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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
- 准备虚拟机：在源宿主机上创建并配置好虚拟机。
- 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。
- 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
- 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。
- 挂载NFS目录：在源宿主机和目标宿主机上挂载NFS目录。
- 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。
- 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。