KVM 虚拟化环境搭建 – WebVirtMgr

前文《KVM 虚拟化环境搭建 – ProxmoxVE》已经给大家介绍了开箱即用的 PVE 系统，PVE 是方便，但还是有几点问题：

第一：始终是商用软件，虽然可以免费用，但未来版本还免费么？商用的法律风险呢？

第二：黑箱化的系统，虽然基于 Debian ，但是深度改造，想搞点别的也不敢乱动。

第三：过分自动化，不能让我操作底层 libvirt/qemu 的各项细节配置。

PVE 是傻瓜相机，智能又复杂，对小白很友好；WebVirtMgr 是机械相机，简单而灵活。多一个选择始终是好事，何况我们说完 PVE 之后还介绍 WebVirtMgr，那肯定是有它不可代替的优势的。

不管你是在中小公司研究 IT 解决方案，还是搭建自己的 HomeLab，虚拟化是一个绕不过去的砍，现在的服务都不会直接启动在物理机上，成熟的架构基本都是：

物理机->虚拟化->容器

这样的三层架构，也就是说虚拟化是一切服务的基础。通过下面的步骤，让你拥有一套完全开源免费的，属于你自己的，没有任何版权和法律问题的虚拟化环境。

操作系统选择

发行版选择主要以 Debian/Ubuntu LTS Server 为主，二者我并无偏好，选择你趁手的即可。Debian 每两年一个大版本，Ubuntu LTS Server 也是每两年一个大版本。也就是说每年都有一个最新的，他们的支持周期都是五年以上，去年发布的 Debian 9 ，今年是 Ubuntu 18.04 LTS，明年又是 Debian 10。

安装依赖

新安装操作系统以后，先安装必备的包：

sudo apt-get install libvirt-daemon-system libvirt-clients
sudo apt-get install sasl2-bin libsasl2-modules bridge-utils

将 /etc/default/libvirtd 里面的一行 libvirtd_opts 改为：

libvirtd_opts="-l"

修改 /etc/libvirt/libvirtd.conf，保证下列配置生效：

# 允许tcp监听
listen_tcp = 1
listen_tls = 0

# 开放tcp端口
tcp_port = "16509"

# 监听地址修改为 0.0.0.0，或者 127.0.0.1
listen_addr = "0.0.0.0"

# 配置tcp通过sasl认证
auth_tcp = sasl

修改 /etc/libvirt/qemu.conf，取消 “# vnc_listen = …” 前面的 # 注释（如有），变为：

vnc_listen = "0.0.0.0"

找到并把 user 和 group 两个选项，取消注释，改为 libvirt-qemu：

user = "libvirt-qemu"
group = "libvirt-qemu"

重启并查看服务的状态：

sudo service libvirtd restart
sudo service libvirtd status

到了这一步，依赖就准备好了。

创建管理用户

ubuntu 18.04 LTS 需要修改一下：/etc/sasl2/libvirt.conf 文件，取消最后一行的注释，变为：

sasldb_path: /etc/libvirt/passwd.db

并保证 mech_list 的值为 digest-md5 ，ubuntu 18.04 中默认为 gssapi 不能用：

mech_list: digest-md5

客户端链接 libvirtd 需要用户名和密码，创建很简单：

sudo saslpasswd2 -a libvirt virtadmin
可以查看创建了哪些用户：

sudo sasldblistusers2 -f /etc/libvirt/passwd.db

继续重启服务：

sudo service libvirtd restart

测试用户权限：

virsh -c qemu+tcp://localhost/system list

使用 virsh 链接本地的 libvirtd 操作本地虚拟机，输入刚才的用户名和密码检查是否能够顺利执行，如果该命令成功则代表 libvirtd 的服务和权限工作正常。

配置网桥

Debian 9 下面是更改 /etc/network/interfaces，注意设备名称 eth0 需要改为实际的名称：

# The loopback network interface
auto lo
iface lo inet loopback
# The primary network interface
auto eth0
iface eth0 inet manual
auto br0
iface br0 inet static
    address 192.168.0.2
    netmask 255.255.255.0
    network 192.168.0.0
    broadcast 192.168.0.255
    gateway 192.168.0.1
    dns-nameservers 192.168.0.1
    dns-search dell420
    bridge_ports eth0
    bridge_stp off
    bridge_fd 0
    bridge_maxwait 0

Ubuntu 18.04 中，使用 /etc/netplan 配置网桥，卸载 cloud-init，禁用 cloud-init 配置：

sudo apt-get remove cloud-init
sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml /etc/netplan/50-cloud-init.disable

并且新建文件：/etc/netplan/10-libvirtd-bridge.yaml：

network:
    ethernets:
        enp3s0f0:
            dhcp4: false
            dhcp6: false
    bridges:
        br0:
            addresses:
                - 192.168.1.8/24
            gateway4: 192.168.1.1
            nameservers:
                addresses: [ 192.168.1.1, 114.114.114.114 ]
                search: [ msnode ]
            interfaces:
                - enp3s0f0
    version: 2

