使用virt-manager图形化创建和管理KVM虚拟机

虚拟机是日常开发中比较常见的工具之一，无论是搭建本地集群，还是测试部分系统等，虚拟机都非常实用。在Windows上我们常用VMware虚拟机，但是在Linux上VMware兼容性仍然存在问题，且常常不支持较新的内核。此外，Virtual Box也是一个开源跨平台的虚拟机软件，使用更加简单，不过在性能上仍然存在瓶颈。

当然，在Linux上我们也常常听说KVM（Kernel-based Virtual Machine）虚拟化方案，这是几乎所有云厂商都在使用的虚拟化方案，绝大多数版本的Linux内核都已经集成了KVM模块支持，且作为内核态的虚拟化工具，KVM比起其它虚拟机有着更好的性能。

今天我们就主要讨论一下如何在Linux上安装KVM虚拟化所需的相关软件，以及如何创建管理KVM虚拟机。

1，安装相关软件

首先我们需确保：

• 已开启Intel VT或AMD SVM虚拟化功能，可在主板BIOS中设置
• 系统已加载KVM模块

可使用下列命令检查：

lsmod | grep kvm

如图：

只要出现了kvm和kvm_amd这两者即可，对于Intel处理器则应当是kvm和kvm_intel两个。

若未显示，可使用modprobe手动载入模块或配置开机自动加载这两个模块。如果无这两个模块，可自行编译内核，配置其中启用这两个模块。具体方法不再赘述，默认情况下KVM模块都会包含且自动加载。

然后，使用下列命令安装所需的软件：

# Debian/Ubuntu/Linux Mint

# 安装
sudo apt install --no-install-recommends --no-install-suggests qemu-system-x86 qemu-utils libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils virt-manager ovmf
# 配置用户组（重启系统或重新连接服务器后才会生效）
sudo usermod -aG libvirt $USER
sudo usermod -aG kvm $USER

我们安装的软件主要如下：

• qemu-system-x86和qemu-utils：主要是QEMU（Quick Emulator）软件及其实用工具，这是一个开源的通用机器模拟器和虚拟化器
• libvirt-daemon-system和libvirt-clients：libvirt虚拟机管理框架，提供了统一的虚拟机操作接口包括创建、启动、停止、配置虚拟机
• bridge-utils：网络桥接工具集
• virt-manager：一个libvirt的图形操作界面
• ovmf：KVM虚拟机的UEFI固件支持

在这里我们就可以来详细了解一下KVM虚拟化方案的组成，可见我们平时常说的KVM虚拟机并非是像VMware那样一个完整的软件，而是有多个组件构成：

• KVM：只是一个Linux内核模块 ，提供硬件辅助虚拟化能力，但是KVM不能单独工作，也不具备创建虚拟机等功能，它只处理CPU和内存的虚拟化
• QEMU：一个开源的机器模拟器和虚拟机监视器（VMM），能够模拟完整的计算机硬件，并在KVM支持下实现硬件加速的虚拟化。既然KVM模块不能创建和运行单独的虚拟机，因此就需要使用QEMU这种客户端来进行，该客户端能够模拟完整的硬件（包括网络、磁盘、网卡等），且具备最基本的虚拟机管理功能，此外QEMU可以将虚拟机的虚拟化交给KVM完成，这样使用QEMU + KVM，就能够创建并运行一个最基本但完整的虚拟机了
• libvirt：一个虚拟化管理工具集和API ，它作为一个守护进程 运行，提供了更加高级、统一的接口来管理虚拟机。上面提到了QEMU + KVM虽然可以创建一个完整的虚拟机，但是缺乏很多高级功能（例如虚拟机配置持久化、生命周期管理等），此外QEMU原生的接口比较复杂繁琐，因此就可以使用libvirt这样的高级工具，实现更加便捷的虚拟机管理功能，且支持更多高级功能，libvirt工具提供了简单的命令行用法可一键创建虚拟机，而上述安装的virt-manager就是一个图形化客户端，让我们使用可视化方式调用libvirt工具创建管理虚拟机

所以，大家平时常说的KVM虚拟化，绝大多数指的是KVM内核模块 + QEMU工具 + libvirt上层客户端所构成的完整虚拟化工具链。

2，libvirt的配置

创建虚拟机之前，可以认识一下libvirt的配置，该配置可理解为虚拟机工具的全局配置，包含了网络和存储位置等。

打开virt-manager，中文环境下显示的是"虚拟系统管理器"如下：

界面如下：

默认情况下，会自动连接我们本地的libvirt进程，上述在安装了libvirt-daemon-system和libvirt-clients软件包后，libvirt守护进程就会自动启动且后续会开机自启动。

如果显示连接失败，则尝试手动检查和启动libvirt守护进程：

# 检查状态
sudo service libvirtd status

# 启动进程
sudo service libvirtd start

在virt-manager连接上libvirt守护进程后，就可以操作和管理我们本地的虚拟机了！此外，该客户端还支持连接远程服务器上的libvirt进程（例如采用qemu+ssh连接），这里就不再赘述了，大家可自行查阅和尝试。

