用KVM虚拟化网络服务

2016-11-26

网络安全和信息化 2016年9期

引言：最近，单位购进一台配置较高的服务器，准备将单位重要的网络服务安装在这一台服务器上，同时要兼顾维护方便。笔者决定采用服务器虚拟化来解决。由于单位的门户网站、数据中心和电子邮件都是基于Linux系统，从兼容性和经济性方面考虑，笔者准备采用基于Linux系统的KVM解决方案。

单位的服务器设备大都是2009年左右采购的，早已进入淘汰期，受经费的限制，一直没有得到更新。虽然在管理员的精心维护之下，这些设备大部分还在正常运行，但由于单位的门户网站、数据中心、电子邮件等重要服务都安装在这些设备之上，管理维护的压力越来越大。不久前，单位终于购进了两台配置较高的服务器（E5-2620V3×2，64G，1T×6），除有一台必须安装指定服务外，还有一台服务器可以自由支配。怎样将单位重要的网络服务安装在一台服务器上面，同时又要兼顾维护方便呢？笔者不禁打起了服务器虚拟化的主意。

目前，常见的服务器虚拟化解决方案有基于Linux系统的KVM，基于Windows系统的Hyper-V，以及适合任何系统的老牌虚拟化软件VMware。由于单位的门户网站、数据中心和电子邮件都是基于Linux系统，从兼容性和经济性方面考虑，笔者准备采用基于Linux系统的KVM解决方案。

安装配置KVM服务器

KVM服务器系统我们准备采用最新的CentOS7，CentOS是 RHEL（Red Hat Enterprise Linux）源代码再编译的产物，而且在RHEL的基础上修正了不少已知的Bug，相对于其他Linux发行版，其稳定性值得信赖。

1.安装CentOS系统

从CentOS官方网站下载最新的DVD版本，刻录DVD光盘或者写入优盘进行系统安装。在安装过程中我们需要注意以下几点：系统默认语言尽量选择英语，如果选择中文，将来使用VNC远程管理的时候会出现乱码。软件选择使用“最小虚拟化主机”（如图1），其他软件需要的时候再安装。手动配置硬盘分区，根据自己的需要，可以为虚拟机划分单独的硬盘空间（比如划分单独的/data分区）。

系统安装完毕以后，首先运行yum update更新一下系统，将系统升级到最新，然后运行以下命令，查看是否已经在BIOS中开启了VT。

# lsmod|grep kvm

如果在命令输出中包含kvm 525409 1 kvm_intel等字样，说明已经开启了VT，否则就要重启系统进入BIOS进行设置，启动VT功能。

2.配置桥接网络

KVM虚拟机支持多种网络模式，比较常用的是Bridged（桥接模式）和NAT（网络地址转换模式），我们需要虚拟机具备和独立主机相同的功能，可以与其他机器互相访问，所以在这里我们选择Bridged（桥接模式）。

图1 选择最小虚拟化主机安装模式

（1）复制ifcfg-enp2s0f0（每台服务器的网卡名称不一样，以自己的名称为准）配置文件为 ifcfg-br0，并将ifcfg-br0修改为如下配置：

TYPE=Bridge

#桥接模式

BOOTPROTO=static

DEFROUTE=yes

PEERDNS=yes

PEERROUTES=yes

IPV4_FAILURE_FATAL=no

NAME=br0

DEVICE=br0

ONBOOT=yes

IPADDR=10.7.3.220

#服务器的IP地址

NETMASK=255.255.255.0

GATEWAY=10.7.3.1

#网关地址

（2）原网卡ifcfgenp2s0f0配置文件只需要保留以下内容，其他全部注释掉：

NAME= enp2s0f0

DEVICE= enp2s0f0

ONBOOT=yes

BRIDGE=br0

（3）重启网络让桥接模式生效

# service network restart

3.安装图形界面

作为网络服务器，一般不用安装图形界面，但考虑到使用virt-manager在图形界面下管理虚拟机非常方便，加之以后可能需要使用VNC远程管理KVM服务器，所以安装一个最基本的图形界面还是非常有必要的。

