在linux上启用QEMU/KVM

虚拟机的起源可追溯到1966年IBM的CP-40和CP-67虚拟机操作系统，虚拟化技术最初是为了解决大型系统中的资源利用率问题而开发的。而发展到了现在，无论是在大型企业上还是在个人电脑上，都会以某种方式使用到虚拟机和虚拟化技术。

不过本文的目的是介绍linux平台上的虚拟机QEMU/KVM，学习QEMU/KVM的简单配置。

这里笔者的宿主系统是Archlinux、x86_64架构。

qemu/kvm环境搭建

linux内核中有KVM内核模块，这使其在linux平台上拥有相对出色的性能。不过KVM能否使用还要看硬件是否支持。

执行以下命令查看系统架构是否为x86_64

uname -m

执行以下命令检测硬件虚拟化支持

sudo lscpu

确认硬件环境没有问题之后，还需要下载相关的工具包。KVM并不能单独使用，通常配合QEMU使用。

安装QEMU等工具包，命令如下

sudo pacman -S qemu-base virt-manager libvirt virt-viewer dnsmasq vde2 bridge-utils openbsd-netcat ebtables libguestfs
# 关于qemu还可以选择qemu-full包，支持更多的架构

以上只是列举了所有可能用到的包，这些包并不需要全部安装，下面进一步说明

qemu：开源的机器模拟器和虚拟机。安装这个包之后，其实已经可以用命令行启动虚拟机了，但是所有的操作都得通过命令行实现。
libvirt：用于控制KVM、QEMU等虚拟化引擎的一组软件的汇集。
- virt-manager：libvirt的图形化管理工具，是一个全功能的虚拟机管理程序。
- virt-viewer：更轻量的libvirt的图形化工具，主要用于查看虚拟机的图形控制台，功能没有virt-manager全面。也就说虚拟机的创建还是在命令行完成。
  可以根据需求在virt-manager和virt-viewer中选择一个安装。virt-manager包含了virt-viewer的功能。
- dnsmasq：用于虚拟机的NAT/DHCP网络。
- bridge-utils：用于虚拟机桥接网络。
- openbsd-netcat：用于多虚拟机之间建立TCP/IP连接。
- vde2：以太网虚拟化，用于模拟复杂网络环境。
- ebtables：桥接防火墙，用于控制多虚拟机之间的流量。
libguestfs：虚拟机磁盘镜像处理工具，用于查看和修改虚拟机镜像、转换镜像格式等。具体使用参考这篇文章

如果只是需要简单地使用qemu创建单一虚拟机，那么安装以下包即可。

sudo pacman -S qemu-base libvirt virt-manager dnsmasq bridge-utils

启用嵌套虚拟化(可选)

嵌套虚拟化，即在虚拟机里嵌套虚拟机，这个可根据实际需求选择是否启用。相关命令如下

# 启用嵌套虚拟化
sudo modprobe -r kvm_intel
sudo modprobe kvm_intel nested=1
# 验证嵌套虚拟化，输出类似Y或1的字符则表示成功
cat /sys/module/kvm_intel/parameters/nested

非root用户使用qemu/kvm虚拟化

qemu/kvm默认需要root权限才能使用。为了方便使用，可以编辑配置文件，配置文件位于/etc/libvirt/libvirtd.conf(另外还有一个libvirt.conf文件，注意不要混淆)。

sudo vim /etc/libvirt/libvirtd.conf

找到unix_sock_group = "libvirt"，取消这一行的注释，允许libvirt组的用户使用unix套接字。
找到unix_sock_rw_perms = "0770"，取消这一行的注释，允许用户读写unix套接字。

将当前普通用户添加到libvirt组，$USER会获取当前用户的名称。

sudo usermod -aG libvirt $USER

启动libvirtd服务

sudo systemctl enable --now libvirtd

启动virt-manager图形界面

virt-manager

补充

kvm和qemu的关系

qemu本身是跨平台的，它并不依赖于kvm内核模块，可以自行选择单独工作或者是启用kvm模块辅助工作，kvm相当于qemu的性能优化插件。只是kvm是linux内核模块，因此qemu在linux上的体验可能是最好的。
kvm依赖于硬件是否支持虚拟化以及需要使用qemu这样的工具与其交互。
kvm是为x86架构量身定做的，启用了kvm的虚拟机，意味着qemu的跨平台虚拟化会受到限制，但是性能会得到明显提升。
不使用kvm虚拟化的qemu虚拟机能够凭借其完整的系统仿真实现最佳的跨平台虚拟化支持，但是系统开销会更高。