Как установить KVM на Fedora / CentOS / RHEL 8

KVM (Kernel-based Virtual Machine) — это инструмент с открытым исходным кодом, использующийся для виртуализации. Он отличается высоким уровнем интеграции с операционными системами семейства GNU / Linux. Данное приложение представляет собой загружаемый модуль ядра, который модифицирует вашу ОС в гипервизор Типа 1 (bare-metal). С помощью него можно создавать платформу для запуска виртуальных машин (ВМ).

Каким образом можно установить KVM на системы под управлением дистрибутивов Fedora / CentOS / RHEL 8? Давайте попробуем разобраться вместе!

Содержание:

1. Как работает KVM
2. Установка KVM на Fedora / CentOS / RHEL 8
3. Настройка Cockpit
4. Установка модуля виртуализации KVM на CentOS 8
5. Настройка сетевого моста в Cockpit
6. Создание виртуальных машин и управление ими через Cockpit
7. Подключение к ОС виртуальной машины с помощью SSH
8. Выводы

Как работает KVM

Для начала поговорим про основные принципы, на базе которых реализована KVM. Начнем с того, что все виртуальные системы в ней обособлены как отдельные процессы Linux. То есть все они обладают своим виртуальным аппаратным обеспечением:

• процессором;
• оперативной памятью;
• сетевой картой;
• жестким диском.

Также каждая виртуальная машина управляется ядром.

С помощью KVM можно реализовать вложенную виртуализацию, запуская виртуальные системы в уже работающих виртуальных системах. Это приложение может эмулировать различное аппаратное обеспечение архитектуры x86 и поддерживает средства аппаратной виртуализации — Intel VT и AMD-V. В результате чего она обладает рядом следующих преимуществ:

• эффективная изоляция виртуальных систем и повышенный уровень безопасности;
• использование SELinux (Security-Enhanced Linux) с технологией sVirt, обеспечивающей безопасную виртуализацию;
• наследование функции управления памятью ядра;
• миграция в автономном режиме в реальном времени (передачи активной виртуальной системы между разными физическими хостами).

Все это и многое другое делает KVM стандартным инструментом многих системных администраторов и других IT-специалистов по всему миру.

Установка KVM на Fedora / CentOS / RHEL 8

Сперва следует проверить, поддерживает ли Ваше аппаратное обеспечение технологию виртуализации. Для этого введите в командную строку Linux следующие команды:

# grep -e 'vmx' /proc/cpuinfo #Intel systems
# grep -e 'svm' /proc/cpuinfo #AMD systems

Теперь следует убедиться, что модули KVM уже загружены в ядро Вашей операционной системы. Для этого вводим следующую команду:

# lsmod | grep kvm

Пример вывода (тестовая платформа на базе Intel):

Мы решили дополнительно использовать веб-интерфейс Cockpit, с помощью которого будем создавать виртуальные системы GNU / Linux и заниматься их администрированием.

Настройка Cockpit

Cockpit — это удобный и простой в освоении инструмент, предназначенный для мониторинга и администрирования серверов под управлением Linux через веб-браузер. С его помощью можно легко выполнять следующие виды задач:

• мониторинг трафика и настройка сетевых подключений;
• управление дисковым пространством;
• создание виртуальных систем;
• чтение системных логов.

Авторизация в веб-интерфейсе этого инструмента происходит с использованием данных локальной учетной записи Вашей системы. Права доступа, которыми обладает выбранная учетная запись, определяют доступные Cockpit возможности по управлению системой. То есть для выполнения большинства операций нужно авторизоваться с помощью данных аккаунта, имеющего права суперпользователя (sudo).

Системы под управлением дистрибутивов CentOS 8 и RHEL 8 уже содержат установленный и активированный инструмент Cockpit. Если приложение отсутствует, его поможет установить простая команда dnf.

