裸金属服务器kvm虚拟化安装win10
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。
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
把 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：
- 虚拟机名称 name 必须唯一
- 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)。
- 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：
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
找到的激活码: 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 ip 为 112.3.24.154 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
湘公网安备 43102202000103号