用KVM虛擬化網絡服務

引言：最近，單位購進一臺配置較高的服務器，準備將單位重要的網絡服務安裝在這一臺服務器上，同時要兼顧維護方便。筆者決定采用服務器虛擬化來解決。由于單位的門戶網站、數據中心和電子郵件都是基于Linux系統(tǒng)，從兼容性和經濟性方面考慮，筆者準備采用基于Linux系統(tǒng)的KVM解決方案。

單位的服務器設備大都是2009年左右采購的，早已進入淘汰期，受經費的限制，一直沒有得到更新。雖然在管理員的精心維護之下，這些設備大部分還在正常運行，但由于單位的門戶網站、數據中心、電子郵件等重要服務都安裝在這些設備之上，管理維護的壓力越來越大。不久前，單位終于購進了兩臺配置較高的服務 器（E5-2620V3×2，64G，1T×6），除有一臺必須安裝指定服務外，還有一臺服務器可以自由支配。怎樣將單位重要的網絡服務安裝在一臺服務器上面，同時又要兼顧維護方便呢？筆者不禁打起了服務器虛擬化的主意。

目前，常見的服務器虛擬化解決方案有基于Linux系統(tǒng)的KVM，基于Windows系統(tǒng)的Hyper-V，以及適合任何系統(tǒng)的老牌虛擬化軟件VMware。由于單位的門戶網站、數據中心和電子郵件都是基于Linux系統(tǒng)，從兼容性和經濟性方面考慮，筆者準備采用基于Linux系統(tǒng)的KVM解決方案。

安裝配置KVM服務器

KVM服務器系統(tǒng)我們準備采用最新的CentOS7，CentOS是 RHEL（Red Hat Enterprise Linux）源代碼再編譯的產物，而且在RHEL的基礎上修正了不少已知的Bug，相對于其他Linux發(fā)行版，其穩(wěn)定性值得信賴。

1.安裝CentOS系統(tǒng)

從CentOS官方網站下載最新的DVD版本，刻錄DVD光盤或者寫入優(yōu)盤進行系統(tǒng)安裝。在安裝過程中我們需要注意以下幾點：系統(tǒng)默認語言盡量選擇英語，如果選擇中文，將來使用VNC遠程管理的時候會出現亂碼。軟件選擇使用“最小虛擬化主機”（如圖1），其他軟件需要的時候再安裝。手動配置硬盤分區(qū)，根據自己的需要，可以為虛擬機劃分單獨的硬盤空間（比如劃分單獨的/data分區(qū)）。

系統(tǒng)安裝完畢以后，首先運行yum update更新一下系統(tǒng)，將系統(tǒng)升級到最新，然后運行以下命令，查看是否已經在BIOS中開啟了VT。

# lsmod|grep kvm

如果在命令輸出中包含kvm 525409 1 kvm_intel等字樣，說明已經開啟了VT，否則就要重啟系統(tǒng)進入BIOS進行設置，啟動VT功能。

2.配置橋接網絡

KVM虛擬機支持多種網絡模式，比較常用的是Bridged（橋接模式）和NAT（網絡地址轉換模式），我們需要虛擬機具備和獨立主機相同的功能，可以與其他機器互相訪問，所以在這里我們選擇Bridged（橋接模式）。

圖1 選擇最小虛擬化主機安裝模式

（1）復制ifcfg-enp2s0f0（每臺服務器的網卡名稱不一樣，以自己的名稱為準）配置文件為 ifcfg-br0，并將ifcfg-br0修改為如下配置：

TYPE=Bridge

#橋接模式

BOOTPROTO=static

DEFROUTE=yes

PEERDNS=yes

PEERROUTES=yes

IPV4_FAILURE_FATAL=no

NAME=br0

DEVICE=br0

ONBOOT=yes

IPADDR=10.7.3.220

#服務器的IP地址

NETMASK=255.255.255.0

GATEWAY=10.7.3.1

#網關地址

（2） 原 網 卡ifcfgenp2s0f0配置文件只需要保留以下內容，其他全部注釋掉：

NAME= enp2s0f0

DEVICE= enp2s0f0

ONBOOT=yes

BRIDGE=br0

（3）重啟網絡讓橋接模式生效

# service network restart

3.安裝圖形界面

作為網絡服務器，一般不用安裝圖形界面，但考慮到使用virt-manager在圖形界面下管理虛擬機非常方便，加之以后可能需要使用VNC遠程管理KVM服務器，所以安裝一個最基本的圖形界面還是非常有必要的。

