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裸金属服务器kvm虚拟化安装win10

November 21, 2019 • Read: 602 • Vps&Linux

受够了小鸡的各种卡顿以及各种套路,就想要一只"大鸡",趁着双十一的余热购入达州创梦网络江苏宿迁高防裸金属服务器(一种集合了虚拟机和物理机优点的产物),本人没有使用或配置过独立服务器,不过多评价。但和普通的 VPS 相比,裸金属服务器属于物理服务器,我的数据和其他用户数据做到了物理隔离,同时服务器本身是支持二次虚拟化的。

裸金属服务器的购入主要为满足自己下列几点需求:

  • 较高性能低延迟的 Windows 桌面工作台
  • 高防大容量的 Linux 网站服务器

当服务器交付完成,第一步就是对它进行虚拟化!这一台主机有下列硬件资源:

  • CPU model : Intel(R) Xeon(R) CPU L5630 @ 2.13GHz
  • Number of cores : 16
  • Thread(s) per core: 2
  • Core(s) per socket: 4
  • Socket(s): 2
  • CPU frequency : 1600.000 MHz
  • Total size of Disk : 932.0 GB (7.1 GB Used)
  • OS : CentOS 7.5.1804
  • Arch : x86_64 (64 Bit)
  • Kernel : 3.10.0-862.el7.x86_64

目前计划在宿主机上虚拟化一台 win10 和一台 Debian,其中为 win10 分配 6C/8G/100GB的硬件资源。下面就记录一下在 CentOS 7.5环境下使用 KVM架构虚拟化安装 Win10 Pro的过程。

环境准备

以下为摘录的部分关于 KVM 的描述,运行描述后的命令以完成 KVM 的环境准备。

KVM架构:

KVM 是基于虚拟化扩展(Intel VT 或者 AMD-V)的 X86 硬件的开源的 Linux 原生的全虚拟化解决方案。KVM 中,虚拟机被实现为常规的 Linux 进程,由标准 Linux 调度程序进行调度;
虚机的每个虚拟 CPU 被实现为一个常规的 Linux 进程。这使得 KMV 能够使用 Linux 内核的已有功能。
但是,KVM 本身不执行任何硬件模拟,需要客户空间程序通过 /dev/kvm 接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间,向它提供模拟的 I/O,并将它的视频显示映射回宿主的显示屏。
目前这个应用程序是 QEMU。

KVM 工具集合

  • libvirt:操作和管理KVM虚机的虚拟化 API,使用 C 语言编写,可以由 Python,Ruby, Perl, PHP, Java 等语言调用。可以操作包括 KVM,vmware,XEN,Hyper-v, LXC 等 Hypervisor。
  • Virsh:基于 libvirt 的 命令行工具 (CLI)
  • Virt-Manager:基于 libvirt 的 GUI 工具
  • virt-v2v:虚机格式迁移工具
  • virt-* 工具:包括 Virt-install (创建KVM虚机的命令行工具), Virt-viewer (连接到虚机屏幕的工具),Virt-clone(虚机克隆工具),virt-top 等
  • sVirt:安全工具

(⚠️注:"$" 后代表一条命令,没有该符号的行代表运行结果,""结尾代表多行命令,请注意)

$ yum -y install vim lrzsz
$ cat /etc/centos-release
  CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) 
$ uname -a
  Linux bogon 3.10.0-693.el7.x86_64 #1 SMP Tue Aug 22 21:09:27 UTC 2017 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

$ yum -y install qemu-kvm virt-manager python-virtinst qemu-kvm-tools libvirt virt-install libvirt-python            # 其中第2-4个是KVM的管理工具
$ lsmod |grep kvm         # 确定是否正确加载kvm模块
$ reboot                    # 重启后下面的命令才管用,否则会出错
$ systemctl enable libvirtd       # 将libvitd服务加入开机自启
$ systemctl start libvirtd            # 启动libvitd服务
$ systemctl status libvirtd            # 查看libvitd服务的状态

