品味KVM虚拟化技术部署及其虚拟磁盘扩容私房菜-低调大师

品味KVM虚拟化技术部署及其虚拟磁盘扩容私房菜

2016-12-11 730

一、简介

虚拟化是指计算机组件在虚拟的基础上而不是在真实的基础上运行，虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可在相互独立的空间运行而相互不影响彼此，从而提高计算机的运行效率。KVM是一个开源的虚拟化软件，英文名为kernel-base virtual machine，基于内核的虚拟机，KVM在2007年2月被导入Linux 2.6.20核心中，以可加载核心模块的方式被移植到FreeBSD上。

虚拟化技术分类：

主机虚拟化：完全虚拟化（KVM）、半虚拟化（XEN）

用户空间虚拟化：LXC,OPENVZ

应用程序虚拟化：JVM

KVM相关简介：

KVM是开源软件，全称是kernel-based virtual machine（基于内核的虚拟机）。
是x86架构且硬件支持虚拟化技术（如 intel VT 或 AMD-V）的Linux全虚拟化解决方案。
它包含一个为处理器提供底层虚拟化可加载的核心模块kvm.ko（kvm-intel.ko或kvm-AMD.ko）。
KVM还需要一个经过修改的QEMU软件（qemu-kvm），作为虚拟机上层控制和界面。
KVM能在不改变linux或windows镜像的情况下同时运行多个虚拟机，（它的意思是多个虚拟机使用同一镜像）并为每一个虚拟机配置个性化硬件环境（网卡、磁盘、图形适配器……）。
在主流的Linux内核，如2.6.20以上的内核均已包含了KVM核心。

KVM 内存管理：

KVM 继承了 Linux 系统管理内存的诸多特性，比如，分配给虚拟使用的内存可以被交换至交换空间、能够使用大内存页以实现更好的性能，以及对 NUMA 的支持能够让虚拟机高效访问更大的内存空间等。

KVM 基于 Intel 的 EPT （ ExtendedPage Table ）或 AMD 的 RVI （ Rapid Virtualization Indexing ）技术可以支持更新的内存虚拟功能，这可以降低 CPU 的占用率，并提供较好的吞吐量。

此外，KVM 还借助于 KSM （ Kernel Same-pageMerging ）这个内核特性实现了内存页面共享。 KSM 通过扫描每个虚拟机的内存查找各虚拟机间相同的内存页，并将这些内存页合并为一个被各相关虚拟机共享的单独页面。在某虚拟机试图修改此页面中的数据时， KSM 会重新为其提供一个新的页面副本。实践中，运行于同一台物理主机上的具有相同 GuestOS 的虚拟机之间出现相同内存页面的概率是很的，比如共享库、内核或其它内存对象等都有可能表现为相同的内存页，因此， KSM 技术可以降低内存占用进而提高整体性能。

KVM组件：

/dev/kvm：管理虚拟机的设备节点，用户空间的程序可通过其ioctl()系统调用集来完成虚拟机的创建启动等管理工作；它是一个字符设备；其主要完成的操作包括：

qemu进程：工作于用户空间的组件，用于仿真PC机的I/O类硬件设备；

qemu全称Quick Emulator。是独立虚拟软件，能独立运行虚拟机（根本不需要kvm）。kqemu是该软件的加速软件。kvm并不需要qemu进行虚拟处理，只是需要它的上层管理界面进行虚拟机控制。虚拟机依旧是由kvm驱动。

二、KVM虚拟化安装

前提：

①确保cpu执行HVM

grep -E "(svm|vmx)" /proc/cpuinfo

②内核编译提供了KVM模块

modinfo kvm

[root@node1 ~]# grep -E "(vmx|svm)" /proc/cpuinfo #确保支持使用虚拟化
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 syscall nx mmxext fxsr_opt pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc rep_good nopl tsc_reliable nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt aes xsave avx f16c hypervisor lahf_lm svm extapic cr8_legacy abm sse4a misalignsse 3dnowprefetch osvw xop fma4 tbm arat npt svm_lock nrip_save vmcb_clean flushbyasid decodeassists bmi1
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 syscall nx mmxext fxsr_opt pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc rep_good nopl tsc_reliable nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt aes xsave avx f16c hypervisor lahf_lm svm extapic cr8_legacy abm sse4a misalignsse 3dnowprefetch osvw xop fma4 tbm arat npt svm_lock nrip_save vmcb_clean flushbyasid decodeassists bmi1
[root@node1 ~]#
[root@node1 ~]# modinfo kvm  #确保存在此模块
filename:       /lib/modules/3.10.0-327.el7.x86_64/kernel/arch/x86/kvm/kvm.ko
license:        GPL
author:         Qumranet
rhelversion:    7.2
srcversion:     13ED0467630AC8D418AB2C8
depends:
intree:         Y
vermagic:       3.10.0-327.el7.x86_64 SMP mod_unload modversions
signer:         CentOS Linux kernel signing key
sig_key:        79:AD:88:6A:11:3C:A0:22:35:26:33:6C:0F:82:5B:8A:94:29:6A:B3
sig_hashalgo:   sha256
parm:           ignore_msrs:bool
parm:           min_timer_period_us:uint
parm:           kvmclock_periodic_sync:bool
parm:           tsc_tolerance_ppm:uint
parm:           lapic_timer_advance_ns:uint
parm:           halt_poll_ns:uint
[root@node1 ~]# ll /dev/kvm  #虚拟主机节点管理
crw-rw-rw-+ 1 root kvm 10, 232 Dec 11 15:11 /dev/kvm

