1. QEMU概述与环境规划
QEMU是一个开源的虚拟化软件，允许用户在单个物理计算机上运行多个操作系统。QEMU是开发、测试和演示的理想工具，适用于个人和小型团队。更多学习教程www.fgedu.net.cn
1.1 QEMU版本说明
QEMU目前主要版本为7.x系列，本教程以QEMU 7.0.0为例进行详细讲解。QEMU 7.x版本相比之前版本在性能、稳定性和功能方面都有显著提升，支持更多的虚拟化特性。
$ qemu-system-x86_64 –version
QEMU emulator version 7.0.0
Copyright (c) 2003-2022 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
# 查看系统版本
$ cat /etc/os-release
NAME=”Oracle Linux Server”
VERSION=”8.9″
ID=”ol”
PRETTY_NAME=”Oracle Linux Server 8.9″
# 查看内核版本
$ uname -r
5.4.17-2136.302.7.2.el8uek.x86_64
1.2 环境规划
本次安装环境规划如下：
– 操作系统：Oracle Linux Server 8.9
– CPU：Intel Core i7-10700K
– 内存：32GB
– 磁盘：512GB SSD + 2TB HDD
– 网络：千兆以太网
QEMU版本：7.0.0
虚拟机配置：
– 操作系统：Ubuntu 22.04 LTS
– CPU：4核
– 内存：8GB
– 磁盘：100GB
– 网络：NAT
2. 硬件环境要求
QEMU作为虚拟化软件，对硬件资源要求根据虚拟机数量和配置而定。学习交流加群风哥微信: itpux-com
2.1 物理主机环境要求
– CPU：至少4核，支持Intel VT-x或AMD-V虚拟化技术
– 内存：至少8GB，建议16GB以上
– 磁盘：至少50GB可用空间，建议使用SSD
– 网络：千兆以太网
# 检查CPU虚拟化支持
# lscpu | grep -E “(vmx|svm)”
# 检查内存
# free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 32G 8.4G 23.1G 512M 512M 23.4G
Swap: 8G 0B 8G
# 检查磁盘空间
# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 512G 100G 412G 20% /
/dev/sdb1 2TB 500G 1.5T 25% /data
3. 操作系统环境准备
在安装QEMU之前，需要对操作系统进行必要的配置和优化。
3.1 操作系统版本检查
# cat /etc/os-release
NAME=”Oracle Linux Server”
VERSION=”8.9″
ID=”ol”
PRETTY_NAME=”Oracle Linux Server 8.9″
# 检查内核版本
# uname -r
5.4.17-2136.302.7.2.el8uek.x86_64
# 检查SELinux状态
# getenforce
Enforcing
# 检查防火墙状态
# systemctl status firewalld
● firewalld.service – firewalld – dynamic firewall daemon
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running)
3.2 依赖服务安装
# dnf install -y wget curl tar gzip gcc kernel-devel kernel-headers
# 关闭防火墙
# systemctl stop firewalld
# systemctl disable firewalld
# 关闭SELinux
# setenforce 0
# sed -i ‘s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/’ /etc/selinux/config
# 安装内核开发包
# dnf install -y kernel-devel-$(uname -r) kernel-headers-$(uname -r)
# 重启系统
# reboot
4. QEMU安装配置
完成环境准备后，开始安装QEMU。
4.1 安装QEMU
# dnf install -y qemu-kvm qemu-img libvirt virt-install virt-manager
# 启动libvirt服务
# systemctl start libvirtd
# systemctl enable libvirtd
# 验证安装
# qemu-system-x86_64 –version
QEMU emulator version 7.0.0
# 验证libvirt服务
# systemctl status libvirtd
4.2 初始化QEMU
# virt-manager
# 完成初始化向导
# 1. 接受许可协议
# 2. 配置用户体验设置
# 3. 完成初始化
# 验证QEMU启动
# qemu-system-x86_64 –version
5. QEMU配置优化
为了提高QEMU的性能和稳定性，需要进行一些配置优化。
5.1 基本配置优化
# vi /etc/libvirt/qemu.conf
# 配置内存
memory_backing_dir = “/dev/shm”
# 配置CPU
cpu_mode = “host-passthrough”
# 重启libvirt服务
# systemctl restart libvirtd
5.2 网络配置
