虚拟化技术之kvm虚拟机创建工具qemu-kvm

　　在前边的博客中我们介绍了如何创建kvm虚拟机，以及一些常用的工具的介绍和使用，今天我们来了解下kvm原始工具qemu-kvm；为什么说qemu-kvm是一个原始的工具呢，如果你用kvm虚拟机，心细的你一定会发现我们不管用什么工具创建kvm虚拟机，在宿主机上表现的都是一个以/usr/libexec/qemu-kvm的进程；这意味着我们之前用的工具它们都调用了qemu-kvm这个工具来创建虚拟机，从而我们在宿主机上看到的都是qemu-kvm进程；如下所示：

　　提示：以上centos7这个虚拟机上我们之前使用virt-install这个工具在命令行中直接创建的；

　　qemu-kvm这个工具是使用kvm虚拟机时核心工具，从上面的进程信息可以看到，它可以完整的实现一个虚拟机实例，模拟出各种IO设备；其实我们在使用内核kvm功能时，我们只安装qemu-kvm就可以使用qemu-kvm这个用户空间工具来使用内核kvm功能了；

　　好了，接下来我们来看看这个神奇的工具qemu-kvm吧！！qemu-kvm这个工具默认安装以后，它会把二进制文件放到/usr/libexec/这个目录下，它这样做的主要目的是不让用户直接在命令行执行它，为了我们不用每次都输绝对路径，我们可以把这个工具连接到我们的PATH环境变量目录下。

　　1、链接qemu-kvm到/usr/bin/目录下

[root@node1 ~]# ll /usr/libexec/qemu-kvm
-rwxr-xr-x 1 root root 5259704 5月  12 23:44 /usr/libexec/qemu-kvm
[root@node1 ~]# ln -sv /usr/libexec/qemu-kvm /usr/bin/
"/usr/bin/qemu-kvm" -> "/usr/libexec/qemu-kvm"
[root@node1 ~]# ll /usr/bin/qemu-kvm
lrwxrwxrwx 1 root root 21 8月  21 18:20 /usr/bin/qemu-kvm -> /usr/libexec/qemu-kvm
[root@node1 ~]#

　　2、查看qemu-kvm的帮助

　　提示：从上面的过滤信息可了解到，qemu-kvm这个工具有变准选项，块设备相关选项，usb相关选项，显示相关选项，网络相关选项，字符设备相关选项，引导相关选项等等；

　　3、qemu-kvm工具使用语法格式

[root@node1 ~]# qemu-kvm -h
QEMU emulator version 1.5.3 (qemu-kvm-1.5.3-173.el7_8.3), Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard

WARNING: Direct use of qemu-kvm from the command line is not supported by Red Hat.
WARNING: Use libvirt as the stable management interface.
WARNING: Some command line options listed here may not be available in future releases.

usage: qemu-kvm [options] [disk_image]

'disk_image' is a raw hard disk image for IDE hard disk 0

　　提示：从上面的帮助信息可以看到，qemu-kvm这个工具使用很简单，就是qemu-kvm +一堆选项来创建虚拟机；

　　4、qemu-kvm标准选项

　　　　-machine [type=]name：-machine help是用来获取支持的主机类型列表，该选项用来指定虚拟主机的类型；支持的类型有kvm, xen, tcg，默认不指定是tcg类型；

　　　　-cpu cpu：-cpu help来获取支持的cpu类型列表；用于指定要模拟的CPU型号；-cpu hsot表示模拟和宿主机一样信号的cpu

　　　　-smp n[,maxcpus=cpus][,cores=cores][,threads=threads][,sockets=sockets]：用于指定cpu架构，其中socket表示有几颗CPU；cores表示每颗cup有几核心；threads表示每个CPU核心有机线程；maxcpus=socket*cores*threads；n等于小于maxcpus即可；

　　　　-boot [order=drives][,once=drives][,menu=on|off] [,splash=sp_name][,splash-time=sp_time][,reboot-timeout=rb_time][,strict=on|off]：该选项用于指定启动设备顺序的；order：各设备的引导次序：c表示第一块硬盘，d表示第一个光驱设备；-boot order=dc,once=d；once表示第一次启动使用什么设备引导，once=d表示第一次启动使用光驱设备引导；

　　　　-m megs：以M为单位指定虚拟机的内存大小；

　　　　-name NAME：指定当前虚拟机的名称，要惟一；

　　5、块设备相关的选项

　　　　-hda/-hdb file：指明IDE总线类型的磁盘映射文件路径；第0和第1个；依次类推-hdc/-hdd file就表示第2和第3个IDE类型的磁盘；通常这种方式使用的很少，比较常用的方式是直接用-drive 来指定设备总线的类型；