$ virsh -c qemu:///system list (或者virsh  list)        # 如出现下面的信息则表明kvm成功安装

Id 名称             状态
----------------------------------------------------

准备资源

经过一番搜索和实践,创建一台虚拟机需要的资源清单如下:

  • 桥接网卡(br0)
  • 虚拟磁盘文件(WASU_AF.qcow2)
  • virtio驱动(virtio-win-0.1.126_amd64.vfd)
  • windows 10镜像(Win10_1903_V2_Chinese_Simplified_x64.iso)

需下载的资源

在进行下面的操作前先说需要下载的资源,可以在进行下列操作前先将这些资源下载好并整理好,创建虚拟机需要指定以上资源的路径,因此建议根据需求将需要的文件归类。

下面先来说说 virtio驱动, kvm 的虚拟硬盘的模式是virtio,virtio的性能和稳定性上佳, 但是windows安装盘是找不到virtio模式的虚拟硬盘的, 因此必须要加载virtio的磁盘驱动。驱动可以在安装前加载或是直接使用包含了驱动的镜像(第三方),此外还可以在安装时加载,本次安装就是在安装时加载驱动,将驱动作为磁盘进行加载,因此首先需要下载驱动,创建虚拟机时这个驱动将会和镜像一起加载。

Virtio驱动官方渠道: https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/archive-virtio/

根据需要选择,在这里我选择 virtio-win-0.1.173_amd64.vfd
wget https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/archive-virtio/virtio-win-0.1.173-2/virtio-win-0.1.173_amd64.vfd

windows10镜像不必多说,网上途径很多,在这里我选择通过官方渠道下载:

下载 Windows 10 光盘映像(ISO 文件) : https://www.microsoft.com/zh-cn/software-download/windows10ISO

准备好以上资源,接下来进行下面的步骤。

网卡配置

KVM 客户机网络连接有三种方式:

  • host-only:虚拟机使用的是当前计算机中的虚拟网卡,如VMWare Network Adaptor(这是VMWare的),仅主机模式,意思就是将所有的虚拟机组成一个局域网,不能和外界通信,不能访问Internet,其他主机也不能访问虚拟主机,安全性高,只能与本台真实机通信。
  • NAT方式(网络地址转换模式):让虚拟机访问主机、互联网或本地网络上的资源的简单方法,但是不能从网络或其他的客户机访问客户机,性能上也需要大的调整。
  • Bridge方式「虚拟网桥(Virtual Bridge)」:这网络模式下客户机与宿主机处于同一网络环境,类似于一台真实的宿主机,直接访问网络资源,设置好后客户机与互联网,客户机与主机之间的通信都很容易。

2019.11.22更新

实际配置发现网桥可以使虚拟机和物理机处于同一级别,但是我并不知道我的服务器在当前局域网中的配置,此外我仅有一个ip,因此使用网桥并不合适(不知道理解的对不对,这是我目前的理解,后续有误再更)。因此这里修改为采用 Nat 方式配置网络。

开启 IPV4转发:

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward = 1 值原来是 0, 改成 1

执行命令 sysctl -p 使配置生效.

KVM虚拟机Nat方式上网:

virsh net-list

查看当前活跃的网络,可以看到一个default网络,这个就是安装 KVM 后自带的一个默认的Nat网络了。后面我们直接使用这个网络进行配置。


注:如果还没有进行bridge配置,继续下面的操作(磁盘配置)就好,如果已经使用 bridge 安装了虚拟机,可以按照以下的步骤修改/etc/libvirt/qemu/下的同名xml文件。

配置 bridge 的虚拟机XML配置文件中的网络配置部分形如:

<interface type='bridge'>
  <mac address='52:54:00:84:e9:e1'/>
  <source bridge='br0'/>
  <model type='rtl8139'/>
  <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
</interface>

只需将其中的 bridge 修改为 network 并修改网卡为 default即可,最后重启libvirt服务使之生效,systemctl restart libvirtd ,再启动虚拟机即可。


