为什么要折腾 KVM 虚拟机

最近因为公司的事情，没有太多时间进行写作，就用一篇技术类的文章来凑数吧。

事情是这样的，我们公司有一个小东西是基于嵌入式的系统开发的，不属于 Android 也不属于 iOS 平台。嗯，这意味着什么呢？这意味着开发这个小东西的语言是 C 语言，而不是 Java, Objective-C 抑或是 Swift。所以我们需要一个 Cross Compiler，也就是俗称的交叉编译环境来编译这个代码。

其实 Xcode 编译出来的 iOS App 也属于交叉编译的范畴。

然而，这个交叉编译环境竟然只有 Windows 平台的！其实，好像除了 GCC 之外，好用的交叉编译环境都是 Windows 下面的。估计很多玩嵌入式的同学应该都知道，现在业内用得比较多的也就是 Keil 和 IAR 系列了。而及其不幸的是，两者都是 Windows 特供的，没有 macOS 或 Linux 版本。

为什么 Windows 会让我这么得不爽呢？因为平常为了更好的提高工作效率，除了不得不使用的行业应用软件必须要跑在 Windows 下的时候，我们只用 Mac 不用 Windows。所以，我们基本上没有闲置和富裕的 Windows 主机，不！是压根就没有，没有什么「基本没有」一说。

而在服务器端，更不要跟我说什么 Windows Server 云云的。作为一个 macOS 和 Ubuntu 的脑残用户，我是不可能在 Bare metal 上跑一个 Windows Server 的。服务器我们只跑 Linux，别的没兴趣。

那么问题来了，我们有一套自动化编译系统，也就是大家所熟知的 CI 体系 (Continuous integration)，用的是 Atlassian 的全家桶：Bitbucket、Bamboo、JIRA 还有 Confluence 什么的，全部跑在 Linux 平台的 Docker 虚拟化容器中。

现在我们想把这个小东西也自动化编译器来，以便更好地把人力释放出来，也方便未来跟踪和管理每一次 Release 的内容。而第一个要解决的问题就是：我们没有 Windows 的服务器。

既然现在虚拟化这么流行，那么我们就利用现有的 Ubuntu 服务器虚拟化一个 Windows 好啦，走起！

啥是 KVM

KVM 的全称是：Kernel-based Virtual Machine，简单一句话概括，就是一个基于 Linux 内核的虚拟化管理系统。

从 Linux 内核 2.6.20 版本开始就已经集成了该功能。简单理解 Docker 是在应用层的虚拟化，而 KVM 是在系统层的虚拟化。

区别就是，Docker 虚拟化的内容，必须跟 Host 主机共享内核，也就意味着只能跑 Linux 类系统。

而 KVM 是整个主机虚拟，所以可以安装不同的操作系统，而不局限于 Linux 本身。等我过段时间抽风的时候，看看能不能在 Ubuntu 上虚拟化个 macOS 出来。这样就不用单独再弄个 Mac 主机来自动化编译 iOS App 了。

安装 KVM

我这里使用的是 Ubuntu 16.04 LTS 版本，考虑长期使用和稳定性，基本上只选 LTS 版本，其他版本差别也不太大，参考着做就好了。

首先是安装 KVM 相关的包文件，因为我的服务器都是命令行，没有安装 X 桌面，所以我加了 --no-install-recommends 参数。不然的话它会安装 virt-viewer 之类的包，而它们的依赖关系中又有 X11 和很多图形图像库，而这些都用不上。但是如果你开启了桌面系统，那么也可以不加该参数。

$ sudo apt-get install --no-install-recommends qemu-kvm qemu-utils libvirt-bin virtinst cpu-checker

让我们来验证一下是不是一切 OK

$ kvm-ok

INFO: /dev/kvm exists

KVM acceleration can be used

很好，一切顺利，我们再来弄个桥接网络。其实这个也不是必须的，看你的使用场景。

KVM 会自己创建一个 virbr0 的桥接网络，但是这个是一个 NAT 的网络，没有办法跟局域网内的其他主机进行通信，所以还是别偷懒，自己建一个桥接网络吧。

参考配置如下：

$ cat /etc/network/interfaces

# This file describes the network interfaces available on your system

# and how to activate them. For more information, see interfaces(5).

source /etc/network/interfaces.d/*

# The loopback network interface

auto lo

iface lo inet loopback

# The bridged network interface

auto br0

iface br0 inet static

address 1.2.3.4

netmask 255.255.255.0

gateway 1.2.3.1

dns-nameservers 1.2.3.1

bridge_ports enp9s0

bridge_stop off

bridge_fd 0

bridge_maxwait 0

重启网络，并验证一下桥接状态：

$ sudo systemctl restart networking

$ sudo brctl show

bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces

br0             8000.f079593874d9       no              enp9s0

virbr0          8000.525400087ef2       yes             virbr0-nic

OK，一切正常，可以开始创建虚拟主机了。

创建虚拟主机

KVM 只是完成了第一步，我们还需要创建虚拟主机才可以继续往下走。

在开始之前，我们要准备好几个东西：

1.Windows 安装镜像

2.Virtio ISO 和软盘镜像

3.VNC 客户端（macOS 自带）

我这里使用的是 Virtio 0.1.126-2 版本。操作系统版本是：Ubuntu 16.04.1 LTS。

一切准备就绪，使用 virt-install 命令来帮助创建虚拟机：

virt-install \

--name win10 \

--memory 2048 \

--vcpus sockets=1,cores=1,threads=2 \

--cdrom=/path/to/windows_10.iso \

--os-variant=win8.1 \

--disk /path/to/win10/win10.qcow2,bus=virtio,size=40 \

--disk /path/to/virtio/virtio-win-0.1.126_amd64.vfd,device=floppy \

--network bridge=br0,model=virtio \

--graphics vnc,password=Passw0rd,port=5910 \

--hvm \

--virt-type kvm

基本上配置信息都在上面了，虚拟信息机配置如下：

2G 内存

1 个 CPU，1 个核，2 个线程

1 个 CDROM（Windows 安装光盘）

40G 硬盘（系统盘）

1 个软驱（Virtio 驱动）

在 5910 端口开放一个 VNC 远程桌面

如果你的命令输入的正确，应该会得到类似的反馈信息：

Starting install...

Creating domain...

Domain installation still in progress. Waiting for installation to complete.

简单来说，就是虚拟机已经创建好了，但是因为没有图像界面，所以没有办法下一步了。当我们连接了 VNC 以后，就可以继续往下走了。这个提示只会出现一次，安装好系统以后，不会出现这个启动等待的情况。

安装 Windows 10

虽然我们在创建虚拟机的时候，指明了使用 5910 端口来提供 VNC 远程桌面。但是这个端口是不能直接访问的，因为它默认绑定在 127.0.0.1 上，也就是只有本地才能访问。我们需要先把远程的本地端口，映射成本地的端口。

ssh -L 5910:127.0.0.1:5910 server

然后在 macOS 下，⌘ + Space 呼叫出 Spotlight，然后输入：

vnc://127.0.0.1:5910

在弹出的窗口中输入密码：Passw0rd

然后就可以愉快的安装 Windows 系统了，如果不能识别硬盘，需要手动加载一下驱动，选择 A 盘和对应的 Windows 目录就可以了。同样的，如果网卡没有驱动，也是如法炮制。

附安装完成的屏幕截图一张：