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一、概述

KVM(Kernel-based Virtual Machine)是一种基于内核的虚拟化技术,它依赖于CPU的虚拟化扩展(如Intel VT和AMD-V)来实现虚拟机的创建、管理和调度。KVM虚拟化技术因其高效、稳定的特点,在云计算和企业虚拟化环境中得到了广泛应用。本笔记将重点介绍KVM的高级功能部署,包括虚拟机迁移和KSM(Kernel SamePage Merging)内核同页合并。

二、KVM虚拟机迁移

1. 迁移的应用场景

KVM虚拟机迁移主要用于优化系统负载、重新规划虚拟机布局以及简化管理维护工作。具体应用场景包括:

  • 宿主机负载高:当一台KVM宿主机的负载较高时,可将部分虚拟机迁移到负载较低的宿主机中,以保证服务质量。
  • 资源节约:将多台负载较低的宿主机上的虚拟机集中迁移到一台宿主机上,以节约资源。
  • 硬件升级:在升级宿主机硬件设备时,将虚拟机迁移到其他宿主机上,以实现业务不中断的硬件升级。
  • 跨地域迁移:实现KVM虚拟机的远程迁移,支持跨地域的业务部署。

2. 迁移类型

KVM虚拟机迁移主要分为静态迁移和动态迁移两种:

  • 静态迁移:需要关闭虚拟机,拷贝其磁盘文件和配置文件到目标宿主机,然后恢复启动。静态迁移期间,虚拟机服务会有一段时间不可用。
  • 动态迁移:无需关闭虚拟机,即可在不同宿主机之间进行迁移。动态迁移可分为基于共享存储的动态迁移和基于数据块的动态迁移。
2.1 静态迁移步骤
  1. 准备虚拟机:在源宿主机上创建并配置好虚拟机。
  2. 提取磁盘和配置文件:关闭虚拟机,拷贝其磁盘文件和配置文件到目标宿主机。
  3. 配置和启动目标虚拟机:在目标宿主机上配置并启动虚拟机。
2.2 基于共享存储的动态迁移
  1. 配置NFS共享存储:在所有节点上安装NFS服务,并配置共享目录。
  2. 挂载NFS目录:在源宿主机和目标宿主机上挂载NFS目录。
  3. 创建虚拟机:在共享存储上创建虚拟机,并确保其配置文件和磁盘文件都存储在共享存储上。
  4. 执行迁移:使用KVM管理工具(如virsh)执行迁移操作。
2.3 基于数据块的动态迁移

基于数据块的动态迁移不需要共享存储,适用于本地存储的虚拟机。迁移过程中,KVM会处理数据的传输和同步,确保迁移过程中虚拟机服务不中断。

三、KSM内核同页合并

1. KSM简介

KSM(Kernel SamePage Merging)是一种内核功能,允许在两个或多个进程之间共享完全相同的内存页。KSM通过扫描正在运行的程序并比较它们的内存,将相同的内存页合并为一个单一的内存页,并标识为“写时复制(copy-on-write)”。当进程尝试修改这些内存页时,KSM会为其复制出一个新的内存页。

2. KSM的优势

  • 节省内存:通过合并相同的内存页,KSM可以显著降低系统的内存使用量。
  • 提高内存利用率:在KVM虚拟化环境中,多个虚拟机可能运行相同的操作系统或应用程序,使用KSM可以显著提高内存的利用率。

3. KSM的配置

  • 安装和启动KSM:在KVM宿主机上安装并启动KSM服务。
  • 配置KSM参数:根据实际需求配置KSM的参数,如合并内存的阈值、扫描间隔等。
  • 监控和调整:监控KSM的性能和效果,并根据需要进行调整。

4. 注意事项

  • CPU使用量:KSM会增加CPU的使用量,因为它需要扫描和比较内存页。因此,在配置KSM时需要考虑CPU的性能。
  • 交换分区:为了防止内存过载,需要确保系统有足够的交换分区。
  • 兼容性:KSM的效果与虚拟机操作系统及运行的应用程序有关,相同类型的操作系统和应用程序使用KSM的效果更佳。

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