# 查看默认网络
# virsh net-list –all
# 启动默认网络
# virsh net-start default
# 配置默认网络自动启动
# virsh net-autostart default
6. 虚拟机配置
QEMU允许用户创建和配置虚拟机，以运行不同的操作系统。
6.1 创建虚拟机
# virt-install \
–name ubuntu2204 \
–ram 8192 \
–vcpus 4 \
–disk path=/var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2,size=100 \
–cdrom /path/to/ubuntu-22.04-desktop-amd64.iso \
–network network=default \
–graphics vnc,listen=0.0.0.0 \
–noautoconsole
# 查看虚拟机状态
# virsh list –all
6.2 配置虚拟机
# virsh edit ubuntu2204
# 配置硬件
# 保存配置
# 按Esc键，输入:wq保存退出
# 重启虚拟机
# virsh reboot ubuntu2204
7. 网络配置
QEMU支持多种网络连接模式，包括NAT、桥接和仅主机模式。
7.1 NAT网络配置
# virsh net-edit default
# 重启网络
# virsh net-destroy default
# virsh net-start default
7.2 桥接网络配置
# virsh net-define /dev/stdin <
EOF
# 启动桥接网络
# virsh net-start br0
# 配置桥接网络自动启动
# virsh net-autostart br0
8. 存储配置
QEMU支持多种存储选项，包括虚拟磁盘和共享文件夹。
8.1 虚拟磁盘配置
# qemu-img create -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204-data.qcow2 50G
# 附加虚拟磁盘
# virsh attach-disk ubuntu2204 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204-data.qcow2 vdb –driver qemu –subdriver qcow2 –persistent
# 扩展虚拟磁盘
# qemu-img resize /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2 +50G
8.2 共享文件夹配置
# 1. 在主机上创建共享目录
# mkdir -p /data/share
# 2. 编辑虚拟机XML配置
# virsh edit ubuntu2204
# 添加共享文件夹配置
# 3. 重启虚拟机
# virsh reboot ubuntu2204
# 4. 在虚拟机中挂载共享文件夹
# mount -t 9p -o trans=virtio share /mnt/share
9. 性能优化
在生产环境中，需要对QEMU进行性能优化以提高虚拟机运行效率。from:www.itpux.com
9.1 内存优化
# virsh edit ubuntu2204
# 重启虚拟机
# virsh reboot ubuntu2204
9.2 处理器优化
# virsh edit ubuntu2204
# 重启虚拟机
# virsh reboot ubuntu2204
9.3 磁盘优化
# 1. 创建预分配虚拟磁盘
# qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=full /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2 100G
# 2. 整理虚拟磁盘
# qemu-img convert -O qcow2 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204-new.qcow2
# mv /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204-new.qcow2 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2
10. 升级迁移
本节介绍QEMU的版本升级和虚拟机迁移方法。
10.1 QEMU版本升级
# virsh dumpxml ubuntu2204 > /backup/ubuntu2204.xml
# qemu-img convert -O qcow2 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2 /backup/ubuntu2204.qcow2
# 升级QEMU
# dnf update -y qemu-kvm qemu-img libvirt
# 验证升级
# qemu-system-x86_64 –version
10.2 虚拟机迁移
# virsh dumpxml ubuntu2204 > /backup/ubuntu2204.xml
# scp /backup/ubuntu2204.xml root@target:/backup/
# scp /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2 root@target:/var/lib/libvirt/images/
# 在目标服务器上导入虚拟机
# virsh define /backup/ubuntu2204.xml
# virsh start ubuntu2204
# 验证迁移
# virsh list –all
11. 备份恢复
本节介绍QEMU的备份和恢复方法。