安装：

yum -y install libvirt virt-manager virt-viewer virt-install qemu-kvm  
#其中libvirt提供虚拟化服务，其配置文件为/etc/libvirt/libvirt.conf,unit file:libvirtd.service
#以下为用户空降管理工具
virt-manager 
virt-viewer
virt-install
#配置好后启动服务
systemctl start libvirtd.service

三、项目部署kvm虚拟化

在部署之前需准备配置环境：关闭网络管理，创建桥接接口，虚拟机网卡充当交换机的作用。

[root@node1  ~]#  systemctl stop NetworkManager 
[root@node1 ~]# virsh iface-bridge eno16777736 br0 -no-stp  #配置成桥接接口
[root@node1 ~]# ifconfig
br0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.1.10.65  netmask 255.255.0.0  broadcast 10.1.255.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe2e:3557  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:2e:35:57  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 694  bytes 57740 (56.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 101  bytes 13261 (12.9 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
#此时物理机接口就类似于交换机使用
eno16777736: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 00:0c:29:2e:35:57  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 270458  bytes 37652584 (35.9 MiB)
        RX errors 0  dropped 85  overruns 0  frame 0
        TX packets 5761  bytes 826732 (807.3 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
[root@node1 ~]#virt-manager  #启动图形化界面创建虚拟机

图形化安装图示：

使用virsh-manager命令后将出现此图形界面，注意如未此命令需安装virt-manager程序包，需选择安装源。

配置其内存大小及其cpu核心个数

设置主机名存储空间大小等配置

本过程使用已搭建好的cobbler自动化安装

如下为在虚拟机中虚拟出一个虚拟机：

四、virsh命令使用及其实现虚拟磁盘扩容

virsh命令使用：

create：创建并启动域  
domuuid:获取域的uuid 
domid:获取域的id
dominfo:域的信息  
reboot:重启域 
destroy:关闭域  
shutdown:关闭域  
save：保存状态至某文件中
pause：暂停域   
resume：恢复暂停的域  

管理域的资源：
setmem:改变内存大小，不能超过装机时的最大值  
setvcpus:修改域的vcpu数量  
setmaxmem:设置内存最大值 
vcpuinfo:显示vcpu的信息 
实时修改内存大小：
[root@node1 ~]# virsh list #显示已创建的虚拟机，此处在虚拟机中运行着两台使用kvm虚拟化出来的虚拟机
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 3     centos6s                       running
 4     centos6.6                      running

[root@node1 ~]#
[root@node1 ~]# virsh vcpuinfo centos6.6  #查看其虚拟cup的状态信息
VCPU:           0
CPU:            0
State:          running
CPU time:       0.2s
CPU Affinity:   yy

VCPU:           1
CPU:            1
State:          running
CPU time:       0.1s
CPU Affinity:   yy

[root@node1 ~]# virsh dominfo
error: command 'dominfo' requires <domain> option
[root@node1 ~]# virsh dominfo centos6.6
Id:             4
Name:           centos6.6
UUID:           9f12e96f-7bf4-469d-b3e8-79f7e1cf4eee
OS Type:        hvm
State:          running
CPU(s):         2
CPU time:       6.8s
Max memory:     524288 KiB
Used memory:    524288 KiB
Persistent:     yes
Autostart:      disable
Managed save:   no
Security model: none
Security DOI:   0

