Как установить KVM в Ubuntu

В этой статье мы подробно расскажем о том, как установить KVM в Ubuntu. Подобные навыки сегодня нужны во многих направлениях сектора информационных технологий. И точно пригодятся системным администраторам, инженерам DevOps и многим другим ИТ-специалистам. Потому что позволяют:

• существенно повысить уровень безопасности за счет изоляции программного обеспечения от аппаратной платформы и от внешнего мира;
• сократить затраты труда на развертывание и настройку, благодаря многократному использованию заранее созданного образа операционной системы;
• получить безопасную тестовую среду для проверки ПО и новых технических решений.

Содержание:

1. Что такое KVM
2. Пошаговое руководство по установке KVM в Ubuntu
   1. Проверяем поддержку виртуализации в Ubuntu
   2. Устанавливаем KVM в Ubuntu
   3. Создаем виртуальную машину в Ubuntu
      1. Создаем виртуальную машину через командную строку Linux
      2. Создаем скрипт для проброса портов на виртуальную машину в KVM
3. Выводы

Что такое KVM

KVM — это Kernel-based Virtual Machine, что переводится как «виртуальная машина на основе ядра операционной системы». Этот инструмент имеет открытый исходный код на основе ядра Linux и распространяется бесплатно. В результате установки KVM операционная система становится гипервизором 2-го типа.

Читайте также: Как установить KVM на Fedora / CentOS / RHEL 8.

Пошаговое руководство по установке KVM в Ubuntu

Теперь давайте перейдем непосредственно к установке виртуальной машины на основе ядра KVM в Ubuntu.

Проверяем поддержку виртуализации на нашем компьютере

Прежде всего давайте проверим, возможна ли на Вашем компьютере виртуализация KVM в Ubuntu. Для этого Ваш центральный процессор (CPU) должен поддерживать одну из двух самых распространенных технологий аппаратной виртуализации:

• AMD-V;
• Intel-VT.

Проверить поддержку аппаратной виртуализации Вашим процессором в операционной системе Ubuntu  можно за счет использования команды egrep с опцией -c. Для этого вводим ее в командную строку со следующим аргументом:

sedicomm-university@ubuntu:~$ egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
4

Вывод данной команды может принять следующие значения:

• 0 — к сожалению, Ваш процессор не поддерживает ни одной технологии аппаратной виртуализации;
• >0 — технология аппаратной виртуализации поддерживается Вашим процессором.

В нашем случае вывод команды содержит цифру «4» — то есть процессор компьютера поддерживает виртуализацию.

Важно: расширение аппаратной виртуализации может потребоваться включить в меню BIOS.

Также нужно проверить, поддерживается ли нашим процессором виртуализация именно с использованием KVM. Для этого воспользуемся утилитой kvm-ok.

Если в Вашей операционной системе Ubuntu отсутствует программа kvm-ok — устанавливаем ее с помощью команды apt install:

$ sudo apt install cpu-checker

Важно: команду apt install следует выполнять с правами суперпользователя (root) — через команду sudo.

Далее выполняем команду kvm-ok, чтобы проверить совместимость оборудования с виртуализацией KVM в Ubuntu (также от имени суперпользователя):

sedicomm-university@ubuntu:~$ sudo kvm-ok
INFO: /dev/kvm exists
KVM acceleration can be used

Вывод команды свидетельствует о том, что виртуализация KVM поддерживается, и мы можем приступать к установке.

Устанавливаем KVM в Ubuntu

Давайте вместе попробуем установить KVM в Ubuntu, virt-manager, bridge-utils и другие зависимости утилиты. Для этого вводим в командную строку команду apt install со следующими аргументами:

$ sudo apt install qemu qemu-kvm libvirt-daemon libvirt-daemon-system libvirt-clients virtinst

Безусловно, не будет лишним по пунктам разобрать, что именно и для чего мы устанавливаем:

• qemu — «быстрый эмулятор», который позволяет использовать технологию аппаратной виртуализации;
• qemu-kvm — основной пакет виртуальной машины на базе ядра KVM;
• libvirt-daemon — это демон виртуализации;
• virtinst — инсталлятор гостевых виртуальных машин.

