虚拟网络调研2（centos, kvm, VMware虚拟化引擎）

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2023-05-29 03:55 22阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1 什么是KVM
 *   *  1.1 QEMU
     *  2.1 stream ISO vs. linux DVD ISO?
     *  2.2 装CentOS
     *  2.3 VMware虚拟化引擎
 *  3 遇到的问题记录

占坑  
libvirt？  
libvirt：操作和管理KVM虚机的虚拟化 API，使用 C 语言编写，可以由 Python,Ruby, Perl, PHP, Java 等语言调用。可以操作包括 KVM，vmware，XEN，Hyper-v, LXC 等 Hypervisor。

# 1 什么是KVM #

[KVM详解][KVM]

KVM 全称是 基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine），它是一个 Linux 的一个内核模块，该内核模块使得 Linux 变成了一个 Hypervisor。

是Linux内核模块，在2.6.20版本以上都有（待验证）

KVM需要支持虚拟化扩展的 CPU

KVM是一种完全虚拟化的方式

## 1.1 QEMU ##

QEMU为kvm提供I/O虚拟化。其实 QEMU 原本不是 KVM 的一部分，它自己就是一个纯软件实现的虚拟化系统，所以其性能低下。QEMU 代码中包含整套的虚拟机实现，包括处理器虚拟化，内存虚拟化，以及 KVM需要使用到的虚拟设备模拟。

为了简化代码，KVM 在 QEMU 的基础上做了修改。VM 运行期间，QEMU 会通过 KVM 模块提供的系统调用进入内核，由 KVM 负责将虚拟机置于处理的特殊模式运行。遇到虚机进行 I/O 操作，KVM 会从上次的系统调用出口处返回 QEMU，由 QEMU 来负责解析和模拟这些设备。

从 QEMU 的角度看，也可以说是 QEMU 使用了 KVM 模块的虚拟化功能，为自己的虚机提供了硬件虚拟化加速。除此以外，虚机的配置和创建、虚机运行说依赖的虚拟设备、虚机运行时的用户环境和交互，以及一些虚机的特定技术比如动态迁移，都是 QEMU 自己实现的。

早期的qemu使用kqemu加速，后来使用qemu-kvm模块加速

\# 2 CentOS、Debian、Ubuntu 看了这篇文章写的不错：\[CentOS、Ubuntu、Debian三个linux比较异同\](https://www.cnblogs.com/cnsong/p/6719635.html) 打算下个CentOS和Debian玩一玩。之前只用过Ubuntu，装虚拟机的话新手友好（有图形界面），买vps可能还是用前两种更好吧，毕竟便宜，以后搭工具可能用得着。。。（溜

## 2.1 stream ISO vs. linux DVD ISO? ##

下载[CentOS][]的时候看到这个：  
![download centos][]  
大概流式ISO是用于参与CentOS开发的，反正下载第一个就vans了点进去可以选阿里云或者华为节点。

## 2.2 装CentOS ##

第一次装的时候遇到"pane is dead"这个问题，百度了一下发现遇到这个问题的还挺多，说法也不一，按照最简原则（我觉得应该先从简单的原因开始考虑，网上有些东西说起来多么复制，其实一开始我应该不会遇到那么复杂的问题），就是两个IDE都要选择镜像文件  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
不管这里原来是什么东西，把它改成安装系统的镜像文件地址。虽然还不清楚为什么有两个CD/DVD，也不知道为什么两个都要选成这个。先把安装解决了，这个问题放着后面来。

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同，听说到这一步要选第一个不能选第二个，否则会出现xxxx问题，但我没有试过，第一次就选了第一行（天选之子哈哈哈  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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在“软件选择”这个地方卡了很久，不知道该怎么选，最后选了最小安装+附加选项（选择了附加项中的标准安装、开发工具以及一个跟yum相关的包，忘记叫什么了，当时没记录）。不知道装kvm等虚拟机管理器要不要选虚拟化相关的包啊，刚开始玩准备搞个最简单的试试了，听说以后缺什么可以用yum添加。

看到后面，果然，可以在装RedHat Linux的时候[直接装上kvm][kvm]。但这个说的是RedHat Linux，我记得CentOS也算是RedHat Linux吧？太迷了，整这么多版本做什么，搞得我脑壳疼。  
![抱头][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
原来如此：[CentOS和RedHat的区别与联系][CentOS_RedHat]

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## 2.3 VMware虚拟化引擎 ##

查看本机器的CPU是否支持虚拟化扩展：本机器的cpu是intel，但在/proc/cpuinfo中没有读到vmx标记，说明不支持硬件辅助虚拟化，但KVM需要支持虚拟化扩展的CPU：  
![cpuinfo][]  
打开虚拟机管理，里面有三个选项，这个虚拟化引擎我一个都没选，估计是要选这个才行。我在想要是当初安装的时候不是最小安装而是选了虚拟化主机，那会不会安装失败呢。  
![虚拟化引擎][20191106163747598.png]  
**Intel VT-x/EPT**（IBM虚拟化漫谈一文中这样介绍）：

> 硬件辅助虚拟化（Hardware-Assisted Virtualization）  
> 硬件辅助虚拟化是指借助硬件（主要是主机处理器）的支持来实现高效的全虚拟化。例如有了 Intel-VT 技术的支持，Guest OS 和 VMM 的执行环境自动地完全隔离开来，Guest OS 有自己的“全套寄存器”，可以直接运行在最高级别。因此在上面的例子中，Guest OS 能够执行修改页表的汇编指令。Intel-VT 和 AMD-V 是目前 x86 体系结构上可用的两种硬件辅助虚拟化技术。