（1）安裝virt-manager管理工具

# yum install virtmanager

（2）安裝圖形界面

# yum groupinstall"X Window System"

# yum install gnome-classic-session gnometerminal nautilus-openterminal control-center liberation-mono-fonts

（3）設置系統(tǒng)默認啟動圖形界面

# unlink /etc/systemd/system/default.target

# ln -sf /lib/systemd/system/graphical.target /etc/systemd/system/default.target

如果不想讓KVM服務器默認啟動圖形界面，這一步可以不做設置，當需要啟用圖形界面的時候，輸入startx即可。

（4）重新啟動系統(tǒng)

# reboot

服務器重啟之后，我們就有一個具備圖形界面的KVM服務器了。

轉化物理機為KVM虛擬機

KVM服務器安裝完畢以后，就可以根據需要建立自己的虛擬機了。如何將正在運行的服務器平滑地遷移到KVM虛擬機，這是我們面臨的一個大問題。所幸，RedHat已經為我們研發(fā)了virt-p2v這個將物理機轉化為虛擬機的工具，它可以通過SSH連接物理機和轉化服務器（轉化服務器也可以安裝在KVM服務器上面）對目標服務器進行在線遷移。

圖2 配置連接轉化服務器所需賬號

圖3 配置虛擬機各項參數

1.準備遷移環(huán)境

（1）安裝轉化服務器

# yum install virtv2v

轉化服務器可以單獨安裝，也可以和KVM服務器安裝在一起，為方便起見，我們將轉化服務器安裝在KVM服務器上面。

（2）制作virt-p2v遷移工具

從 這 個 網 站（http：//oirase.annexia.org/virtp2v/）下載最新的P2V光盤鏡像文件，然后刻錄光盤或者寫入優(yōu)盤待用。

（3）配置轉化服務器sshd服務

修 改/etc/ssh/sshd_config配置文件，并做如下修改：

AllowTcpForwarding yes #允許tcp轉發(fā)

PermitRootLogin yes #允許root用戶登錄

啟動sshd服務

# systemctl start sshd.service

查看sshd運行狀態(tài)

# netstat -anput|grep ssh

2.遷移目標服務器

將P2V工具光盤或者優(yōu)盤接入目標服務器，然后設置目標服務器從光盤或者優(yōu)盤啟動，進入P2V配置界面（如圖2），輸入轉化服務器IP地址、用戶名和密碼（在這里我們使用root賬號），勾選“Use sudo when running virt-v2v”，然后點擊左下角的“Configure network...”為P2V工具設置一個可用的局域網IP地址。最后，點擊“Test connection”檢查一下SSH是否可以連接，如果出現“connected to the conversion server”的提示，說明P2V工具已經成功連接到轉化服務器。

點擊“next”進入配置虛擬機界面（如圖 3），在這里我們可以根據自己的實際情況，配置虛擬機的名稱、CPU數量和內存大小，勾選需要進行轉化的目標服務器上的所有磁盤和網絡接口（如果P2V工具使用優(yōu)盤啟動，不要勾選轉化優(yōu)盤）。

需要特別注意的是，在Virt-v2v輸出選項卡中，Output to支持很多類型，比較常用的是local和libvirt。如果轉化服務器和KVM服務器安裝在一起，libvirt選項可以直接生成正常運行的虛擬機；如果你想指定存放路徑，手工添加虛擬機，可以選擇local類型，然后在Output storage里面指定路徑。Output format支持raw和qcow2兩種虛擬文件格式，P2V工具默認輸出raw格式，不要試圖修改輸出格式為qcow2，否則會在轉化過程中出錯。如果想在虛擬機中使用qcow2格式，可以在轉化完成后再進行設置。這里我們選擇輸出類型為libvirt，其他選項保持默認即可，注意勾選“Enable server-side debugging”選項，以便出錯時我們可以進行調試工作。