首先，右键我们的本地连接-详情可以查看和配置本地的libvirt守护进程配置：

界面如下：

主要是网络和存储两大方面配置。

(1) 网络配置

在网络一栏我们可以创建虚拟网卡，创建的虚拟网卡支持多种模式，平时我们使用NAT模式即可。虚拟网络默认就会包含一个名为default的NAT虚拟网卡，我们一般直接使用该网卡即可，无需再手动创建。大家在系统终端使用ip addr命令，也可以看到一个虚拟的网络就是这里的虚拟网卡。

若要创建网卡，则可点击这里的+按钮：

如下：

(2) 存储池配置

存储池通常是KVM虚拟机存放数据的地方，主要存放的是下列内容：

• 系统的安装ISO镜像
• 虚拟机的虚拟硬盘文件

默认的存储池对应的目录是/var/lib/libvirt/images如下：

我们也可以自定义一个目录作为存储池，点击+新建：

需要注意的是，目标路径需选择一个不位于任何一个用户目录中的一个路径，且需要确保该路径有读取权限，否则可能导致创建虚拟机时无法读取安装ISO文件。

3，创建虚拟机

现在，就可以创建虚拟机了。

(1) 复制ISO安装文件到存储池

我们使用默认的存储池位置/var/lib/libvirt/images即可，这里我们复制了个Debian 13安装镜像进去，然后在libvirt的配置中存储池刷新即可看到：

(2) 创建虚拟机

在virt-manager主界面选择我们本地的libvirt连接后点击左上角按钮可新建虚拟机：

新建页面选择本地ISO文件：

选择我们存储池里的ISO文件：

然后记得在下面搜索选择你安装的操作系统名称，建议取消"自动从安装介质/源检测"的勾选：

然后指定虚拟机内存与处理器核心数：

创建虚拟硬盘：

最后一步勾选在安装前自定义配置选项：

此时，我们就可以修改虚拟机详细硬件配置，这里先配置启动模式为UEFI即可：

然后就进入了虚拟机界面，完成后续安装程序的步骤即可：

建议安装系统时勾选"安装SSH工具"，因为KVM虚拟机不能像VMware那样拖拽文件，因此许多数据交互都是通过本机连接SSH虚拟机进行。

创建虚拟机后，我们也可以发现我们的存储池中多了个qcow2格式文件，这正是我们虚拟机的虚拟硬盘文件：

4，固定虚拟机IP地址

在使用KVM虚拟机时，数据交换基本使用SSH进行，但是默认情况下NAT虚拟网络使用DHCP动态IP，因此难以确保IP地址是不变的，这会对我们造成不便。此外，在搭建一些本地集群时，若IP地址变化，也会造成许多配置上的麻烦。

(1) 启用XML编辑功能

我们首先需要启用"XML编辑功能"，在virt-manager主界面编辑-Preferences进入首选项：

在常规选项卡中，勾选启用XML编辑即可：

(2) 查看虚拟机MAC地址

自定义固定IP地址之前，我们需要知道虚拟机的MAC物理地址，该地址创建后就不会变化，也就是说这个MAC地址就可以代表我们这个虚拟机。

首先要将虚拟机关机，然后在主界面双击打开我们的虚拟机：

点击左上角配置按钮，切换至虚拟机配置页面：

选择网卡配置就可以看到虚拟机所使用的虚拟网卡是哪个，以及其MAC地址：

我们先将其复制下来备用。

(3) 编辑libvirt网络配置

回到主界面右键编辑我们的本地libvirt连接配置：

进入虚拟网络配置，选择虚拟机所使用的那个网卡（这里只有default这个网卡，我们虚拟机就是使用的该网卡），切换到XML配置，首先停止网络，然后加入一行配置设定我们虚拟机为一个固定IP，然后重启虚拟网络即可，如下图：

可见我们在dhcp块下加入了下列内容：

<host mac="52:54:00:06:c1:a4" ip="192.168.122.100"/>

该配置就表示：将MAC地址为52:54:00:06:c1:a4的虚拟机的IP地址配置为192.168.122.100，可见这个MAC地址就是上述虚拟机的MAC地址。

通过这个虚拟网络的XML配置，我们还可以得到下列信息：

• 网络的网关IP地址：192.168.122.1，由ip标签中address属性定义
• 网络的子网掩码：255.255.255.0，由ip标签中netmask属性定义
• 网络中设备的IP地址范围：192.168.122.2 - 192.168.122.254，由dhcp块中range定义

大家也可以在这里修改这些关于虚拟网络的高级配置。

到此，我们就将我们的虚拟机IP固定为我们自定义的了！重启虚拟机就生效了，我们也无需修改虚拟机内部系统的网络配置，其系统内部网络配置保持自动DHCP即可，只不过后续自动分配到的IP都是我们设定的固定IP地址：

需要注意的是大家设定自定义IP时一定要在该虚拟网络的IP范围内！例如我这里的范围：

后续，我们就可以在本机使用ssh连接这个虚拟机：

ssh root@192.168.122.100

此外，还可以克隆该虚拟机，然后使用上述同样方法配置克隆的虚拟机的IP地址，实现搭建虚拟机集群。