Ubuntu server 22.04 安装kvm

2023-05-16

本人有一台工控机， 5500u cpu， 8g 内存，本来是打算用来跑docker的，但是因为要装
k8s, 虚拟机会更加合适方便，

宿主机的系统是ubuntu server 22.04.1 LTS, 没有安装GUI。所以vmware virtualbox就不考虑了。纯命令行估计kvm 会更加合适。一台机当两三台机用了。

Step 1 检查cpu是否开启虚拟化

国际惯例，首先检查cpu有没开启虚拟化。
现在市面上估计都买不到不支持虚拟化的cpu了，问题是我们也要检查下bios上有没enable虚拟化特性。

gateman@homeserver2:~$ kvm-ok
INFO: /dev/kvm exists
KVM acceleration can be used

Step 2 安装kvm

sudo apt update
sudo apt install qemu qemu-kvm libvirt-bin  bridge-utils  virt-manager

问题是这个 libvirt-bin, 提供了virsh等命令工具帮助我们更好地管理kvm 实例。

而且比我以前用kvm时多了个系统服务libvirtd.service，简单来讲，这个服务会用1个common的账号 libvirt 去启动kvm 实例进程。

所以我们的iso文件，虚拟硬盘文件都必须放在能让libvirt 账号可以访问的地方。

如果是ubuntu 20.04 则有可能找不到libvirt-bin的包，要分开安装

libvirt-daemon-system libvirt-clients

安装上面的东西后，检查libvirtd服务有没有启动.

sudo systemctl status libvirtd.service

## if not started
sudo systemctl start libvirtd.service
sudo systemctl enable libvirtd.service

Step 3 设置桥接网卡

kvm 支持多种网络模式

桥接模式 (bridge)
NAT模式
路由模式
直接分配设备模式
…

第4种太奢侈，而其他3种只有桥接模式能令虚拟机和局域网其他主机相互通信(ip 在同1个网段）

所以我们会选择桥接模式。

当我们用vmware virtualbox时，桥接网卡都会自动配置好，而kvm需要我们事先手动配置。

每个linux发型版的网络管理方式都不同，而ubuntu 22.04.1 用的是自家的netplan 来管理的。当然，如果我们启动用GUI，则很可能会用NetworkManager.

既然我的机器是没有GUI的，那就是netplan了
检查 /etc/netplan 文件夹，是否存在yaml文件，如果不存在，而你台机器还能上网的话，则肯定不是用netplan 方式。

3.1 检查netplan配置

gateman@homeserver2:/etc/netplan$ pwd
/etc/netplan
gateman@homeserver2:/etc/netplan$ ls *yaml
00-installer-config.yaml

# This is the network config written by 'subiquity'
network:
  ethernets:
    enp1s0:
      dhcp4: false
    enp2s0:
      dhcp4: true
  version: 2

先备份和查看原来的配置文件，可以看到，我台机器只有两个有线端口，其中只有1个插了网线启用的dhcp，这里的4指的是 ip4

3.2 检查虚拟桥接设备

输入ifconfig 回车
会见到输出除了上面两个有线网卡外，多了1个设备virbr0，这是安装完kvm后系统自动创建的

	    virbr0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether 52:54:00:89:a9:72  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

其实这个virbr0 并不是一块虚拟网卡，而是1个块虚拟桥接设备(bridge)，我们还必须基于它再创建1个虚拟桥接网卡。

3.3 编辑/etc/netplan/00-xxx.yaml 添加一个桥接网卡

before that,
我手绘了1个kvm 桥接的大概原理图，不会是百分百准确，将就看就行

我们需要做的是创建1个关键的虚拟桥接网卡 br0 ，如下图，它桥接宿主机的真正物理卡，而且，我们之后创建的虚拟机都会通过这个br0 桥接网卡与外部沟通。

也就是讲即使我们后面会创建多台虚拟机，对于宿主机来讲， 1个虚拟桥接网卡就足够了。
在这里插入图片描述

编辑 /etc/netplan/00-xxxx.yaml

# This is the network config written by 'subiquity'
network:
  ethernets:
    enp1s0:
      dhcp4: false
    enp2s0:
      dhcp4: false # 真正的物理显卡要关闭dhcp
  bridges:
    br0:
      interfaces: [enp2s0]
      dhcp4: no
      addresses: [10.0.1.107/24] # ip地址
      routes:            
        - to: default
          via: 10.0.1.1           # 路由其地址
      nameservers:
        addresses: [119.29.29.29, 8.8.8.8]   # DNS 119.29.29.29 是疼讯的DNS
  version: 2

