CentOS虚拟机如何进行资源管理

CentOS 虚拟机资源管理实战指南

一 管理总览与前置检查

• 在宿主机侧使用 KVM + libvirt 管理虚拟机资源，常用工具包括：命令行 virsh、图形化 virt-manager。在 CentOS 上安装与启动：
  • 安装组件：sudo yum install -y qemu-kvm libvirt libvirt-python libguestfs-tools virt-install
  • 启动服务：sudo systemctl start libvirtd && sudo systemctl enable libvirtd
• 确认硬件虚拟化已开启：egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo，返回值大于 0 表示支持。
• 基本监控：安装并使用 virt-top 观察各虚拟机的 CPU/内存/I/O 使用情况：sudo yum install -y virt-top && sudo virt-top。

二 CPU 资源管理

• 在线调整 vCPU 数量（热插）：可将正在运行的虚拟机 vCPU 数提升到已配置的最大值。
  • 查看状态：virsh vcpucount <vm>
  • 提升在线 vCPU：virsh setvcpus <vm> <N> --live
  • 提升最大 vCPU（重启后生效）：virsh setvcpus <vm> <M> --maximum --config
  • 注意：RHEL 9 / CentOS Stream 9 不支持 vCPU 热拔出，不建议在运行中减少 vCPU。
• 绑定 vCPU 到物理核（减少缓存抖动、提升性能）：
  • 示例（将 vcpu0 绑定到物理核 1–4，排除核 2）：virsh vcpupin <vm> 0 --cpuset 1-4,^2
• 虚拟机内核对 CPU 的亲和与份额（可选）：
  • 使用 cgroups 限制某进程的 CPU 占用：将 cpu.cfs_quota_us=50000、cpu.cfs_period_us=100000 写入对应 cgroup，即可限制为约 50% 单核；将进程 PID 写入该 cgroup 的 tasks 文件生效。
  • 使用 cpuset 将进程限定到指定 CPU/内存节点：echo 0 > cpuset.cpus; echo 0 > cpuset.mems 后再写入 tasks。

三 内存与交换分区管理

• 在线调整内存（Ballooning）：
  • 查看当前/最大内存：virsh dominfo <vm> | grep 内存
  • 在线增/减内存：virsh setmem <vm> <size_in_KiB> --live
  • 调小内存通常需要先将虚拟机内存上限调小（关机修改配置），再在线下调当前内存。
• 永久变更 vCPU/内存配额：
  • 关机编辑配置：virsh edit <vm>，调整 <memory unit='KiB'>…</memory>、<vcpu>…</vcpu> 等字段，保存后启动生效。
• 交换分区与策略（内存紧张时的缓冲）：
  • 创建 4G 交换文件并启用：
    • dd if=/dev/zero of=/var/swapdata bs=1K count=4194304
    • mkswap /var/swapdata && chmod 0600 /var/swapdata && swapon /var/swapdata
    • 开机自动挂载：在 /etc/fstab 追加 /var/swapdata swap swap defaults 0 0
  • 调整使用倾向：sysctl vm.swappiness=10（数值越大越倾向使用 swap，默认通常为 60；数据库等低延迟场景可适当降低）。

四 磁盘与 I O 资源管理

• 在线扩容虚拟磁盘容量（宿主机侧）：
  • 扩展虚拟磁盘后，在虚拟机内识别新容量：echo "- - -" | sudo tee /sys/class/scsi_host/host*/scan
  • 分区扩容（示例以整盘 sda 为例）：growpart /dev/sda 1
  • 文件系统扩容：
    • XFS：xfs_growfs /
    • EXT4：resize2fs /dev/sda1
• 使用 LVM 管理磁盘（灵活分配与后续扩容）：
  • 识别新盘：lsblk；创建 PV/VG/LV：pvcreate /dev/sdb; vgcreate vg1 /dev/sdb; lvcreate -L 10G -n lv1 vg1
  • 格式化与挂载：mkfs.xfs /dev/vg1/lv1; mkdir -p /data; mount /dev/vg1/lv1 /data
  • 永久挂载：在 /etc/fstab 添加 /dev/vg1/lv1 /data xfs defaults 0 0
• 磁盘 I/O 限流（宿主机侧，防止单虚机打满存储）：
  • 权重（相对比例）：virsh blkiotune <vm> --weight 700 --live
  • 吞吐/IOPS 上限（示例：总吞吐 10MB/s，总 IOPS 30）：
    • virsh blkdeviotune <vm> vda --total-bytes-sec 10485760 --total-iops-sec 30 --live
• 网络带宽限流（宿主机侧）：
  • 动态附加带带宽限制的网卡：virsh attach-interface <vm> network default --inbound average=1000,peak=5000,burst=1024 --outbound average=128,peak=256,burst=256（单位 KB/s）

五 性能优化与监控实践

• vCPU 模型与 NUMA 亲和：
  • 对齐主机 CPU 特性：virt-xml <vm> --edit --cpu host-model（ARM64 可用 --cpu host-passthrough）
  • 启用自动 NUMA 与放置策略：virt-xml <vm> --edit --vcpus placement=auto；virt-xml <vm> --edit --numatune mode=preferred
• 内存与存储优化要点：
  • 宿主机启用 KSM（内存去重，适合多虚机同镜像场景）：echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run
  • 宿主机与虚机启用 透明巨页 THP（大页减少页表开销，部分负载有收益）：echo always > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
  • 虚机磁盘使用 virtio 驱动、合适的缓存策略（如 none/writeback）与 AIO 模式，可显著提升 I/O 性能。
• 持续监控与容量规划：
  • 使用 virt-top 实时查看资源占用；结合 virsh dominfo、virsh vcpucount 等命令核对配置与运行状态，必要时做横向扩容或降配。