KVMの概念、アーキテクチャ、機能、一般的なツール、仮想化の展開に関する詳細な説明

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概要

一般的に、仮想化には 2 つのタイプがあります。

ハイパーバイザーはホストのロジックに直接インストールされます。

ハイパーバイザーは物理マシンに直接インストールされ、複数の仮想マシンがハイパーバイザー上で実行されます。
ハイパーバイザーの実装は通常、特別にカスタマイズされた Linux システムです。 Xen と VMWare の ESXi はどちらもこのタイプに属します。

KVM の概念

KVM はカーネルベースの仮想マシンの略です。これは、Linux をハイパーバイザーに変換する Linux カーネルモジュールです。

これは、2008 年に Red Hat に買収された Quramnet によって開発されました。x86 (32 ビットおよび 64 ビット)、s390、Powerpc などの CPU をサポートし、Linux 2.6.20 以降では Linux カーネルにモジュールとして組み込まれています。

ただし、KVM には仮想化拡張機能をサポートする CPU が必要です。

KVM アーキテクチャ

KVM は、仮想化拡張機能 (Intel VT または AMD-V) を備えた X86 ハードウェアに基づくオープンソースの Linux ネイティブ完全仮想化ソリューションです。 KVM では、仮想マシンは通常の Linux プロセスとして実装され、標準の Linux スケジューラによってスケジュールされます。仮想マシンの各仮想 CPU は、通常の Linux プロセスとして実装されます。これにより、KMV は Linux カーネルの既存の機能を使用できるようになります。

ただし、KVM 自体はハードウェアエミュレーションを実行しないため、クライアントスペースプログラムが /dev/kvm インターフェイスを介してクライアント仮想サーバーのアドレス空間を設定し、シミュレートされた I/O を提供し、ビデオディスプレイをホストのディスプレイにマップし直す必要があります。現在このアプリケーションは QEMU です。

Linux 上のユーザー空間、カーネル空間、仮想マシン:

KVM アーキテクチャ

例:

ゲスト: CPU (vCPU)、メモリ、ドライバー (コンソール、ネットワークカード、I/O デバイスドライバーなど) を含むクライアントシステムは、KVM によって制限された CPU モードで実行されるように配置されます。
KVM: カーネル空間で実行され、CPU とメモリの仮想化、およびクライアント I/O インターセプションを提供します。ゲストの I/O が KVM によってインターセプトされた後、処理のために QEMU に渡されます。
QEMU: ユーザー空間で実行され、ハードウェア I/O 仮想化を提供し、IOCTL /dev/kvm デバイスを介して KVM と対話する、KVM 仮想マシン用に変更された QEMU コード。

KVM の機能

KVM でサポートされる機能は次のとおりです。

CPUとメモリのオーバーコミットをサポート
準仮想化 I/O (virtio) のサポート
ホットプラグをサポート（CPU、ブロックデバイス、ネットワークデバイスなど）
対称型マルチプロセッシング（SMP）をサポート
ライブマイグレーションをサポート
PCIデバイスの直接割り当てとシングルルートI/O仮想化（SR-IOV）をサポート
カーネル同一ページマージ (KSM) をサポート
NUMA (非均一メモリアクセス) をサポート

KVM 共通ツール

ここでは、KVM の一般的なツールについて簡単に紹介します。

libvirt: KVM 仮想マシンを操作および管理するための仮想化 API。これは C で書かれており、Python、Ruby、Perl、PHP、Java などの言語から呼び出すことができます。 KVM、vmware、XEN、Hyper-v、LXC などのハイパーバイザーを操作できます。

Virsh: libvirt ベースのコマンドラインツール (CLI)

Virt-Manager: libvirt をベースにした GUI ツール

virt-v2v: 仮想マシンフォーマット移行ツール

virt-*ツール: Virt-install (KVM仮想マシンを作成するためのコマンドラインツール)、Virt-viewer (仮想マシン画面に接続するためのツール) など

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

画面を開閉するツール）、Virt-clone（仮想マシンのクローン作成ツール）、virt-topなど。

sVirt: セキュリティツール

kvmをインストールする

1. システムが仮想化をサポートしているかどうかを確認する

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

2. ソフトウェアをインストールする

--CentOSの最小インストールではいくつかの基本パッケージがインストールされます 
 yum インストール epel-release net-tools vim 解凍 zip wget ftp -y
 --centos6  
 yum groupinstall "仮想化"   「仮想化クライアント」   「仮想化プラットフォーム」   「仮想化ツール」 -y
 --centos7  
 yum インストール *qemu* *virt* *kvm* -y

3. サービスを開始する

/etc/init.d/libvirtd を起動

4. kvm モジュールのロードを確認します。

 lsmod | grep kvm
 kvm_intel 53484 3
 kvm 316506 1 kvm_intel

5. kvmをアンインストールする

yum で rpm -qa を消去します | egrep '(qemu|virt|kvm)' `
 rm -rf /var/lib/libvirt /etc/libvirt/

6. 接続プールを作成する

1. フォルダベースのストレージプール（ディレクトリ）を作成する
mkdir -p /data/vmfs
 2. ストレージプールとそのディレクトリを定義する
virsh pool-define- as vmdisk --type dir --target /data/vmfs  
 3. 定義済みのストレージプールを作成する
（1）定義済みのストレージプールを作成する
virsh プールビルド vmdisk
 （２）定義されたストレージプールを確認します。ストレージ プールはアクティブ化されていない場合は使用できません。
 virsh プールリスト--all  
 4. 定義されたストレージプールをアクティブ化し、自動的に起動する
virsh プール開始 vmdisk
 virsh プール自動起動 vmdisk
ここで vmdisk ストレージ プールが作成され、このストレージ プール内に仮想ディスク ファイルを直接作成できます。
 5. ストレージプールに仮想マシンストレージボリュームを作成する
（１）ストレージプールに仮想マシンストレージボリュームを作成する
virsh vol- create - as vmdisk oeltest03.qcow2 20G --format qcow2  
 （２）作成した仮想マシンストレージボリュームに基づいて仮想マシンをインストールする
virt-install --name=oeltest03 --os-variant=RHEL6 \  
 --ram 1024 --vcpus=1 --disk パス=/data/vmfs/oeltest03.qcow2, \  
フォーマット=qcow2、サイズ=20、バス=virtio --accelerate --cdrom \  
 /data/iso/oel63x64.iso --vnc --vncport=5910 \  
 --vnclisten=0.0.0.0 --ネットワーク ブリッジ=br0,モデル=virtio --noautoconsole