保存后
执行

sudo netplan apply

注意这里我们不在从路由器动态申请ip，而是设置静态ip，如国修改前后的ip不同，我们的ssh connection会断开，需要重新连接。

修改后我们再查看ifconfig
我们会发现

多了个网卡br0，地址就是我们设置的静态ip地址
物理网卡没有地址，这是正常的，如上图，连物理网卡也会通过这个虚拟网桥连接外部。。

br0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.0.1.107  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.0.1.255
        inet6 fe80::b4a2:82ff:fe35:d8d8  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether b6:a2:82:35:d8:d8  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 61997  bytes 8192346 (8.1 MB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 82925  bytes 21320864 (21.3 MB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

enp2s0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 00:e0:0a:f2:12:26  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 338034  bytes 418401126 (418.4 MB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 115940  bytes 24050924 (24.0 MB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

Step 4 新建虚拟硬盘

上面说了，虚拟硬盘为了要让libvirt 访问，最好创建再公共的地方.
我在根目录创建了1个folder /kvmdisks …

命令：

qemu-img create ./kvm0.img 20G

Step 5 准备系统安装文件iso

我为了省事，直接套娃安装ubuntu server 22.04 本身
同样地， iso 最好放在公共地方

gateman@homeserver2:/isos$ ls
ubuntu-22.04.1-live-server-amd64.iso

Step 6 编写虚拟机配置文件

对于新增加一台虚拟机，无非修改下面几个地方
1， cpu 数量和内存大小
2. uuid 用uuid-rumtime 包下的 uuidgen命令生成
3. 修改新的随机mac地址，自己google怎么生成 echo $RANDOM | md5sum | sed ‘s/…/&:/g’ | cut -c1-17
4. 修改虚拟机名称。
5. 修改虚拟硬盘路径
6. 反注释光驱启动那行
7. 没了

gateman@homeserver2:~/kvmxmls/vm1$ cat vm1.xml 
<domain type='kvm'>  //如果是Xen，则type=‘xen’
  <name>vm1</name> //虚拟机名称，同一物理机唯一
  <uuid>4b942306-76b0-4174-9371-a0485fdc8093</uuid>  //同一物理机唯一，可用uuidgen生成
  <memory>4096000</memory>
  <currentMemory>2048000</currentMemory>  //memory这两个值最好设成一样
  <vcpu>2</vcpu>            //虚拟机可使用的cpu个数，查看物理机可用CPU个数：cat /proc/cpuinfo |grep processor | wc -l
  <os>
   <type arch='x86_64' machine='ubuntu'>hvm</type> //arch指出系统架构类型，machine 则是机器类型，查看机器类型：qemu-system-x86_64 -M ?
   <!-- 第一次运行要 反注释这行
   <boot dev='cdrom'/>  //启动介质，第一次需要装系统可以选择cdrom光盘启动
   -->
   <bootmenu enable='yes'/>  //表示启动按F12进入启动菜单
  </os>
  <features>
   <acpi/>  //Advanced Configuration and Power Interface,高级配置与电源接口
   <apic/>  //Advanced Programmable Interrupt Controller,高级可编程中断控制器
   <pae/>   //Physical Address Extension,物理地址扩展
  </features>
  <clock offset='localtime'/>  //虚拟机时钟设置，这里表示本地本机时间
  <on_poweroff>destroy</on_poweroff>  //突发事件动作
  <on_reboot>restart</on_reboot>
  <on_crash>restart</on_crash>
  <devices>   //设备配置/
   <emulator>/usr/bin/kvm</emulator> //如果是Xen则是/usr/lib/xen/binqemu-dm
   <disk type='file' device='disk'> //硬盘
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <source file='/kvmdisks/kvm1.img'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>  // if windows must ide   else virtio
   </disk>
   <disk type='file' device='cdrom'>//光盘
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <source file='/isos/ubuntu-22.04.1-live-server-amd64.iso'/>
      <target dev='hdc' bus='ide'/>
      <readonly/>
   </disk>
   /* 利用Linux网桥连接网络 */
   <interface type='bridge'>
      <mac address='40:00:02:04:19:ef'/>
      <source bridge='br0'/>  //配置的网桥网卡名称
      <target dev='vnet0'/>     //同一网桥下相同
      <alias name='net0'/>      //别名，同一网桥下相同
   </interface>