再次更新:如果需要使用外网访问 虚拟机,就需要使用 nat端口转发,在配置端口转发前需要先配置网桥,此时的网桥不是给虚拟机使用,而是为了端口转发。

配置过程中的物理机默认网卡信息可以在 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0文件中看到(vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0),从上述文件中获取到物理机的 IPADDR, NETMASK, GATEWAY,之后在/etc/sysconfig/network-scripts/目录下新建ifcfg-br0文件(vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0),写入以下信息(⚠️ 实际操作时请自动删除注释部分):

BOOTPROTO=static DEVICE=br0 TYPE=Bridge NM_CONTROLLED=no IPADDR=112.3.24.154 //设置为物理机所占有的ip地址 NETMASK=255.255.255.0 GATEWAY=112.3.24.1

配置好桥接网卡后还需要到默认网卡中添加这个桥接网卡,修改默认网卡(vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0),既在最后加入一行BRIDGE=br0 ,修改后的默认网卡文件文本如下: DEVICE=eth0 ONBOOT=yes TYPE=Ethernet BOOTPROTO=static PEERDNS=no NM_CONTROLLED=no IPADDR=112.3.24.154 NETMASK=255.255.255.0 GATEWAY=112.3.24.1 MACADDR=00:26:6c:f5:01:18 BRIDGE=br0

关闭 NetworkManager


$ systemctl stop NetworkManager

$ systemctl disable NetworkManager

重启网络服务

service network restart

通过brctl命令查看网桥状态

` [root@localhost ~]# brctl show bridge name bridge id STP enabled interfaces br0 8000.00266cf50118 noeth0

                                      vnet0 virbr0          8000.5254009b1724       yevirbr0-nic ```

虚拟磁盘配置

使用如下命令在需要的位置创建虚拟磁盘,根据需要调整名称和大小.

$ qemu-img create -f qcow2 win10.qcow2 100G

安装虚拟机

准备好所需资料,就差临门一脚,运行如下命令就可以完成虚拟机的创建,请根据自己的实际情况对每一行的内容进行修改,在此有一些备注:

  1. 虚拟机名称 name 必须唯一
  2. 分配给虚拟机的vCPU个数由sockets、cores、threads三个参数的乘积来控制,sockets指代CPU插槽数目,cores指代每个插槽芯片的核心数,threads指代那个核心的超线程,如下所示创建的虚拟机共有6个逻辑cpu (cpu 情况可以使用这个命令: lscpu)。
  3. listen指代的是虚拟机的VNC监听接口,默认是localhost,0:0:0:0指带所有的IPv4接口,::指代所有接口,包括IPv4和IPv6。
louie@ubuntu:~$ virt-install \
--name Frytea-Win10 \
--memory 8192 \
--vcpus sockets=1,cores=3,threads=2 \
--cdrom=/srv/kvm/win10/Win10_1909_Chinese_Simplified_x64.iso \
--os-type=windows \
--os-variant=auto \
--disk /srv/kvm/win10/Win10.qcow2,bus=virtio,size=100 \
--disk /srv/kvm/win10/virtio-win-0.1.173_amd64.vfd,device=floppy \
--network bridge=default,model=virtio \
--graphics vnc,password=kvmwin10,listen=::,port=5910 \
--hvm \
--autostart \
--virt-type kvm

WARNING  Unable to connect to graphical console: virt-viewer not installed. Please install the 'virt-viewer' package.
WARNING  No console to launch for the guest, defaulting to --wait -1

Starting install...
Allocating 'win10.qcow | 100 GB  00:00     ERROR    Cannot get interface MTU on 'default': No such device
Removing disk 'win10.q |    0 B  00:00     Domain installation does not appear to have been successful.
If it was, you can restart your domain by running:
  virsh --connect qemu:///system start Frytea-Win10
otherwise, please restart your installation.