虛擬機配置全部完成后，就可以點擊“Start conversion”按鈕進行轉化了，根據網絡速度和硬件配置的不同，轉化物理機所需的時間也不盡相同，一般說來，一塊300GB容量的磁盤需要轉化8-10個小時的時間。您可以根據自己的實際情況，安排在晚上或者周末進行服務器的遷移工作，盡量減少服務器的宕機時間。一旦遷移工作完成，應該馬上關閉目標服務器，如無必要就不要再重新啟動它。

登錄KVM服務器，會發(fā)現我們轉化物理機生成的虛擬機已經可以正常運行了，只是它的虛擬文件系統(tǒng)是raw格式，如果需要快照功能，那么qcow2格式也許更加適合你，兩種虛擬文件格式的性能差距已經很小，qcow2格式完全可以滿足我們的需要。使用如下命令可以將raw格式的虛擬文件轉換成qcow2格式：

# Qemu-img convert-f raw -O qcow2 raw文件名 qcow2文件名

虛擬文件格式轉換完成后，記著在虛擬機的虛擬硬件列表中將虛擬磁盤的格式由raw更改為qcow2，然后重新啟動虛擬機。

安裝配置遠程管理工具

到目前為止，我們已經有了一臺正常運行的KVM服務器，通過virt-manager軟件，可以在圖形界面下完成對虛擬機的克隆、安裝、調試和開關機等絕大部分操作。不過，這些操作必須在機房里才可以進行，安裝維護極為不便，為此我們需要安裝VNC遠程管理工具。

1.安裝配置VNC服務器

（1）安裝VNC服務器

# yum install tigervnc-server -y

（2）修改VNC配置

VNC配置文件在/etc/systemd/system目錄下，我們可以將 /lib/systemd/sytem/vncserver@.service模板文件復制一份到該目錄下并修改名稱。

# cp /lib/systemd/system/vncserver@.service/etc/systemd/system/vncserver@：1.service

然后打開配置文件/etc/systemd/system/vncserver@：1.service替換掉默認用戶名，找到下面這一行：

ExecStart=/sbin/runuser -l ＜USER＞ -c"/usr/bin/vncserver %i"

PIDFile=/home/＜USER＞/.vnc/%H%i.pid

這里需要用root賬號登錄，所以替換成：

ExecStart=/sbin/runuser -l root -c "/usr/bin/vncserver %i"

PIDFile=/root/.vnc/%H%i.pid

不建議使用普通賬號登錄VNC，因為容易產生各種錯誤。

（3）重新加載systemd

# systemctl daemonreload

（4）設置VNC密碼

# vncpasswd

確保輸入的密碼多于6個字符。

（5）關閉和禁止防火墻

# systemctl stop firewalld.service

圖4 使用VNC客戶端連接KVM服務器

#關閉防火墻

# systemctl disable firewalld.service

#禁止開機啟動防火墻

（6）開啟VNC服務

# systemctl enable vncserver@：1.service #開機自動啟動VNC服務

# systemctl start vncserver@：1.service #啟動VNC服務

（7）使用客戶端連接VNC

現在，VNC服務器的安裝已經完成，不過要連接到VNC服務器，我們還需要在本地計算機上安裝僅供連接遠程計算機使用的VNC客戶端。你可以用像Tightvnc viewer和Realvnc viewer此類的客戶端來連接到VNC服務器（如圖4）。

如果需要更多的用戶連接VNC服務器，那就需要創(chuàng)建新的配置文件和端口。請返回到第二步，添加一個新的用戶和端口。你需要創(chuàng)建類似vncserver@：x.service的配置文件，并替換該文件里的用戶名和之后步驟里相應的文件名、端口號，并確保登錄VNC服務器用的是之前配置VNC密碼的那個用戶名。

2.其他常用命令

（1）自動開啟虛擬服務

# Systemctl enable libvirtd

（2）查看虛擬機名稱及狀態(tài)

# virsh list --all

（3）讓虛擬機開機自動啟動

# virsh autostart 虛擬機名稱

設置完成后，可以在/etc/libvirt/qemu/autostart下看到已設置自動啟動的KVM配置文件鏈接。

經驗總結

經過一段時間的運行，證明虛擬化技術具備很多獨特的優(yōu)勢，網絡管理和維護變得非常簡單，可以減輕網絡管理人員的工作壓力。對于很多基層單位來說，網絡服務虛擬化是一個不錯的選擇。