Ubuntu22.04安装配置KVM虚拟化

记录在操作系统Ubuntu 22.04下配置安装KVM虚拟化。

安装环境：

Intel CPU + Windows 10 + VirtualBox

1. KVM虚拟化安装

1.1 检查硬件是否支持

通过命令行检查

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

如果输出的数字大于 0，则表示CPU 支持虚拟化。

通过工具检查

# 安装cpu-checker软件包，运行kvm-ok命令检查
$sudo apt install -y cpu-checker
$ kvm-ok

如果是物理机，需要在bios中开启Inter VT-x或AMD-V/RVI。如果是使用virtualbox等虚拟化软件，需要打开虚拟机的嵌套虚拟化：

1.2 安装kvm软件包

sudo apt update
# 安装KVM虚拟机及管理工具
sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils libguestfs-tools virt-viewer virt-manager virtinst
# 安装python API
sudo apt install python3-libvirt

说明：

• qemu-kvm：即qemu+kvm，kvm负责cpu和内存的虚拟化，而qemu负责IO设备，如网卡和磁盘等的虚拟化。
• libvirt-daemon-system：KVM管理工具，为不同的虚拟机监视器提供了统一的接口。
• libvirt-clients: 包含了一组用于与 libvirt 库交互的命令行工具，包括virsh、virt-install，virt-clone
  • virsh: 用于虚拟机的创建，启动，停止，迁移，克隆，配置文件管理等操作。
  • virt-install：用于GuestOS安装
  • virt-clone：用于虚拟机克隆
• bridge-utils：配置网桥
• libguestfs-tools：虚拟机镜像管理工具，包括virt-cat、virt-edit、virt-ls、virt-rescue
• virt-viewer：用于虚拟机控制台
• virt-manager：图形界面管理KVM虚拟化
• virtinst: 命令行工具，包括virt-install、virt-clone、virt-manager等。
• python3-libvirt：libvirt库的Python 绑定，在Python中使用 libvirt 的功能，包括对虚拟机、存储池、网络等资源的管理，以及对虚拟化宿主机的监控和控制。

1.3 启用和启动 libvirtd 服务

sudo systemctl enable libvirtd
sudo systemctl start libvirtd
sudo systemctl status libvirtd

# 检查kvm模块
$ lsmod  | grep kvm
kvm_intel             372736  5
kvm                  1032192  1 kvm_intel

1.4 添加当前用户到 kvm和libvirt 组（可选）

sudo usermod -aG kvm $USER
sudo usermod -aG libvirt $(whoami)
# 验证用户是否加入组中
$ id $(whoami)
uid=1000(test) gid=1000(test) groups=1000(test),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev),108(kvm),110(lxd),121(libvirt)

注意：修改组后，需要重新登录或注销再登录才能使更改生效。

1.5 创建网桥(br0)

如果你打算从本机（Ubuntu 22.04）之外访问 KVM 虚拟机，你必须将虚拟机的网卡映射至网桥。virbr0 网桥是 KVM 安装完成后自动创建的，仅做测试用途。

$ brctl show
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
br-5816d9fe8de2         8000.0242b3178f5d       no
docker0         8000.0242ca1275c9       no
virbr0          8000.525400c67e33       yes

你可以通过如下内容在 /etc/netplan 目录下创建文件 01-netcfg.yaml 来新建网桥：

$ sudo vi /etc/netplan/01-netcfg.yaml
network:
  ethernets:
    enp0s3:
      dhcp4: false
      dhcp6: false
  # add configuration for bridge interface
  bridges:
    br0:
      interfaces: [enp0s3]
      dhcp4: false
      addresses: [10.0.62.2/24]
      macaddress: 08:00:27:3f:c0:7b
      routes:
        - to: default
          via: 10.0.62.1
          metric: 100
      nameservers:
        addresses: [223.5.5.5]
      parameters:
        stp: false
      dhcp6: false
  version: 2

将机器网卡enp0s3的地址配置到br0网桥上。根据实际环境替换IP地址，网口名称及mac地址等。

# 应用网络配置
$ sudo netplan apply
$ ip add show

2. 创建虚拟机

可以使用virt-manager,命令行，xml文件等方法创建。

2.1 使用virt-manager创建

使用命令行virt-manager启动：

创建虚拟机：

将系统iso上传到宿主机的/var/lib/libvirt/images，光驱文件选择iso：

设置系统类型：

设置cpu和内存：

设置存储，磁盘放置在default存储池中：

设置网络为br0网桥：

安装系统：

2.2 使用xml文件创建

创建xml文件:

$ sudo vi testvm.xml
# xml内容如下
<domain type='kvm'>
  <name>testvm</name>
  <memory unit='MiB'>2048</memory>
  <currentMemory unit='MiB'>2048</currentMemory>
  <vcpu placement='static'>2</vcpu>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='pc'>hvm</type>
    <boot dev='cdrom'/>
    <boot dev='hd'/>
  </os>
  <devices>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2'/>
      <source file='/var/lib/libvirt/images/testvm.qcow2'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
    </disk>

    <disk type='file' device='cdrom'>
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <source file='/var/lib/libvirt/images/CentOS-7-x86_64-Minimal-2207-02.iso' index='1'/>
      <backingStore/>
      <target dev='sda' bus='sata'/>
    </disk>
    <interface type='bridge'>
      <source bridge='br0'/>
      <model type='virtio'/>
    </interface>
    <graphics type="vnc" autoport="yes" keymap="en-us" listen="0.0.0.0"/>
  </devices>
</domain>

xml内容的编写可以参考已有的虚拟机，使用virsh dumpxml <domain-id>可以生成虚拟机的xml文件。

创建虚拟磁盘：

# 创建10G大小的qcow2磁盘
$ sudo qemu-img create -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/testvm.qcow2 10G
Formatting '/var/lib/libvirt/images/testvm.qcow2', fmt=qcow2 cluster_size=65536 extended_l2=off compression_type=zlib size=10737418240 lazy_refcounts=off refcount_bits=16

$ sudo qemu-img info  /var/lib/libvirt/images/testvm.qcow2
image: /var/lib/libvirt/images/testvm.qcow2
file format: qcow2
virtual size: 10 GiB (10737418240 bytes)
disk size: 196 KiB
cluster_size: 65536
Format specific information:
    compat: 1.1
    compression type: zlib
    lazy refcounts: false
    refcount bits: 16
    corrupt: false
    extended l2: false

基于xml创建虚拟机：

$ virsh define testvm.xml
Domain 'testvm' defined from testvm.xml

$ virsh list --all
 Id   Name     State
-------------------------
 -    testvm   shut off
$ virsh start testvm

$ virsh list
 Id   Name     State
------------------------
 8    testvm   running

# 查看虚拟机的vnc端口号
$ virsh vncdisplay 8
:0

使用vnc客户端连接宿主机的IP+5900端口:

2.3 使用命令行创建

# 创建2c2g10G的虚拟机,磁盘为稀疏模式，格式为qcow2，总线类型为virtio。同启动一个串行终端打印输出
$ virt-install  --virt-type=kvm --name=centos79   --vcpus=2  --memory=2048 --osinfo=centos7 --cdrom=/var/lib/libvirt/images/CentOS-7-x86_64-Minimal-2207-02.iso  --disk path=/var/lib/libvirt/images/centos79.qcow2,size=10,format=qcow2,bus=virtio,sparse --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole --force

后续步骤参考xml方式创建虚拟机，通过vnc连接虚拟机进行系统安装。