（1）安装virt-manager管理工具

# yum install virtmanager

（2）安装图形界面

# yum groupinstall"X Window System"

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

（3）设置系统默认启动图形界面

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

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

如果不想让KVM服务器默认启动图形界面，这一步可以不做设置，当需要启用图形界面的时候，输入startx即可。

（4）重新启动系统

# reboot

服务器重启之后，我们就有一个具备图形界面的KVM服务器了。

转化物理机为KVM虚拟机

KVM服务器安装完毕以后，就可以根据需要建立自己的虚拟机了。如何将正在运行的服务器平滑地迁移到KVM虚拟机，这是我们面临的一个大问题。所幸，RedHat已经为我们研发了virt-p2v这个将物理机转化为虚拟机的工具，它可以通过SSH连接物理机和转化服务器（转化服务器也可以安装在KVM服务器上面）对目标服务器进行在线迁移。

图2 配置连接转化服务器所需账号

图3 配置虚拟机各项参数

1.准备迁移环境

（1）安装转化服务器

# yum install virtv2v

转化服务器可以单独安装，也可以和KVM服务器安装在一起，为方便起见，我们将转化服务器安装在KVM服务器上面。

（2）制作virt-p2v迁移工具

从这个网站（http：//oirase.annexia.org/virtp2v/）下载最新的P2V光盘镜像文件，然后刻录光盘或者写入优盘待用。

（3）配置转化服务器sshd服务

修改/etc/ssh/sshd_config配置文件，并做如下修改：

AllowTcpForwarding yes #允许tcp转发

PermitRootLogin yes #允许root用户登录

启动sshd服务

# systemctl start sshd.service

查看sshd运行状态

# netstat -anput|grep ssh

2.迁移目标服务器

将P2V工具光盘或者优盘接入目标服务器，然后设置目标服务器从光盘或者优盘启动，进入P2V配置界面（如图2），输入转化服务器IP地址、用户名和密码（在这里我们使用root账号），勾选“Use sudo when running virt-v2v”，然后点击左下角的“Configure network...”为P2V工具设置一个可用的局域网IP地址。最后，点击“Test connection”检查一下SSH是否可以连接，如果出现“connected to the conversion server”的提示，说明P2V工具已经成功连接到转化服务器。

点击“next”进入配置虚拟机界面（如图 3），在这里我们可以根据自己的实际情况，配置虚拟机的名称、CPU数量和内存大小，勾选需要进行转化的目标服务器上的所有磁盘和网络接口（如果P2V工具使用优盘启动，不要勾选转化优盘）。

需要特别注意的是，在Virt-v2v输出选项卡中，Output to支持很多类型，比较常用的是local和libvirt。如果转化服务器和KVM服务器安装在一起，libvirt选项可以直接生成正常运行的虚拟机；如果你想指定存放路径，手工添加虚拟机，可以选择local类型，然后在Output storage里面指定路径。Output format支持raw和qcow2两种虚拟文件格式，P2V工具默认输出raw格式，不要试图修改输出格式为qcow2，否则会在转化过程中出错。如果想在虚拟机中使用qcow2格式，可以在转化完成后再进行设置。这里我们选择输出类型为libvirt，其他选项保持默认即可，注意勾选“Enable server-side debugging”选项，以便出错时我们可以进行调试工作。

虚拟机配置全部完成后，就可以点击“Start conversion”按钮进行转化了，根据网络速度和硬件配置的不同，转化物理机所需的时间也不尽相同，一般说来，一块300GB容量的磁盘需要转化8-10个小时的时间。您可以根据自己的实际情况，安排在晚上或者周末进行服务器的迁移工作，尽量减少服务器的宕机时间。一旦迁移工作完成，应该马上关闭目标服务器，如无必要就不要再重新启动它。

登录KVM服务器，会发现我们转化物理机生成的虚拟机已经可以正常运行了，只是它的虚拟文件系统是raw格式，如果需要快照功能，那么qcow2格式也许更加适合你，两种虚拟文件格式的性能差距已经很小，qcow2格式完全可以满足我们的需要。使用如下命令可以将raw格式的虚拟文件转换成qcow2格式：

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

虚拟文件格式转换完成后，记着在虚拟机的虚拟硬件列表中将虚拟磁盘的格式由raw更改为qcow2，然后重新启动虚拟机。