#指定域的xml格式配置文件，使用此配置文件可快速创建kvm虚拟机
#将此配置文件作出相应的修改提供镜像模板，及其xml配置文件即可快速生成大批量虚拟机
#如下标签需修改：<naem>/<uuid>/<source>/<mac address>等，需与此虚拟机不一样即可
[root@node1 ~]# virsh dumpxml centos6.6 
<domain type='kvm' id='4'>
  <name>centos6.6</name> 
  <uuid>9f12e96f-7bf4-469d-b3e8-79f7e1cf4eee</uuid>
  <memory unit='KiB'>524288</memory> 
  <currentMemory unit='KiB'>524288</currentMemory>
  <vcpu placement='static'>2</vcpu>
  <resource>
    <partition>/machine</partition>
  </resource>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='pc-i440fx-rhel7.0.0'>hvm</type>
    <boot dev='hd'/>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <apic/>
  </features>
  <cpu mode='custom' match='exact'>
    <model fallback='allow'>Opteron_G5</model>
  </cpu>
  <clock offset='utc'>
    <timer name='rtc' tickpolicy='catchup'/>
    <timer name='pit' tickpolicy='delay'/>
    <timer name='hpet' present='no'/>
  </clock>
  <on_poweroff>destroy</on_poweroff>
  <on_reboot>restart</on_reboot>
  <on_crash>restart</on_crash>
  <pm>
    <suspend-to-mem enabled='no'/>
    <suspend-to-disk enabled='no'/>
  </pm>
  <devices>
    <emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2'/>
      <source file='/var/lib/libvirt/p_w_picpaths/centos6.6.qcow2'/>
      <backingStore/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <alias name='virtio-disk0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x07' function='0x0'/>
    </disk>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-ehci1'>
      <alias name='usb'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x7'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci1'>
      <alias name='usb'/>
      <master startport='0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x0' multifunction='on'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci2'>
      <alias name='usb'/>
      <master startport='2'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x1'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci3'>
      <alias name='usb'/>
      <master startport='4'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x2'/>
    </controller>
    <controller type='virtio-serial' index='0'>
      <alias name='virtio-serial0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x0'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='0' model='pci-root'>
      <alias name='pci.0'/>
    </controller>
    <interface type='bridge'>
      <mac address='52:54:00:ee:5e:ce'/>
      <source bridge='br0'/>
      <target dev='vnet0'/>
      <model type='virtio'/>
      <alias name='net0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
    </interface>
    <serial type='pty'>
      <source path='/dev/pts/2'/>
      <target port='0'/>
      <alias name='serial0'/>
    </serial>
    <console type='pty' tty='/dev/pts/2'>
      <source path='/dev/pts/2'/>
      <target type='serial' port='0'/>
      <alias name='serial0'/>
    </console>
    <channel type='unix'>
      <source mode='bind' path='/var/lib/libvirt/qemu/channel/target/domain-centos6.6/org.qemu.guest_agent.0'/>
      <target type='virtio' name='org.qemu.guest_agent.0' state='disconnected'/>
      <alias name='channel0'/>
      <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='1'/>
    </channel>
    <channel type='spicevmc'>
      <target type='virtio' name='com.redhat.spice.0' state='disconnected'/>
      <alias name='channel1'/>
      <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='2'/>
    </channel>
    <input type='tablet' bus='usb'>
      <alias name='input0'/>
    </input>
    <input type='mouse' bus='ps2'/>
    <input type='keyboard' bus='ps2'/>
    <graphics type='spice' port='5900' autoport='yes' listen='127.0.0.1'>
      <listen type='address' address='127.0.0.1'/>
      <p_w_picpath compression='off'/>
    </graphics>
    <sound model='ich6'>
      <alias name='sound0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x0'/>
    </sound>
    <video>
      <model type='qxl' ram='65536' vram='65536' vgamem='16384' heads='1'/>
      <alias name='video0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x02' function='0x0'/>
    </video>
    <redirdev bus='usb' type='spicevmc'>
      <alias name='redir0'/>
    </redirdev>
    <redirdev bus='usb' type='spicevmc'>
      <alias name='redir1'/>
    </redirdev>
    <memballoon model='virtio'>
      <alias name='balloon0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x08' function='0x0'/>
    </memballoon>
  </devices>
</domain>

[root@node1 ~]# ll /var/lib/libvirt/p_w_picpaths/centos6.6.qcow2 #此处为虚拟机的镜像文件存储路径
-rw-r--r-- 1 qemu qemu 85912715264 Dec 11 16:47 /var/lib/libvirt/p_w_picpaths/centos6.6.qcow2
[root@node1 ~]# ll /etc/libvirt/qemu/centos6.6.xml #上诉dump出来配置文件在此路径下
-rw------- 1 root root 3913 Dec 10 21:09 /etc/libvirt/qemu/centos6.6.xml
[root@node1 ~]#