注意上面的设备名称 enp3s0f0 以及 ip 网关等配置应按实际情况更改。

注意接口名字和 ip等，改为对应的内容，改完后：

sudo netplan apply

启用新的网络配置，然后重启网络看看网桥，是否正常：

sudo brctl show

并且查看网络是否正常。

安装 WebVirtMgr

按照 WebVirtMgr 的官网首页的说明

安装依赖：

sudo apt-get install git python-pip python-libvirt python-libxml2 novnc supervisor nginx

克隆仓库：

cd /var/www
sudo git clone git://github.com/retspen/webvirtmgr.git

安装 Django 等 python 包：

cd webvirtmgr
sudo pip install -r requirements.txt
sudo ./manage.py syncdb
sudo ./manage.py collectstatic

按提示输入 root 用户密码，该用户后面将用来登陆 WebVirtMgr。

然后测试：

sudo ./manage.py runserver 0:8000

用浏览器打开 http://your-ip:8000 并用刚才的用户登陆看看行不行，成功的话，会看到：

然后点击右上角添加一个 connection，把 localhost 这个 libvirtd 的链接用 tcp 的方式添加进去，用户名和密码是刚才初始化的 libvirt 的管理员 admin 和密码：

链接如果能够正常添加的话，表明可以正常运行了：

然后 CTRL+C 退出。

安装 Nginx

新建并编辑 /etc/nginx/sites-available/webvirtmgr 文件：

server {
    listen 8080 default_server;
    server_name $hostname;
    location /static/ {
        root /var/www/webvirtmgr/webvirtmgr; # or /srv instead of /var
        expires max;
    }
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8000;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-for $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header Host $host:$server_port;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        proxy_connect_timeout 600;
        proxy_read_timeout 600;
        proxy_send_timeout 600;
        client_max_body_size 1024M; # Set higher depending on your needs
    }
}

然后做一个该文件的软连接到 /etc/nginx/sites-enabled 下面，并删除默认软连接：

cd /etc/nginx/sites-enabled
sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/webvirtmgr .
sudo rm default

然后重启服务

sudo service nginx restart

完成安装

新建并编辑 /etc/supervisor/conf.d/webvirtmgr.conf：

[program:webvirtmgr]
command=/usr/bin/python /var/www/webvirtmgr/manage.py run_gunicorn -c /var/www/webvirtmgr/conf/gunicorn.conf.py
directory=/var/www/webvirtmgr
autostart=true
autorestart=true
stdout_logfile=/var/log/supervisor/webvirtmgr.log
redirect_stderr=true
user=www-data

[program:webvirtmgr-console]
command=/usr/bin/python /var/www/webvirtmgr/console/webvirtmgr-console
directory=/var/www/webvirtmgr
autostart=true
autorestart=true
stdout_logfile=/var/log/supervisor/webvirtmgr-console.log
redirect_stderr=true
user=www-data

把整个 webvirtmgr 的项目文件所有者改为 www-data：

sudo chown -R www-data:www-data /var/www/webvirtmgr

重启并查看结果：

sudo supervisorctl reload
sudo supervisorctl status

如果碰到错误，比如 Exited too quickly 那么到 /var/log/supervisor 下面查看日志。

完成后，浏览器打开：http://your-ip:8080/servers/

如果一切工作正常，那么恭喜你，WebVirtMgr 安装成功。

开始使用

在 /home/data 下面创建 kvm 目录，用于放虚拟机磁盘镜像文件和 iso 文件

sudo mkdir -p /home/data/kvm
sudo mkdir -p /home/data/kvm/{images, iso}
sudo chown www-data:www-data /home/data/kvm/iso

你可以放在你喜欢的地方，/home 目录一般在 debian 下面会分配比较大的空间，所以把虚拟机相关的东西，放到 /home/data/kvm 下面。

然后浏览器登陆 webvirtmgr 的页面，选择刚才添加的 localhost 链接，webvirtmgr 可以同时管理多台机器的 libvirtd，这里我们以刚才添加的 localhost 链接为例。

首先到左侧的 “存储池”添加用于保存虚拟机映像的路径：

先点击 “New Storage” 添加一个类型为 “目录卷类型”的存储池，名字为 images，指向：

/home/data/kvm/images

继续点“New Storage”添加一个类型为 “ISO 镜像卷”的存储池，名字为 iso ，路径为：

/home/data/kvm/iso

你如果有多块硬盘，还可以继续添加一些其他位置用于保存虚拟机的磁盘镜像。

还差网络配置就妥了，点击左边 “网络池”：

原来只有一个 default 的 NAT 类型网络，那个 bridge 是我们需要点击 “New Network” 添加的桥接网络：

上面这个桥接名称，就是我们前面配置的网桥名称 br0。我们启动的虚拟机一般都会希望和物理机同处于一个内网下，拥有可以直接访问的 IP，因此基本都用桥接模式。

创建虚拟机

先创建磁盘映像，到左边的 “存储池”，然后选择 images 存储池：

点击最下面的添加镜像，添加一个 20G 的 qcow2，名字为 test1：

然后点击左边的 “虚机实例”，然后点击左上角的 “New Instance”：

不要使用它那些乱七八糟的模板，直接点击正上方的 “Custom Instance”，创建虚拟机：

在创建虚拟机的对话框里，点击“Add Image”添加刚才创建的 test1.img 镜像，然后再 “Add network” 添加类型为 bridge 的桥接网络，你如果想要所有虚拟机都处于一个虚拟内网的话，还可以再添加一块类型为 default 的网卡，就是默认的 NAT 类型。