  <graphics type='vnc' port='5901' autoport='yes' listen='0.0.0.0' keymap='en-us'>  //配置vnc，windows下可以使用vncviewer登录，获取vnc端口号：virsh vncdisplay vm0
   <listen type='address' address='0.0.0.0'/>
  </graphics>
  </devices>
</domain>

Step 7 启动虚拟机

保存后. 有两种方式启动

virsh create vm0.xml
virsh define vm0.xml
virsh start vm0 # 主机名

第一种一旦关闭虚拟机就会消失，建议用于测试
第二种除非执行virsh undefine 主机名，否则一直存在与虚拟机列表。

如果遇到错误：XML error: expected unicast mac address, found multicast ‘23:F6:7F:2B:67:5D’
那是因为所造的mac地址是组播地址，要非组播的mac地址才行，开头大于24即可

Step 8，连接启动后的虚拟机，安装系统

两种方式，

用vnc viewer(linux /win 通用)
在另一台linux机上安装virt-manager

不得不说virt-manager 真是个神奇，可以在一台有GUI的linux 主机去管理另1台没有GUI的KVM 宿主机的kvm 子系统。
在这里插入图片描述
缺点：
3. 需要GUI
4. 没有windows 版，硬气！
接着就可以安装系统了

Step 9，移除cdrom启动方式，重启

如果用virsh create vm0.xml 方式启动安装的，安装后可以修改vm0.xml(或者另建一份copy), 把cdrom 启动注销掉

然后再重新 virsh define …

Step 10，检查kvm虚拟机网卡地址

如果一切顺利，虚拟机dhcp生成的网卡会与物理机同一个网段

gateman@vm:~$ ifconfig
ens3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.0.1.151  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.0.1.255
        inet6 fe80::f892:1ff:fe33:d4fa  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether fa:92:01:33:d4:fa  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2540  bytes 145750 (145.7 KB)
        RX errors 0  dropped 477  overruns 0  frame 0
        TX packets 423  bytes 30596 (30.5 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 324

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 164  bytes 14048 (14.0 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 164  bytes 14048 (14.0 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

其实这时就可以通过局域网物理机ssh过去了

为了方便管理，还是建议修改虚拟机网卡设置，设置成静态ip

gateman@vm:~$ cat /etc/netplan/00-installer-config.yaml
# This is the network config written by 'subiquity'
network:
  ethernets:
    ens3:
      dhcp4: no
      addresses: [10.0.1.151/24]
      gateway4: 10.0.1.1
      nameservers:
        addresses: [119.29.29.29, 8.8.8.8]

虚拟机网卡地址不与物理机同一网段的原因

如果发现虚拟机ip地址是192.168.122.xxx

则这时其他局域网的主机是访问不了这些虚拟机的。

原因是vm0.xml 的网络设置错误

 /* 利用Linux网桥连接网络 */
   <interface type='bridge'>
      <mac address='40:00:02:04:19:ef'/>
      <source bridge='br0'/>  //配置的网桥网卡名称
      <target dev='vnet0'/>     //同一网桥下相同
      <alias name='net0'/>      //别名，同一网桥下相同
   </interface>

把上面的 source briidge = ‘virbr0’ 改回来 br0 就ok！
我把自己踩过的坑都写出来了。

virt-manager

最后再推荐一下这个神器，它可以很方便的完成本文的step4 to step9
跟virtbox的gui 界面用起来差距不大了！

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