操作:

# 查看虚拟机运行状态
$ virsh list
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 3     Frytea-Win10               running

# 查看所有
$ virsh list -l

# 关机
$ sudo virsh shutdown Frytea-Win10

# 开机
$ sudo virsh start Frytea-Win10

# 重启
$ sudo virsh reboot Frytea-Win10

# 暂停(挂起)
$ sudo virsh suspend Frytea-Win10

# 删除(强行关机)
$ sudo virsh destroy DELL_STORAGE
# 要想彻底删除一个虚拟机需要将其xml文件一并删除,即删除/etc/libvirt/qemu/下的同名xml文件.

# 移除虚拟机,虚拟机处于关闭状态后还可以启动,但是被该指令删除后不能启动。在虚拟机处于Running状态时,调用该指令,该指令暂时不生效,但是当虚拟机被关闭后,该指令生效移除该虚拟机,也可以在该指令生效之前调用define+TestKVM.xml取消该指令
$ virsh undefine DomainName

# 重启libvirt服务
$ systemctl restart libvirtd

安装 Win10

执行到这个阶段如果一切顺利就可以进入 win10 安装了,使用 VNC客户端连接到虚拟机,其中地址为宿主机 ip端口为命令中配置的5910,密码为kvmwin10

VNC(Virtual Network Computing),为一种使用RFB协议的屏幕画面分享及远程操作软件。此软件借由网络,可发送键盘与鼠标的动作及即时的屏幕画面。
VNC与操作系统无关,因此可跨平台使用,例如可用Windows连线到某Linux的电脑,反之亦同。甚至在没有安装客户端程序的电脑中,只要有支持JAVA的浏览器,也可使用。

VNC 是独立于操作系统而存在的,因此当 ssh/RDP 找不到服务器时,就可以进入 VNC 进行维护。网上有一些人会将 VNC和RDP放在一起做对比,个人认为这是没有什么可比性的,因为 RDP 是需要 windows 服务启动后才会随之启动,而 VNC 与操作系统无关,比如本次安装就可以看出 VNC 是可以看到 Windows 的整个安装过程的,如果没有这个想要为服务器远程安装系统就是一抹黑了。

安装win10需要提供激活码,在这里贴上几个来自互联网分享的激活码,截止到2019年6月:

六月最新win10永久激活key密钥攻略(大集合):

Operating system edition(操作系统版本):KMS Client Setup Key(KMS客户端安装序列号)

Windows 10 Professional(专业版):W269N-WFGWX-YVC9B-4J6C9-T83GX

Windows 10 Professional N(专业版N):MH37W-N47XK-V7XM9-C7227-GCQG9

Windows 10 Enterprise(企业版):NPPR9-FWDCX-D2C8J-H872K-2YT43

Windows 10 Enterprise N(企业版N):DPH2V-TTNVB-4X9Q3-TJR4H-KHJW4

Windows 10 Education(教育版):NW6C2-QMPVW-D7KKK-3GKT6-VCFB2

Windows 10 Education N(教育版N):2WH4N-8QGBV-H22JP-CT43Q-MDWWJ 

全球主机论坛gyld大佬分享了一个 win10 pro 的激活码,本人 2019.11.22 日亲测直接激活。激活码: 9HTXD-BWVFH-PP4JD-2V43X-JCPJP

本文内容为多方探索后实践验证,最终整理的产物,在最后列出参考文献,本文若有描述不清楚的地方可以到参考文献中试试。

Nat 端口转发


[root@localhost ~]# ifconfig
...

virbr0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether 52:54:00:a0:ea:03  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 544450  bytes 27198927 (25.9 MiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 593033  bytes 1680545079 (1.5 GiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

...