为了避免两次地址映射或两次ring3->ring0转换带来的性能消耗。[参考链接][kvm]

>  *  Intel VT-X技术实现的功能是减少虚拟机运行时虚拟机和物理机得到双重系统调用所产生的高Context Switch。也就是说，虚拟机的进程在要先从虚拟机ring3转到ring0，再从物理机的ring3转到ring0，性能有很大损失，而Intel VT-X就是为了解决这一问题而产生的技术。
>  *  Intel RPT技术则是为了解决虚拟机的虚拟内存映射问题。虚拟机的虚拟内存要映射到虚拟机的物理内存上面，而虚拟机的物理内存相当于物理机的虚拟内存，物理机的虚拟内存也是要映射到物理机的物理内存上面的，所以这双重转换会造成很大的资源消耗，RPT技术就是减小这个消耗的。
>  *  AMD实现的功能和Intel的功能类似

**虚拟化CPU性能计数器** ：  
性能计数器（counter）是描述服务器或操作系统性能的一些数据指标。

CPU 性能监控计数器 (PMC) 为软件提供了一种监控和衡量处理器性能的方法。启用虚拟性能监控计数器 (vPMC) 功能以允许在虚拟机中运行的软件访问此性能信息，如在物理机中运行一样。

**虚拟化IOMMU**：  
IOMMU：Input/Output memory management unit（IO内存管理单元）  
iommu这块还是不太懂，大概明白是可以减少地址转换的开销，但不知道为什么可以减少，对DMA的工作机制理解不到位。[iommu简述][iommu]  
同时，使用iommu还增加了安全性，使设备DMA不能访问全部的物理地址空间。（老实说这句也不是特别能理解）  
可以让32位的设备访问64位的地址空间。

***虚拟化引擎总结***：这都几层虚拟化了！看完之后才理解到，虚拟化的Intel VT-x或IOMMU就是假装这个系统运行在支持硬件辅助虚拟化的物理机上，而实际上，这个系统是个虚拟机，他运行在一个虚拟的物理主机上，VMware虚拟了一个带有硬件辅助虚拟化的物理主机，这跟VMware所在的主机是否支持硬件辅助虚拟化并没有关系。哈哈哈好绕啊 不过我终于绕出来了。

所以，我觉得在这个问题上，只需要勾选第一项就行了，打开硬件辅助虚拟化。CPU性能计数器和IOMMU暂时看上去都是不需要的，先写在这里，后面再看。

重启虚拟机再查看一次/proc/cpuinfo：  
![cpuinfo][cpuinfo 1]  
出现了！vmx！嘻嘻嘻

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**VMware ESX 和 VMware ESXi**

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[CentOS开机出现两个模式][CentOS 1]，一个是正常模式，一个是紧急模式。

# 3 遇到的问题记录 #

**(1) shutdown & halt**  
用了shutdown 之后不会马上关机，而是间隔一分钟，期间可以用shutdown -c取消；马上关机的话使用shutdown -h now指定关机时间。我在普通用户模式下不能使用halt关机，会出现"failed to talk to init daemon"，在网上查了有人是reboot的时候出现这个问题，可以用reboot -f强行解决，但不知道是什么原因造成的。  
![halt failed][]  
我自己看这个提示像是权限不够，我现在这个用户是个普通用户。于是使用root给该用户添加权限变成管理员用户，再sudo halt，成功。不过我又开始迷了，halt到底是个啥，我之前shutdown之后直接就到了虚拟机关机后的界面，而现在……  
![Halting][]  
这就一直停在这不动了，虚拟机弹出提示 **“客户机操作系统已禁用 CPU，请关闭或重置虚拟机”**。我是谁我在哪我干了什么……  
在网上查了一波，众说纷纭，有的是认为BIOS出了问题，要进入固件去修复；有的说要去任务管理器-右键进程-关系设置中勾选进程和CPU的关系，但是我的任务管理器里面并没有这个选项……打扰了。看了一波觉得没用或者太复杂，直接选择了重启，然后就正常了。。。。。果然重启大法好，摊手.jpg。但是问题就是我以后不能用halt，只能shutdown

**(2) pane is dead**  
每次重装centos都会遇到pane is dead的问题，明明在创建的时候只有一个CD/DVD的硬件，创建之后就变成了两个，其中一个默认的iso文件是autoinst.iso，改成centos的系统镜像就可以了。  
![在这里插入图片描述][20191225155750140.png]

[KVM]: https://blog.csdn.net/bbwangj/article/details/80465320#1.%20KVM%20%E4%BB%8B%E7%BB%8D
[CentOS]: https://www.centos.org/download/
[download centos]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191105111423826.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191122154104658.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191122154452357.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[kvm]: https://blog.csdn.net/qq_32907349/article/details/51491555
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/201911061659518.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[CentOS_RedHat]: https://www.cnblogs.com/jing99/p/7904129.html
[cpuinfo]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191106163554898.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0pOMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191106163747598.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191106163747598.png
[iommu]: https://www.jianshu.com/p/dd8ab6b68c6a
[cpuinfo 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191110221829704.png
[CentOS 1]: https://www.cnblogs.com/jcblog/p/6431252.html
[halt failed]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191106160848948.png
[Halting]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191107101043249.png
[20191225155750140.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191225155750140.png