11.1 虚拟机备份
# vi /data/scripts/backup_vm.sh
#!/bin/bash
BACKUP_DIR=”/backup/qemu”
DATE=$(date +%Y%m%d)
# 创建备份目录
mkdir -p $BACKUP_DIR
# 停止虚拟机
virsh shutdown ubuntu2204
# 备份虚拟机配置
virsh dumpxml ubuntu2204 > $BACKUP_DIR/ubuntu2204-$DATE.xml
# 备份虚拟磁盘
qemu-img convert -O qcow2 /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2 $BACKUP_DIR/ubuntu2204-$DATE.qcow2
# 启动虚拟机
virsh start ubuntu2204
# 清理旧备份（保留7天）
find $BACKUP_DIR -type f -mtime +7 -exec rm -f {} \;
# 添加执行权限
# chmod +x /data/scripts/backup_vm.sh
# 添加定时任务
# crontab -e
0 0 * * * /data/scripts/backup_vm.sh
11.2 虚拟机恢复
# virsh shutdown ubuntu2204
# 清理现有虚拟机
# virsh undefine ubuntu2204
# rm -f /var/lib/libvirt/images/ubuntu2204.qcow2
# 恢复虚拟机
# cp /backup/qemu/ubuntu2204-20230405.qcow2 /var/lib/libvirt/images/
# virsh define /backup/qemu/ubuntu2204-20230405.xml
# 启动虚拟机
# virsh start ubuntu2204
# 验证恢复
# virsh list –all
11.3 虚拟机监控
# vi /data/scripts/monitor_vm.sh
#!/bin/bash
LOG_FILE=”/var/log/qemu_monitor.log”
ALERT_EMAIL=”admin@fgedu.net.cn”
# 创建日志目录
mkdir -p /var/log
check_vm_status() {
echo “$(date): Checking VM status…” >> $LOG_FILE
vm_status=$(virsh list –all | grep ubuntu2204 | awk ‘{print $3}’)
if [ “$vm_status” != “running” ]; then
echo “$(date): VM ubuntu2204 is not running” >> $LOG_FILE
echo “VM ubuntu2204 is not running” | mail -s “VM Alert” $ALERT_EMAIL
virsh start ubuntu2204
else
echo “$(date): VM ubuntu2204 is running” >> $LOG_FILE
fi
}
check_host_resources() {
echo “$(date): Checking host resources…” >> $LOG_FILE
memory_usage=$(free -m | grep Mem | awk ‘{print $3/$2 * 100}’)
cpu_usage=$(top -bn1 | grep “Cpu(s)” | awk ‘{print $2 + $4}’)
disk_usage=$(df -h / | tail -1 | awk ‘{print $5}’ | sed ‘s/%//’)
if [ $(echo “$memory_usage > 90” | bc) -eq 1 ]; then
echo “$(date): Memory usage warning: $memory_usage%” >> $LOG_FILE
echo “Memory usage warning: $memory_usage%” | mail -s “Host Alert” $ALERT_EMAIL
fi
if [ $(echo “$cpu_usage > 90” | bc) -eq 1 ]; then
echo “$(date): CPU usage warning: $cpu_usage%” >> $LOG_FILE
echo “CPU usage warning: $cpu_usage%” | mail -s “Host Alert” $ALERT_EMAIL
fi
if [ $disk_usage -gt 90 ]; then
echo “$(date): Disk usage warning: $disk_usage%” >> $LOG_FILE
echo “Disk usage warning: $disk_usage%” | mail -s “Host Alert” $ALERT_EMAIL
fi
}
main() {
check_vm_status
check_host_resources
}
main
# 添加执行权限
# chmod +x /data/scripts/monitor_vm.sh
# 添加定时任务
# crontab -e
*/15 * * * * /data/scripts/monitor_vm.sh
通过以上步骤，QEMU安装配置、性能优化、升级迁移、备份恢复等内容已全部完成。QEMU作为开源虚拟化软件，能够高效地运行多个操作系统，是开发、测试和演示的理想工具。
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