Теперь проверяем работу демона виртуализации — libvirt-daemon. Для этого вводим от лица суперпользователя в терминал Linux команду systemctl status:

$ sudo systemctl status libvirtd

Создаем виртуальную машину в Ubuntu

Мы успешно справились с проверкой поддержки технологии аппаратной виртуализации. И установили KVM со всеми зависимостями. Теперь настало время создать виртуальную машину с помощью команды virt-install.

Создаем виртуальную машину через командную строку Linux

Virt-install — это команда для создания виртуальных машин через командную строку Linux. Для успешного создания виртуальной машины с помощью этого инструмента нужно прописать ряд параметров. Если в качестве примера взять образ Windows Server 2022, то для этого мы создаем скрипт с названием start-windows-2k22.sh:

vim start-windows-2k22.sh

Далее помещаем в наш скрипт следующий текст:

#!/bin/bash

sudo qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata /var/lib/libvirt/images/vm-rdp.qcow2 100G

sudo qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata /var/lib/libvirt/images/tmp.qcow2 1M

sudo virt-install \
--connect=qemu:///system \
--virt-type=kvm \
--accelerate \
--hvm \
--vcpus=16 \
--ram=16384 \
--video=cirrus \
--graphics vnc,listen=0.0.0.0,password=cisco \
--noautoconsole \
--network network=default,model=virtio \
--os-variant=win2k22 \
--boot hd,cdrom,menu=on \
--disk device=cdrom,perms=ro,format=raw,path=/var/lib/libvirt/images/ru-ru_windows_server_2022_updated_may_2022_x64_dvd_202326d4.iso \
--disk device=disk,bus=sata,cache=none,format=qcow2,path=/var/lib/libvirt/images/vm-rdp.qcow2 \
--disk device=disk,bus=virtio,cache=none,format=qcow2,path=/var/lib/libvirt/images/tmp.qcow2 \
--name=vm-rdp

Чтобы узнать, к какому семейству дистрибутивов Linux относится наша ОС, вводим в командную строку команду osinfo-query os:

$ sudo apt install libosinfo-bin
$ osinfo-query os

Скачиваем драйвера для Windows:

# wget -P /var/lib/libvirt/images https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/archive-virtio/virtio-win-0.1.217-2/virtio-win-0.1.217.iso

Подключаем диск с драйверами:

# virsh attach-disk vm-rdp /var/lib/libvirt/images/virtio-win-0.1.217.iso sda --type cdrom --mode readonly

После выполнения команды virt-install виртуальная машина загрузится и будет сразу же готова к установке операционной системы. К рабочему столу виртуальной машины можно подключиться по VNC.

Создаем скрипт для проброса портов на виртуальную машину в KVM

Воспользуемся технологией хуков — создаем файл qemu в папке /etc/lib/libvirt/hooks:

# vim /etc/libvirt/hooks/qemu

Далее помещаем в наш скрипт следующий текст:

#!/bin/bash

HOST_IPADDR=92.211.22.33

GUEST_NAME_01=vm-rdp
HOST_PORT_01=3389
GUEST_IPADDR_01=192.168.122.51
GUEST_PORT_01=3389

if [ "$1" = "$GUEST_NAME_01" ]; then
if [ "$2" = started ]; then
iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_01" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_01:$GUEST_PORT_01"
iptables -I FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_01/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_01" -j ACCEPT
elif [ "$2" = stopped ]; then
iptables -t nat -D PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_01" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_01:$GUEST_PORT_01"
iptables -D FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_01/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_01" -j ACCEPT
fi
fi

if [ "$1" = "$GUEST_NAME_01" ]; then
if [ "$2" = started ]; then
iptables -t nat -A PREROUTING -p udp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_01" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_01:$GUEST_PORT_01"
iptables -I FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_01/32" -p udp -m state \
--state NEW -m udp --dport "$GUEST_PORT_01" -j ACCEPT
elif [ "$2" = stopped ]; then
iptables -t nat -D PREROUTING -p udp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_01" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_01:$GUEST_PORT_01"
iptables -D FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_01/32" -p udp -m state \
--state NEW -m udp --dport "$GUEST_PORT_01" -j ACCEPT
fi
fi

