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openstack nova 基础知识——libvirt和qemu(1)

2013年07月11日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2869字 ⁄ 字号 评论关闭

又纠结了几天,终于到了可以写文章记录下来的时刻了。

简单的讲,nova最核心的功能就是对一大堆的虚拟机进行管理,虚拟机可以是各种各样(kvm, qemu, xen, vmware...),而且管理的方法也可以是各种各样(libvirt, xenapi, vmwareapi...),因为我的电脑不支持CPU的VT,而且以前在visualbox中装openstack,也只能使用qemu,所以这次测试的主要是qemu的使用,另外nova中默认使用的管理虚拟机的API是libvirt,所以这里的测试使用libvirt。

首先来简单说一下我对libvirt和qemu这两个的理解:

1. libvirt

libvirt是一套用c语言写的API,旨在为各种虚拟机提供一套通用的编程接口,而且支持与java,python等语言的绑定。基于libvirt的虚拟机管理工具也有很多:virt-manager(GUI工具),virsh(命令行工具)。其架构示意图如下:

(左图是没有使用libvirt的情况)

这里涉及到几个概念:

(1)Domain:虚拟机的一个运行实例,简单的理解,就是一个虚拟机虚拟出来的操作系统。它的叫法可是多种多样:instance,guest OS,virsual machine,其实都指的同一个概念。

(2)Hypervisor:指的就是虚拟机本身,比如qemu, kvm, xen...

libvirt 由几个不同的部分组成,其中包括应用程序编程接口 (API) 库、一个守护进程 (libvirtd),以及一个默认命令行实用工具 (virsh),libvirtd守护进程负责对虚拟机的管理工作,在用各种工具对虚拟机进行管理的时候,这个守护进程一定要跑起来,而且这个进程可以分为两种,一种是root权限的libvirtd,一种是普通用户权限的libvirtd,前者权限大,可以虚拟计算机的各种设备。

开启root权限的libvirtd守护进程要以root身份去运行:sudo libvirtd  --daemon

2. qemu

qemu是一个仿真器,即可用于来宾操作系统的虚拟化,也可以作为完整的机器仿真器使用,运行使用主机 CPU 或其他 CPU 架构的操作系统。

qemu 支持两种操作模式:用户模式仿真和系统模式仿真。用户模式仿真 允许一个 CPU 构建的进程在另一个 CPU 上执行(执行主机 CPU 指令的动态翻译并相应地转换 Linux 系统调用)。系统模式仿真 允许对整个系统进行仿真,包括处理器和配套的外围设备,这时就应该使用root权限的libvirtd。

qemu相关的命令:

$ qemu-img create -f qcow disk.img 128M

创建一个名为disk.img的128M大小的qcow格式的磁盘映像文件,这个文件充当来宾操作系统的硬盘。

$ qemu -hda disk.img -cdrom /root/cflinux-1.0.iso -boot d

-hda指定磁盘映像文件,-cdrom指定光盘镜像文件,-boot指定从哪里引导系统,d是从CD-ROM引导,c表示从硬盘引导

$ qemu -hda disk.img

开始启动来宾操作系统

接下来,使用visual manager工具来模仿一下openstack中Flat模式的网络,因为我在安装openstack的时候,最后一步总是无法ping或ssh上实例,所以这里通过对实例的直接操作来进行演示,其网络拓扑图如下:

(网络是我的一大浩劫,一遇到和网络相关的东西,立马就纠结了,网桥,路由,网关,网段,交换机,nat,dhcp等等,这些东西不实践一下,完全弄不明白他们是干什么的,还好,通过这一段时间的学习,基本上知道了怎么回事,开学之后,一定要补一下网络知识。)

从开始安装,到今晚之前,在这个拓扑图里,一直有一个不懂的东西,就是那个br100!原来它就是传说中的网桥,网卡可以桥接到这个网桥上,来连接两个局域网。网桥工作在物理链路层,相当于一个“低层”的路由器,通过mac帧来识别主机,所以桥接到这个网桥上的网卡是不需要配ip的,这解开了我“多年”的疑惑:为什么那个eth1不需要配ip啊?那两个局域网是怎么连到一块的?原来如此!

还有一个困惑就是多网卡的问题,一直不明白,为什么一台电脑要多个网卡,一个网卡不够用吗?原来真的不够用!一个网卡只能负责接入到一个网络,如果一个电脑要同时接入多个网络的话,那么就得用多个网卡了,也就是说一台电脑可以同时处于不同的局域网中。那这样的话,以前在我脑海中,一台电脑在网络中的身份是唯一的,这样的概念就不成立了啊,一台电脑也可以有多个身份,是由网卡决定的。

好了,吐槽完毕,下面是我模拟的简单的拓扑图:

我的目的就是让host能ping通任意一个虚拟机,虚拟机之间能够相互ping通,并且host能ssh上任意一个虚拟机。

1.  首先要做的就是建立br100网桥,在安装nova时,这个网桥是自动创建的,这里来手动创建,创建网桥使用到的工具是bridge-utils,即使用brctl相关的命令:

$ brctl addbr br100   #添加一个网桥
$ brctl addif br100 eth0   #把网卡桥接到网桥上
$ ifconfig eth0 0.0.0.0 
$ ifconfig br100 10.0.0.1   #给网桥配ip

eth0的ip可配可不配。这样创建的网桥不是永久的,系统重启的话,就会销毁了。

2.  建立虚拟机:

用visual manager建立3个虚拟机,我用的系统镜像是cflinux-1.0.iso,一个只有几兆的linux发行版,磁盘映像是用virtual manager创建的raw格式的image。

需要注意的是在第5步选择网络的时候,要选“specify shared device name”,然后在下面的输入框中输入刚刚创建好的网桥的名字:br100,如下图:

3.  改虚拟机的ip

不知道为什么visual manager创建的虚拟机初识状态的ip都是一样的,都是10.0.0.2,使用ifconfig命令把3个虚拟机的ip改为:

10.0.0.2       10.0.0.3        10.0.0.4

让他们在同一个网段。

这样,主机可以ping通实例,实例之间也可以相互ping通了,通过ssh root@10.0.0.2也能连上虚拟机了!

还未明白的问题:

每次虚拟机启动之后,用ifconfig在主机上查询网络信息,会看到vnet0, vnet1等这些信息,还有virbr0, virbr1等,后者我知道表示的是一个网段,但是前者是做什么用的呢?是虚拟机的虚拟出来的网卡吗?

参考资料:

http://wiki.libvirt.org/page/Networking

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-qemu/

http://wiki.dzsc.com/info/8659.html

http://blog.csdn.net/hilyoo/article/details/7721401

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