　　　　-cdrom file：指定要使用光盘映像文件；

　　　　-drive [file=file][,if=type][,media=d][,index=i] [,cache=writethrough|writeback|none|directsync|unsafe][,format=f]：用来指定虚拟设备的相关属性；其中file表示映像文件；if=TYPE：块设备总线类型，常用的总线类型有ide, scsi, sd, floppy, virtio等等；media=TYPE：介质类型，常用的介质类型有cdrom和disk；index=i：设定同一类型设备多个设备的编号；cache=writethrough|writeback|none|directsync|unsafe：缓存方式；none表示不使用cache；format=f：磁盘映像文件的格式；

　　6、显示相关选项

　　　　-display type：显示的类型，sdl, curses, none和vnc；

　　　　-nographic：不使用图形接口； 不使用图形接口就表示没有显卡，没有显卡就只能使用串口来串行显示；

　　　　-vga [std|cirrus|vmware|qxl|xenfb|none]：模拟出的显卡的型号；

　　　　-vnc display[,option[,option[,...]]]]：启动一个vnc server来显示虚拟机接口； 让qemu进程监听一个vnc接口；在前边的博客中我们也介绍过vnc，vnc会与窗口号进行关联，第0号窗口就对应宿主机的5900端口；我们可以这样理解，第n号窗口，它对应宿主机上的端口就是5900+n；这里的n是从0开始；通常我们这里指定的都是窗口号；当然也是可以值指定监听的地址和端口，也可以指定密码；

　　　　-monitor stdio：在标准输出上显示monitor界面；Ctrl-a, c：在console和monitor之间切换；

　　7、网络相关选项

　　　　-net nic[,vlan=n][,macaddr=mac][,model=type][,name=str][,addr=str][,vectors=v]：用于指定创建虚拟机时在虚拟机上对应的接口相关属性；model=type：指明模拟出的网卡的型号，常用的网卡型号有ne2k_pci,i82551,i82557b,i82559er,rtl8139,e1000,pcnet,virtio；可以使用qemu-kvm -net nic,model=?来查看支持虚拟的网卡型号；macaddr=mac：指明mac地址；默认是52:54:00:开头；

　　　　-net tap[,vlan=n][,name=str][,fd=h][,fds=x:y:...:z][,ifname=name][,script=file][,downscript=dfile]:用于指定创建虚拟机时在宿主机上对应的接口相关属性；script=file：启动虚拟机时要执行的脚本，默认为/etc/qemu-ifup（一般需要手动编写）；downscript=dfile：关闭虚拟机时要执行的脚本，/etc/qemu-ifdown（不需要手动编写，它自身就可以不依赖脚本从而卸载掉相关接口）；ifname=NAME：自定义接口名称；

　　8、其他选项

　　　　-daemonize：以守护进程运行；

　　好了，简单的了解了上述的选项以后我们就可以来使用qemu-kvm创建一个虚拟机了；

　　示例：用qemu-kvm来创建虚拟机

　　准备工作

　　创建磁盘，这个步骤如果还不熟悉，请参考我的博客《虚拟化技术之kvm磁盘管理工具qemu-img》；

[root@node1 ~]# ll /kvm/images/
总用量 1560712
-rw-r--r-- 1 qemu qemu 1598226432 8月  21 19:08 centos7.qcow2
[root@node1 ~]# qemu-img create -f qcow2 /kvm/images/test.img 5G
Formatting '/kvm/images/test.img', fmt=qcow2 size=5368709120 encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off
[root@node1 ~]# ll /kvm/images/
总用量 1560908
-rw-r--r-- 1 qemu qemu 1598226432 8月  21 19:08 centos7.qcow2
-rw-r--r-- 1 root root     197120 8月  21 19:18 test.img
[root@node1 ~]#

　　准备/etc/qemu-ifup脚本

#!/bin/bash

bridge=br0

if [ -n "$1" ];then
        ip link set $ up
        sleep
        brctl addif $bridge $
        [ $? -eq  ]&& exit  || exit
else
        echo "Error:no interface specified."
        exit
fi

　　提示：以上脚本就做了一件事，判断传过来的网卡是否存在，如果存在就把它关联到$bridge指定的桥上，并启动起来；如果传过来的网卡名称不存在，则报错没有指定的网卡，然后退出；最后别忘记给这个脚本加上可执行权限；

　　查看宿主机是否有br0，没有就创建一个br0，并把宿主机网卡ens33桥接到br0上；

[root@node1 ~]# ifconfig -a
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.0.41  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.0.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe9a:dbd6  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:9a:db:d6  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 3943  bytes 356924 (348.5 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 2719  bytes 545299 (532.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 40  bytes 3112 (3.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 40  bytes 3112 (3.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

virbr0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether 52:54:00:45:06:15  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 285  bytes 18774 (18.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 246  bytes 19814 (19.3 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

virbr0-nic: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 52:54:00:45:06:15  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

vnet0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::fc54:ff:feff:51f1  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether fe:54:00:ff:51:f1  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 285  bytes 22764 (22.2 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 4051  bytes 217914 (212.8 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