Аналогично будет выглядеть процесс подготовки скрипта с целью создания виртуальной машины для хостинга:

$ vim start-ubuntu22.04.sh

В таком случае помещаем в наш скрипт следующий текст:

#!/bin/bash

sudo qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata /var/lib/libvirt/images/vm-hosting.qcow2 25G

sudo virt-install \
--connect=qemu:///system \
--virt-type=kvm \
--accelerate \
--hvm \
--vcpus=4 \
--ram=8192 \
--video=cirrus \
--graphics vnc,listen=0.0.0.0,password=cisco \
--noautoconsole \
--network network=default,model=virtio \
--os-variant=ubuntu22.04 \
--boot hd,cdrom,menu=on \
--disk device=cdrom,perms=ro,format=raw,path=/var/lib/libvirt/images/ubuntu-22.04-live-server-amd64.iso \
--disk device=disk,bus=virtio,cache=none,format=qcow2,path=/var/lib/libvirt/images/vm-hosting.qcow2 \
--name=vm-hosting

Скачиваем образ ubuntu22.04:

wget -P /var/lib/libvirt/images https://releases.ubuntu.com/22.04/ubuntu-22.04-live-server-amd64.iso

Дописываем в конец файла /etc/libvirt/hooks/qemu скрипт для проброса 80 порта на веб-сервер Apache:

GUEST_NAME_02=vm-hosting
HOST_PORT_02=80
GUEST_IPADDR_02=192.168.122.51
GUEST_PORT_02=80

if [ "$1" = "$GUEST_NAME_02" ]; then
if [ "$2" = started ]; then
iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_02" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_02:$GUEST_PORT_02"
iptables -I FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_02/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_02" -j ACCEPT
elif [ "$2" = stopped ]; then
iptables -t nat -D PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_02" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_02:$GUEST_PORT_02"
iptables -D FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_02/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_02" -j ACCEPT
fi
fi

GUEST_NAME_02=vm-hosting
HOST_PORT_02=443
GUEST_IPADDR_02=192.168.122.51
GUEST_PORT_02=443

if [ "$1" = "$GUEST_NAME_02" ]; then
if [ "$2" = started ]; then
iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_02" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_02:$GUEST_PORT_02"
iptables -I FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_02/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_02" -j ACCEPT
elif [ "$2" = stopped ]; then
iptables -t nat -D PREROUTING -p tcp -d $HOST_IPADDR --dport "$HOST_PORT_02" \
-j DNAT --to "$GUEST_IPADDR_02:$GUEST_PORT_02"
iptables -D FORWARD -d "$GUEST_IPADDR_02/32" -p tcp -m state \
--state NEW -m tcp --dport "$GUEST_PORT_02" -j ACCEPT
fi
fi

Если Вы правильно выполнили все приведенные в статье рекомендации — у Вас должно было получиться!

Читайте также: Как узнать IP-адрес гостевой виртуальной машины Linux KVM.

Выводы

В этой статье мы рассказали и показали, как установить KVM, как настроить KVM в Linux Ubuntu. И продемонстрировали, что начать использовать возможности аппаратной виртуализации в Linux намного проще, чем кажется на первый взгляд. Кроме того, мы показали, как работать с Kernel-based Virtual Machine через командную строку командой virt-install и как подготовить скрипт проброса портов или создания виртуальной машины для хостинга.

Спасибо за время, которое Вы уделили прочтению статьи! Также рекомендуем нашу следующую статью — Как настроить создание и управление виртуальными машинами KVM с помощью Cockpit и Virt-Manager (Virtual Machine Manager).

Если у Вас возникли вопросы — задавайте их в комментариях!

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).