安装KVM需要Intel VT-x或AMD-V CPU支持虚拟化,运行＃egrep′（vmx|svm）′/proc/cpuinfo（见图2）,查看CPU是否支持虚拟化（单CPU模拟多CPU并行）, vmx代表Intel 处理器, svm代表AMD 处理器,如果输出信息显示vmx或svm关键词则表示此CPU支持虚拟化,并需要在BIOS中打开CPU的虚拟化功能。

图2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 验证虚拟化

支持KVM的Linux操作系统内核版本需2．6．20以上。下面介绍深圳大学图书馆基于CentOS5．5^{[ 3]} Linux操作系统中KVM环境安装。该版本系统有两个内核,一个是Xen内核,另一个是带有KVM模块的内核,此内核支持KVM全虚拟化。在操作系统安装完成以后修改/boot/grub/grub．conf（见图3）文件并重启操作系统,系统开始运行带有kvm、kvm_intel模块的内核。

图3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 grub．conf

KVM虚拟化应用中必须运行的软件有用户空间模拟器qemu-kvm、桥接客户机网络的工具包bridge-utils。此版本操作系统还带有一个虚拟机监控程序Libvirt^{[ 4]},它是一套开源的支持Linux下主流虚拟化工具的C函数库, 是一个软件集合,这些软件包括一个API库、一个Daemon（Libvirtd）和一个命令行工具virsh（管理和配置虚拟机）、virt-manager（界面工具）。

根据分析可知：物理服务器的瓶颈主要来自于CPU,如何避免这种情况的发生是虚拟化应用的一个关键。有如下两种解决方法：

（1）升级RAM或者CPU一般就可以解决CPU/RAM瓶颈。但是,此方法可能会面临一些限制,例如不能增加超过主板所能支持的更多RAM或者处理速度更快的CPU。

（2）裸设备^{[ 5]}磁盘：裸设备是一种特殊类型的块设备文件,允许以直接访问硬盘的方式访问一个存储设备,而不经过操作系统的高速缓存和缓冲器。根据裸设备的这种特性,可以将虚拟机本身以块的形式安装在裸设备中。KVM支持两种安装方式：图形化安装^{[ 6]}和命令行安装。通过命令行安装虚拟机的方式介绍裸设备在KVM中的使用,如图4所示：

图4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 虚拟机安装

图4从CD-ROM安装一台名称为“linux5”,内存为512MB,网络为桥接方式的虚拟机。该虚拟机以Block形式存放在/dev/sdb设备中（注意：在生产环境中--file参数要使用设备的唯一识别地址）,未指定的参数采用默认安装方式,通过VNC客户端进入操作系统安装界面。virt-install的其他参数说明参考 virt-install-help。图4中各参数说明如下：

--name 新的虚拟机的名称

--network 网络连接方式

--ram 挂载内存大小

--file 磁盘设备

--cdrom 安装的CDROM的ISO文件

目前,服务器上通常配置的都是1GB速率的网卡,而一台运行有几十台虚拟机的物理服务器,且如果虚拟机是存放在NAS或ISCSI形式的存储中,1GB速率的网卡显然无法满足需求。

Linux操作系统一般都支持双网卡的绑定,通过将两张物理网卡绑定成一张逻辑网卡,实现链路的冗余以及流量的负载。

深圳大学图书馆中,每台物理服务器配置有4块网卡,将每两张网卡进行绑定,形成两张逻辑网卡。配置两张逻辑网卡各作为一个单独的bridge（br0,br1）,虚拟机平均分配br0和br1。

在KVM中,还可以对网络进行更深一步的优化, KVM支持三种网卡设备：RTL8139、E1000和半虚拟化VirtIO^{[ 7]}。经过测试,VirtIO设备的性能可以大大接近物理网卡设备的性能。具体的方法是：为虚拟机添加VirtIO半虚拟化网卡设备;在虚拟机中安装半虚拟化驱动。

每一台运行着的虚拟机本身都存放在物理服务器磁盘中,而事实上合理的做法是将它们存放在挂载在物理服务器下的存储中,这样不仅提高了虚拟机系统文件的安全性,而且也能极大地提高虚拟机操作系统的运行速度。

KVM虚拟机支持的磁盘类型包括IDE、SCSI和VirtIO。深圳大学图书馆采用的是VirtIO方式,此类型磁盘设备可以使虚拟机存储的I/O接近物理磁盘性能。VirtIO必须在虚拟机处于在线状态下添加,它也是实施高可用服务器的必要条件。操作方法如下：

＃virsh attach-disk demoname /dev/sd＊ vd＊ --附加存储

＃virsh detach-disk demoname vd＊ --删除存储

设备附加成功后,需在虚拟机安装相应的半虚拟化驱动程序。此种方式通过配合其他脚本可以实现高可用虚拟服务器^{[ 8]}。Linux虚拟机挂载VirtIO磁盘需在虚拟机中加载apicphp模块。

Linux内核对于磁盘设备的映射取决于三个顺序：磁盘驱动程序的加载;主机PCI插槽的监测;磁盘本身的监测。所以,在出现热插拔某些设备、重启等特殊情况下,实际磁盘在Linux下映射的设备文件可能由于这种“排队”的原因而发生改变,这样会出现虚拟机启动失败的情况,甚至导致数据丢失。为解决此问题,本文提供以下两种解决方法：

（1）UUID—通用唯一识别码

每一个LUN设备在/dev/disk/by-id目录下找到一个固定不变的以scsi开头的UUID标识编码（见图5）。而Linux文件系统的启动加载都是按照UUID来加载的,所以上层不会受到影响。

图5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 by-uuid

（2）udev方法

①获得裸设备的WWID。方法如下：

[root@centOS1 ~]＃scsi_id -g -s /block/sdc

360022a110002303fe83684d100000046

②创建规则,注意文件名不可随意命名,详情见 man udev。方法如下：

[root@centOS1 ~]＃vi /etc/udev/rules．d/20-names．rules

KERNEL==＂sd＊＂, BUS==＂scsi＂, PROGRAM==＂/sbin/scsi_id -g -u -s ％p＂, RESULT==＂360022a110002303fe83684d1 00000046＂, SYMLINK+=＂devicename％n＂

在虚拟化系统中,一般会为网桥分配一个IP作为管理地址。深圳大学图书馆经过一年的运行发现,在系统运行过程中,总难以避免在访问高峰期对物理服务器进行一些数据操作,比如同步备份、上传下载数据等,而这些操作必定会占用大量的带宽。为了使这些操作不影响虚拟机访问速度,深圳大学图书馆采用“单独网卡+管理地址”的方式进行管理,这样不仅避免了这些数据经过网桥,而且也将业务地址和管理地址进行了分离,增加了网络稳定性。