通过上图,我们可以看出网卡virbr0就是NAT方式连接网络时,所使用到的网卡。

除此之外我们还可以通过配置文件,来查看NAT方式的DHCP地址池。该配置文件为:/etc/libvirt/qemu/networks/default.xml。如下:

<network>
  <name>default</name>
  <uuid>1ea78a7d-4776-4e7e-99f1-aab6b9cba8b2</uuid>
  <forward mode='nat'/>
  <bridge name='virbr0' stp='on' delay='0'/>
  <mac address='52:54:00:a0:ea:03'/>
  <ip address='192.168.122.1' netmask='255.255.255.0'>
    <dhcp>
<range start='192.168.122.2' end='192.168.122.254'/>
    </dhcp>
  </ip>
</network>

我们可以看出,目前NAT使用的IP地址池是192.168.122.2-192.168.122.254,网关为192.168.122.1,子网掩码为255.255.255.0

下面开始配置 nat 端口转发 , 宿主机的公网 ip112.3.24.154 VM的IP为192.168.122.2,现在我要求通过访问KVM的 3389 端口访问VM的 3389 端口。

开启KVM服务器的IP转发功能。编辑/etc/stsctl.conf文件,把其中的net.ipv4.ip_forward = 0修为net.ipv4.ip_forward = 1,如下:

开启KVM服务器的IPtables的转发功能,使用如下命令:

iptables -t nat -A POSTROUTING -o br0 -j MASQUERADE

注意该命令中的网卡时br0,而不是eth0。转发许可:

iptables -I FORWARD -o virbr0 -d 192.168.122.2 -j ACCEPT

需要注意的是 , 这里的 192.168.122.111 是你虚拟机的 IP, 如果你需要端口转发 , 建议在虚拟机里面设置成固定 IP, 而不是 dhcp 获取 . 否则你虚拟机 ip 变了就又连不上了 .

下面是一个代码段 , 有要开放的端口都可以依次设置 . 比如要开放 3389, 那么 iptables 命令就是 : 192.168.122.111 是虚拟机的 ip


$ iptables -A INPUT -p tcp --dport 3389 -j ACCEPT
$ iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -m tcp -i br0 --dport 3389 -j DNAT --to-destination 192.168.122.2:3389

$ service iptables save
$ service iptables restart

执行这个命令的时候有时候可能会报错:The service command supports only basic LSB actions (start, stop, restart, try-restart, reload, force-reload, status). For other actions, please try to use systemctl.

这是因为没有安装iptables服务,直接使用yum安装iptables服务再执行未执行完的命令即可.

yum install iptables-services

执行如下命令(老版本命令为:service iptables on),设置iptables开机自启

systemctl enable iptables.service

需关闭firewalld防火墙

$ systemctl stop firewalld.service

$ systemctl disable firewalld.service

补充,为宿主机安装桌面系统

Linux系统在服务器上一般都直接最小化安装,是不安装图形界面的,但是有时候,有一些特殊情况,需要使用图形界面,下面是安装 GNOME 桌面的步骤。

$ yum grouplist
# 列出的组列表里有GNOME Desktop。安装之
$ yum groupinstall -y "GNOME Desktop"
# 安装完成后,修改默认启动方式为图形化界面
$ systemctl set-default graphical.target  //设置成图形模式

# 如果要换回来
$ systemctl set-default multi-user.target  //设置成命令模式

# 然后重启即可,或者startx开启图形界面。第一次启动可能时间会长一点,耐心等待即可。

KVM 调整内存

ps:调小内存可以动态实现,不用关机

1、产看当前配置:

$ virsh dominfo vm | grep memory    

Max memory: 8388608 KiB
Used memory: 4194304 KiB

2、设置虚拟机内存: 512M

$ virsh setmem vm 524288

KVM 调整cpu

1、关闭虚机

$ virsh shutdown vm    | virsh destroy vm

2、编辑虚拟机配置文件,调整

#virsh edit vm

<memory unit='KiB'>8388608</memory>
<currentMemory unit='KiB'>8388608</currentMemory>
<vcpu placement='static'>4</vcpu>

3、从配置文件启动虚机

$ virsh create /etc/libvirt/qemu/vim.xml

4、查看当前内存大小

$ virsh dominfo vm | grep memory        

Max memory: 8388608 KiB
Used memory: 8388608 KiB

5、验证:

$ virsh dominfo vm

参考文献

Last Modified: February 3, 2020
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