Также для работы с виртуальными системами на основе Libvirt следует установить соответствующее расширение cockpit-machines. Для этого введите в командную строку следующую команду:

# dnf install cockpit cockpit-machines

Далее нужно дождаться установки указанного пакета, после чего можно активировать сокет Cockpit:

# systemctl start cockpit.socket

Также важно настроить его автозапуск после включения системы:

# systemctl enable cockpit.socket

Теперь следует проверить статус сокета, чтобы убедиться в его работоспособности. Для этого введите в консоль следующую команду:

# systemctl status cockpit.socket

Далее добавьте службу Cockpit в исключения Вашего брандмауэра и перезагрузите его. Для этого введите команду firewall-cmd:

# firewall-cmd --add-service=cockpit --permanent
# firewall-cmd --reload

Теперь запустите свой веб-браузер и введите в адресную строку следующий URL-адрес:

https://FQDN:9090/

Также можно попробовать такой URL:

https://SERVER_IP:9090/

В результате у Вас должен открыться веб-интерфейс Cockpit. Стоит отметить, что данный инструмент использует самозаверенный сертификат SSL для включения HTTPS. То есть, для доступа к нему Вам нужно в ответ на предупреждение от браузера подтвердить свои действия. В результате Вы должны увидеть окно авторизации, куда можно ввести данные вашей учетной записи Linux.

Если Вы правильно ввели свои данные и правильно выполнили предыдущие шаги — откроется веб-консоль приложения.

Установка модуля виртуализации KVM на CentOS 8

Следующий шаг — установка модуля виртуализации. Для этого воспользуемся следующей командой:

# dnf module install virt

Также нужно установить некоторые пакеты. Например, virt-install позволит Вам легко создавать виртуальные системы через интерфейс командной строки. А пакет virt-viewer — позволяет осуществлять мониторинг существующих виртуальных машин. Для их установки введите:

# dnf install virt-install virt-viewer

Стоит проверить, сконфигурирован ли хост для активации драйверов гипервизора Libvirt. Для этого предназначена команда virt-host-validate:

# virt-host-validate

Осталось запустить демон Libvirt при помощи команды:

# systemctl start libvirtd.service

Его обязательно нужно добавить в список приложений, автоматически запускающихся при включении системы:

# systemctl enable libvirtd.service

Рекомендуем дополнительно убедиться в работоспособности Libvirt, проверив его статус:

# systemctl status libvirtd.service

Настройка сетевого моста в Cockpit

Теперь поговорим о том, как создать виртуальный сетевой коммутатор — сетевой мост. Он нужен для того, чтобы подключить виртуальные машины к той же сети, в которой работает хост.

После запуска демона Libvirt, в качестве сетевого интерфейса по умолчанию активируется virbr0. Это виртуальный сетевой коммутатор, работающий в NAT-режиме.

Специально для этой статьи мы создадим сетевой интерфейс в режиме моста с именем br0. Он обеспечит присутствие виртуальных систем в сети, к которой подключен хост-компьютер.

Сперва зайдем в веб-интерфейс Cockpit и там выберем пункт панели инструментов «Сети» (Networking). После этого выберем подпункт «Добавить мост» (Add Bridge).

Далее Вы должны увидеть всплывающее окно. В нем нужно указать следующие данные:

• имя моста;
• подчиненные устройства моста или портовые устройства (к примеру — enp2s0, интерфейс Ethernet).

После этого нажмем кнопку «Принять» (Apply).

В списке доступных интерфейсов должен появиться Ваш мост. Спустя пару секунд интерфейс Ethernet будет деактивирован.

Создание виртуальных машин и управление ими через Cockpit

Для начала вернитесь в панель инструментов Cockpit. Там выберите пункт «Виртуальные машины» (Virtual Machines) — Вы должны увидеть подпункт «Создать ВМ» (Create VM).

Снова появится всплывающее окно, куда вводим следующие параметры новой виртуальной машины:

• подключение (Connection);
• имя (Name, например — ubuntu18.04);
• тип источника для установки (Installation Source Type, в тестовой системе мы сохранили образы ISO в пуле хранения — /var/lib/libvirt/images/);
• источник для установки (Installation Source);
• хранилище (Storage);
• размер (Size);
• память (Memory).