虚拟磁盘扩容：

[root@node1 ~]# qemu-img create -f qcow2 -o ?
Supported options:
size             Virtual disk size
compat           Compatibility level (0.10 or 1.1)
backing_file     File name of a base p_w_picpath
backing_fmt      Image format of the base p_w_picpath
encryption       Encrypt the p_w_picpath
cluster_size     qcow2 cluster size
preallocation    Preallocation mode (allowed values: off, metadata, falloc, full)
lazy_refcounts   Postpone refcount updates
#创建磁盘映像文件大小为20G
[root@node1 ~]# qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata /tmp/test.qcow2 20G
Formatting '/tmp/test.qcow2', fmt=qcow2 size=21474836480 encryption=off cluster_size=65536 preallocation='metadata' lazy_refcounts=off
[root@node1 ~]# ls -lh /tmp/test.qcow2
-rw-r--r-- 1 root root 21G Dec 11 17:12 /tmp/test.qcow2
#将磁盘映像文件添加至kvm虚拟机中
[root@node1 ~]# virsh attach-disk centos6.6 /tmp/test.qcow2 vdb
Disk attached successfully  #表示添加成功
[root@node1 ~]#
#在创建的kvm虚拟机中查看是否存在此虚拟磁盘
[root@localhost ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 85.9 GB, 85899345920 bytes
16 heads, 63 sectors/track, 166440 cylinders
Units = cylinders of 1008 * 512 = 516096 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000ab84c

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *           3         409      204800   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/vda2             409      125239    62914560   8e  Linux LVM
Partition 2 does not end on cylinder boundary.

Disk /dev/mapper/vg0-root: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000


Disk /dev/mapper/vg0-swap: 2147 MB, 2147483648 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000


Disk /dev/mapper/vg0-usr: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000


Disk /dev/mapper/vg0-var: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000

#查看到此vdb时则说明添加至此的虚拟磁盘生效，可对其进行分区格式化使用
Disk /dev/vdb: 21.5 GB, 21478375424 bytes  
16 heads, 63 sectors/track, 41617 cylinders
Units = cylinders of 1008 * 512 = 516096 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000

[root@localhost ~]# fdisk -cu /dev/vdb
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0x67288332.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.

Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

Command (m for help):
Disk /dev/vdb: 21.5 GB, 21478375424 bytes
16 heads, 63 sectors/track, 41617 cylinders, total 41949952 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x35c26476

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vdb1            2048       20480        9216+  83  Linux
/dev/vdb2           20481    41949951    20964735+  83  Linux

Command (m for help): #后续即格式化挂载使用即可

总结：kvm虚拟化技术有着隔离的功能，应用程序都可在相互独立的空间运行而相互不影响彼此，在大型公司运用广泛，上诉所写的内容只是一个入门级别，知道相应的原理之后可结合使用脚本完成自动化的部署，通过脚本自动完成创建虚拟机。

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微信小程序开发之不能使用eval函数的问题

一　eval函数问题 JavaScript中的eval函数是颇受开发者争议的问题之一，问题主要在于其可能导致的不安全性。有关此方面问题，在此不再赘述，读者可能很容易地浏览到许多介绍性文章。但是，eval函数的优点也是很明显的。例如，使用JS编写一个计算器程序，在遇到"2+1-3*5"这样的字符串时，使用eval就可以很容易地计算出，类似如： var s="2+1-3*5"; console.log(eval(s)); 二　微信小程序练手遇到问题（１）微信小程序环境不支持eval函数在学习微信小程序开发过程中，想使用计算器这样的工具编写练练手——主要是想熟悉一下其布局控制技巧。于是，遇到了上面的问题。很自然，想到使用eval函数，因为编程中正是遇到类似于上面的大量字符串——其中包含一个数字表达式。但是，遇到如下错误： VM773:1 Uncaught TypeError: eval is not a function(…) （２）new Function()方案也不行！初步网络探索后，只好想使用eval()函数的替代方法，类似于如下： //计算表达式的值 functioneval...

2016-12-10

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Redis是个支持持久化的内存数据库，redis需要经常将内存中的数据同步到磁盘来保证持久化。 1、RDB方式（Snapshotting默认快照方式）： 1.1）配置： save9001#在900秒(15分钟)之后，如果至少有1个key发生变化，则dump内存快照。 save30010#在300秒(5分钟)之后，如果至少有10个key发生变化，则dump内存快照。 save6010000#在60秒(1分钟)之后，如果至少有10000个key发生变化，则dump内存快照。 1.2）工作原理： 1.2.1）Redis使用fork函数复制一份当前进程（父进程）的副本（子进程）； 1.2.2）父进程继续接收并处理客户端发来的命令，而子进程开始将内存中的数据写入硬盘中的临时文件； 1.2.3）当子进程写入完所有数据后会用该临时文件替换旧的RDB文件，至此一次快照操作完成。 1.3）查看dump.rdb: 127.0.0.1:7000>configgetdir 1)"dir" 2)"/usr/local/redis/db" 127.0.0.1:7000> 1.4）优点： 1.4.1）R...

2016-12-12

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