[root@node1 ~]#

　　提示：从上面的输出信息可以看到br0并不存在；

　　手动创建br0配置文件，并修改ens33的配置文件

[root@node1 network-scripts]# cat ifcfg-br0
TYPE=Bridge
NAME=br0
DEVICE=br0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.0.41
PREFIX=24
GATEWAY=192.168.0.1
DNS1=192.168.0.1
[root@node1 network-scripts]# cat ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0
[root@node1 network-scripts]#

　　重启网络

[root@node1 network-scripts]# systemctl restart network
[root@node1 network-scripts]#
[root@node1 network-scripts]# ifconfig
br0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.0.41  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.0.255
        inet6 fe80::cc1c:b2ff:fe49:1138  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:9a:db:d6  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 20  bytes 2000 (1.9 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 36  bytes 4708 (4.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 00:0c:29:9a:db:d6  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 4544  bytes 411254 (401.6 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 3108  bytes 608414 (594.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 40  bytes 3112 (3.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 40  bytes 3112 (3.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

virbr0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether 52:54:00:45:06:15  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 287  bytes 18878 (18.4 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 248  bytes 19946 (19.4 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

vnet0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::fc54:ff:feff:51f1  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether fe:54:00:ff:51:f1  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 287  bytes 22896 (22.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 4312  bytes 231514 (226.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

[root@node1 network-scripts]#

　　提示：如果重启网络后，crt没有断开，说明我们配置的网络没有问题；从上面的信息可以看到br0已经创建，并且拥有一个地址原是ens33的地址，而ens33现在却没有了地址，它直接桥接到br0上；

　　准备好以脚本，磁盘文件，网络环境后，我们就可以基于某个光盘镜像来创建一个桥接到br0的虚拟机

[root@node1 network-scripts]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 1     centos7                        running

[root@node1 network-scripts]# qemu-kvm -name test \
> -smp 2,maxcpus=4,sockets=2,cores=2 \
> -m 1024 \
> -cpu host \
> -drive file=/kvm/images/test.img,media=disk,if=virtio,cache=writeback,format=qcow2, \
> -drive file=/kvm/iso/CentOS-7-x86_64-Minimal-1708.iso,media=cdrom \
> -boot order=dc,once=d \
> -vnc :1 \
> -net nic,macaddr=52:54:00:00:00:01,model=virtio \
> -net tap,script=/etc/qemu-ifup \
> -daemonize
[root@node1 network-scripts]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 1     centos7                        running

[root@node1 network-scripts]#

　　提示：默认直接手动使用qemu-kvm来创建虚拟机，在virsh list 中山看不到的；

　　提示：从上面的截图来看，我们虚拟机应该正常跑起来了，我们指定的1号窗口对应的端口已经处于监听状态，在进程列表中也能看到我们手动执行的命令也运行成进程；

　　验证：用vnc连接宿主机的1号窗口，看看是否有虚拟机运行？

　　提示：通过vnc连接1号窗口，可以看到我们指定的虚拟机已经创建好，正等着我们去装系统；

　　提示：装好系统以后，我们需要关闭虚拟机（直接kill掉宿主机对应的进程即可），启动虚拟机时我们需要把光驱给卸载掉（不指定光驱设备），或者修改启动次序，不然它会一直以光驱做系统引导；

　　关闭虚拟机

　　修改启动次序，再次启动虚拟机

　　提示：这里我们在原有的命令上，把once=d修改成once=c，其他选项都不要变；意思本次创建虚拟机，第一引导设备上是第一块硬盘；

　　现在用vnc连接宿主机的1号窗口，看看虚拟机里装的系统是否启动起来了呢？

　　提示：可以看到虚拟机里的系统已经正常启动了；从上面的过程来看，qemu-kvm本质上没有像virt-manager那样用图形界面创建虚拟机，装系统简单，我们需要手动的去指定各种设备，以及解决启动顺序，网络等等问题；所以通常qemu-kvm是通过一个磁盘镜像模板来（就是装有系统的磁盘文件），然后配合网络环境来启动虚拟机；

　　从上面vnc连接虚拟机控制台看，eth0处于关闭状态，接下来我们把eth0启动起来，看看它是否获取同宿主机br0桥上同网段的ip地址呢？

　　提示：临时启动eth0以后，可以看到eth0上就获取到了一个192.168.0.0网段地址，和宿主机br0在同一网段，说明虚拟机的网络上桥接到宿主机上的物理网卡上；以上是临时启动eth0，要用就开机自动启动，需要修改配置文件；