml
yum install -y systemd logrotate python3-psutil python3-ldap python3-lxml python3-websockify python3-jsonschema openssl nginx python3-cherrypy3 python3-cheetah python3-pampy python-m2crypto gettext python3-openssl启动服务
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
systemctl start wokd
systemctl enable wokd浏览器访问 https://192.168.27.145:8001/login.html
