KVM 虚拟化入门：libvirt 与虚拟机生命周期

KVM、QEMU、libvirt 这三个词经常被混着用，但它们各管一段：KVM 是内核模块，提供 CPU 虚拟化能力；QEMU 是用户态程序，模拟设备、执行 IO；libvirt 是管理框架，把前两者封装成统一 API。这篇文章按这个分层，讲从零建一台虚拟机的完整过程。

#三者的关系

• KVM（kvm_intel / kvm_amd）：让 CPU 直接跑虚拟化指令，虚拟机里的大多数指令不经翻译直接执行，这是性能的根基。没有 KVM 的 QEMU 只能纯软件模拟（TCG），慢到没法用。
• QEMU：模拟内存、磁盘、网卡等设备，负责 IO 路径。
• libvirt：管理层。virsh、virt-manager、OpenStack 的 Nova 都通过它操作虚拟机。它把「定义、启动、停止、迁移」封装成一套稳定 API。

装好之后先验证 KVM 真的可用：

grep -E -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo    # 非 0 说明 CPU 支持虚拟化
ls -l /dev/kvm                          # 存在说明 KVM 模块已加载
sudo systemctl enable --now libvirtd
virsh version

常见问题：ls /dev/kvm 不存在，多半是 BIOS 里没开 VT-x/AMD-V，或者云主机没透传虚拟化（很多便宜 VPS 的 CPU 不带 vmx 标志）。

#用 virt-install 建第一台虚拟机

手写 XML 容易错，virt-install 是官方推荐的命令式建机方式：

sudo virt-install \
  --name web01 \
  --memory 4096 --vcpus 4 \
  --disk path=/var/lib/libvirt/images/web01.qcow2,size=40,format=qcow2,bus=virtio \
  --os-variant rhel9 \
  --network network=default,model=virtio \
  --graphics none --location /data/iso/rhel-9.iso \
  --extra-args 'console=ttyS0'

关键参数的实际含义：

• --disk ... size=40：创建一个 40G 的 qcow2 文件，是稀疏文件，初始只占几百 KB，用多少占多少。
• --network network=default：接 libvirt 默认的 NAT 网络（虚拟机能上网，但外部访问不到它）。生产一般用 bridge 或 macvtap，下一篇细讲。
• --graphics none：无图形界面，通过串口安装——服务器上装系统这是标准姿势，别指望 VNC。

#虚拟机生命周期：定义、启动、关机、销毁

virsh list --all                    # 所有虚拟机（含关机）
virsh list --autostart              # 开机自启的
virsh start web01
virsh console web01                 # 连串口
virsh shutdown web01                # 发 ACPI 关机信号（优雅）
virsh destroy web01                 # 强制断电（慎用）
virsh undefine web01                # 删除定义（不删磁盘文件！）

几个容易混淆的点：

• shutdown 是 ACPI 关机，虚拟机里装了 acpid 才会响应；没响应就只能 destroy，所以模板机一定要装 acpid 和 qemu-guest-agent。
• undefine 只删定义不删磁盘，--remove-all-storage 才会连磁盘一起删。删之前先 virsh dumpxml web01 备份配置，这个 XML 是虚拟机唯一的「出生证明」。

#查看和调优

virsh dominfo web01                  # 配置总览
virsh vcpuinfo web01                 # vCPU 拓扑
virsh domstats web01                 # CPU/内存/IO 统计
virsh setvcpus web01 8 --live --config   # 在线加 vCPU（需驱动支持）

在线调整有前提：virtio 驱动、CPU 热插拔配置等，不是所有机器都能加。生产变更前先查文档，别在业务机器上试。

#经验

我踩过最典型的坑是忘记 --os-variant：默认按最保守的配置走，导致网卡用 e1000 而不是 virtio，性能差 3-5 倍。装完 virsh dumpxml 看一眼 <driver name='qemu' type='virtio'/> 和 <model type='virtio'/>，确认走的是半虚拟化路径。

另外，备份永远是 virsh dumpxml + 磁盘文件，缺一不可。只备份 qcow2 没有 XML，恢复时设备配置全靠猜；只备份 XML 没有盘，等于什么都没存。