Важно: данные о поставщике операционной системы и о самой ОС автоматически заполнялся после указания источника для установки.

Также обязательно поставьте отметку в чекбоксе напротив опции немедленного запуска виртуальной машины. После этого можно нажать кнопку «Создать» (Create).

В результате Ваша виртуальная машина должна автоматически запуститься с использованием указанного ISO-образа. После этого можно продолжить установку ОС (например, Ubuntu 18.04).

Нажатие кнопки «Сетевые интерфейсы» (Network Interfaces) на панели управления виртуальной машиной покажет Вам, что в качестве источника используется созданный ранее мост.

Во время настройки сетевого интерфейса  Вы увидите, как Ethernet виртуальной системы получает IP от DHCP-сервера сети, к которой подключена хост-система.

Важно: Вам следует установить пакет OpenSSH, чтобы иметь возможность подключаться через SSH к виртуальной операционной системе с любого компьютера, подключенного к хост-сети.

Как только операционная система установится, перезагрузите свою виртуальную машину. После этого выберите не панели инструментов пункт «Диски» (Disks) и отключите устройство cdrom.

Далее нажмите кнопку «Запуск» (Run), чтобы активировать виртуальную машину.

Теперь с помощью пункта панели инструментов «Консоли» (Consoles) можно войти в операционную систему с использованием той учетной записи, которую Вы создали во время ее установки.

Подключение к ОС виртуальной машины с помощью SSH

Попробуем с помощью SSH подключиться к установленной на виртуальную машину операционной системе из нашей хост-сети. Для этого вводим в командную строку следующий набор команд, не забыв заменить 10.42.0.197 на IP Вашей гостевой системы:

$ ssh sedicomm@10.42.0.197

На панели управления виртуальной машиной есть дополнительные кнопки, позволяющие ее:

• выключить;
• остановить;
• перезапустить;
• удалить.

Создадим файл, чтобы воспользоваться хуками для проброса портов на нашу виртуальную машину. Для этого воспользуемся следующей командой:

vim /etc/libvirt/hooks/qemu

В открывшемся текстовом редакторе нам нужно будет ввести текст:

#!/bin/bash

# ip адрес гипервизора
HOST_IPADDR=167.71.44.12

# Имя виртуальной машины, как указывали в панели управления
GUEST_NAME_11=web

# Порт, который нужно пробрасывать
HOST_PORT_11=80

# На какой IP-адрес гостевой машины пересылать пакеты
GUEST_IPADDR_11=192.168.122.21

# Порт назначения на гостевой машине
GUEST_PORT_11=80

if [ "$1" = "$GUEST_NAME_11" ]; then
if [ "$2" = start ]; then
iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_11" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_11:$GUEST_PORT_11"
iptables -I FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_11/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_11" -j ACCEPT
elif [ "$2" = stopped ]; then
iptables -t nat -D PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_11" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_11:$GUEST_PORT_11"
iptables -D FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_11/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_11" -j ACCEPT
fi
fi

Выводы

Как видите, совсем не трудно установить на системы под управлением дистрибутивов Fedora / CentOS / RHEL 8 KVM с пакетами виртуализации. Теперь Вы знаете, что каждый может научиться создавать и администрировать виртуальные системы с помощью простого веб-интерфейса Cockpit.

Спасибо за время, которое вы уделили прочтению статьи о том, как установить KVM!

Если возникли вопросы — задавайте их в комментариях!

Подписывайтесь на обновления нашего блога и оставайтесь в курсе новостей мира инфокоммуникаций!

Чтобы знать больше и выделяться знаниями среди толпы IT-шников, записывайтесь на курсы Cisco, курсы по кибербезопасности, полный курс по кибербезопасности, курсы DevNet / DevOps (программируемые системы) от Академии Cisco, курсы Linux от Linux Professional Institute на платформе SEDICOMM University (Университет СЭДИКОММ).