完成后点 “创建”，咱们的虚拟机就有了：

这时候，可以到现前的 “存储池”的 iso 下面，上传两个操作系统的安装盘 iso 文件，然后回来这个 test1 虚拟机主页，选择设置，挂载 iso 文件：

选择我们刚才上传的操作系统 ISO 文件，并点击右边的“链接”按钮，然后可以到“Power”那里使用 “启动”按钮开机了，此时虚拟机出于“开机”状态：

然后选择 Access ：

点击 “控制台”，打开虚拟机的 webvnc 终端，开始安装操作系统：

网页版本的 Webvnc 图形性能一般，建议安装操作系统都用普通文本模式安装（可以选择的话），测试虚拟机可以正常启动以后，我们先把它强制结束了，进行一些必要设置。

安全设置

如果的服务器暴露再公网上，一定要到 Access -> Console Password 下面设置个密码：

webvirtmgr 里点击控制台它会自动读取该密码，不需要你手工输入，但是这样就比没有密码安全很多了。

然后启动后，你可以到：设置->XML 那里查看一下 VNC 被分配的端口号和设置过的密码：

由于默认配置 VNC 都是使用 “自动端口”，这样更安全些，每次虚拟机启动，都会动态分配一个，再 XML 这里可以查看得到，这样你也可以不用 webvnc，而用自己的 VNC 客户端：

比如 Windows 下的 vnc-viewer，填入 ip 地址和端口号，然后点 “connect”：

提示输入密码，将上面 XML 里的密码复制粘贴过来即可：

然后点击 OK 开始显示终端屏幕：

共享文件夹

这是个很基本的需求，想省事的话，nfs 共享一下也可以，但是 KVM 本身支持 Hypervisor 和虚拟机共享文件夹的，并且性能很好，可惜 PVE 里居然做不了，因为它不能改 XML。

再 “设置”-> XML 那里点击 “编辑”并在 … 中加入下面配置：

    <filesystem type='mount' accessmode='mapped'>
      <source dir='/home/data/kvm/kfs'/>
      <target dir='kfs'/>
    </filesystem>

accessmode 可以设置成：mapped，passthrough 或 none。物理机准备一下共享目录：

sudo mkdir /home/data/kvm/kfs
sudo chown libvirt-qemu:libvirt-qemu /home/data/kvm/kfs
所有虚拟机在物理机上都会以 libvirt-qemu 这个用户来跑（前面设置过 qemu.conf），所以需要保证你物理机上需要共享的路径的权限。同时 accessmode 建议设置成 mapped，这样会用文件信息里的 meta info 来保存虚拟机中的文件权限信息。

虚拟机中编辑 /etc/modules 文件，添加下面几行：

loop
virtio
9p
9pnet
9pnet_virtio

加载内核模块：

sudo service kmod start

然后测试 mount：

sudo mkdir /mnt/kfs
sudo mount -t 9p -o trans=virtio kfs /mnt/kfs

这样，虚拟机中的 /mnt/kfs 就映射到了物理机的 /home/data/kvm/kfs 路径下。

测试成功的话，设置 /etc/fstab：

kfs             /mnt/kfs        9p      trans=virtio    0       0

修改完后，mount -a 测试，测试通过重启虚拟机即可。

后记

可能大家发现了 WebVirtMgr 本质就是一个轻量级的 web 管理后台，可以在一台机器上搭建 webvirtmgr 并管理内网所有的提供 libvirtd 服务的机器。

由于 webvirtmgr 项目本身简单清晰，不少成功项目的代码都是源自它的，比如 QNAP 产品线里的 “虚拟机工作站”，通过前面一番动手，相信你对 kvm/libvirtd/vnc 之类的运作机里已经很熟悉了。

该系统设计的比较好的一个点就是允许我编辑 XML，而前面提到的 PVE 居然不允许我在页面上修改 XML，KVM支持的功能非常丰富，很多都需要通过修改 XML 完成，比如常用的硬件透传，大家可以搜索 “kvm passthrough”：该功能可以把 pcie 总线上的设备传递给虚拟机，比如你的物理机上有两个 USB 插口，你可以将其中一个赋予虚拟机。或者把物理机的磁盘阵列全部传递给虚拟机，由虚拟机里面来组 raid，这样虚拟机里面装点黑群晖或者 clearos / openmediavault 之类的 nas 系统的话，可以方便的把磁盘阵列管理起来。

如果物理机有显卡的话，你甚至可以把物理机的 gpu 透传给虚拟机，这样虚拟机里面就可以跑需要 GPU 支持的任务了，比如挖矿之类，这些在 PVE 里都没法支持，这些都是 webvirtmgr 比 PVE 更灵活的地方。

更多的功能，留给大家慢慢探索吧。