為什么要折騰 KVM 虛擬機

最近因為公司的事情，沒有太多時間進行寫作，就用一篇技術類的文章來湊數吧。

事情是這樣的，我們公司有一個小東西是基于嵌入式的系統開發的，不屬于 Android 也不屬于 iOS 平臺。嗯，這意味著什么呢？這意味著開發這個小東西的語言是 C 語言，而不是 Java, Objective-C 抑或是 Swift。所以我們需要一個 Cross Compiler，也就是俗稱的交叉編譯環境來編譯這個代碼。

其實 Xcode 編譯出來的 iOS App 也屬于交叉編譯的范疇。

然而，這個交叉編譯環境竟然只有 Windows 平臺的！其實，好像除了 GCC 之外，好用的交叉編譯環境都是 Windows 下面的。估計很多玩嵌入式的同學應該都知道，現在業內用得比較多的也就是 Keil 和 IAR 系列了。而及其不幸的是，兩者都是 Windows 特供的，沒有 macOS 或 Linux 版本。

為什么 Windows 會讓我這么得不爽呢？因為平常為了更好的提高工作效率，除了不得不使用的行業應用軟件必須要跑在 Windows 下的時候，我們只用 Mac 不用 Windows。所以，我們基本上沒有閑置和富裕的 Windows 主機，不！是壓根就沒有，沒有什么「基本沒有」一說。

而在服務器端，更不要跟我說什么 Windows Server 云云的。作為一個 macOS 和 Ubuntu 的腦殘用戶，我是不可能在 Bare metal 上跑一個 Windows Server 的。服務器我們只跑 Linux，別的沒興趣。

那么問題來了，我們有一套自動化編譯系統，也就是大家所熟知的 CI 體系 (Continuous integration)，用的是 Atlassian 的全家桶：Bitbucket、Bamboo、JIRA 還有 Confluence 什么的，全部跑在 Linux 平臺的 Docker 虛擬化容器中。

現在我們想把這個小東西也自動化編譯器來，以便更好地把人力釋放出來，也方便未來跟蹤和管理每一次 Release 的內容。而第一個要解決的問題就是：我們沒有 Windows 的服務器。

既然現在虛擬化這么流行，那么我們就利用現有的 Ubuntu 服務器虛擬化一個 Windows 好啦，走起！

啥是 KVM

KVM 的全稱是：Kernel-based Virtual Machine，簡單一句話概括，就是一個基于 Linux 內核的虛擬化管理系統。

從 Linux 內核 2.6.20 版本開始就已經集成了該功能。簡單理解 Docker 是在應用層的虛擬化，而 KVM 是在系統層的虛擬化。

區別就是，Docker 虛擬化的內容，必須跟 Host 主機共享內核，也就意味著只能跑 Linux 類系統。

而 KVM 是整個主機虛擬，所以可以安裝不同的操作系統，而不局限于 Linux 本身。等我過段時間抽風的時候，看看能不能在 Ubuntu 上虛擬化個 macOS 出來。這樣就不用單獨再弄個 Mac 主機來自動化編譯 iOS App 了。

安裝 KVM

我這里使用的是 Ubuntu 16.04 LTS 版本，考慮長期使用和穩定性，基本上只選 LTS 版本，其他版本差別也不太大，參考著做就好了。

首先是安裝 KVM 相關的包文件，因為我的服務器都是命令行，沒有安裝 X 桌面，所以我加了 --no-install-recommends 參數。不然的話它會安裝 virt-viewer 之類的包，而它們的依賴關系中又有 X11 和很多圖形圖像庫，而這些都用不上。但是如果你開啟了桌面系統，那么也可以不加該參數。

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

讓我們來驗證一下是不是一切 OK

$ kvm-ok

INFO: /dev/kvm exists

KVM acceleration can be used

很好，一切順利，我們再來弄個橋接網絡。其實這個也不是必須的，看你的使用場景。

KVM 會自己創建一個 virbr0 的橋接網絡，但是這個是一個 NAT 的網絡，沒有辦法跟局域網內的其他主機進行通信，所以還是別偷懶，自己建一個橋接網絡吧。

參考配置如下：

$ 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

重啟網絡，并驗證一下橋接狀態：

$ 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，可以開始創建虛擬主機了。

創建虛擬主機

KVM 只是完成了第一步，我們還需要創建虛擬主機才可以繼續往下走。

在開始之前，我們要準備好幾個東西：

1.Windows 安裝鏡像

2.Virtio ISO 和軟盤鏡像

3.VNC 客戶端（macOS 自帶）

我這里使用的是 Virtio 0.1.126-2 版本。操作系統版本是：Ubuntu 16.04.1 LTS。

一切準備就緒，使用 virt-install 命令來幫助創建虛擬機：

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，虛擬信息機配置如下：

2G 內存

1 個 CPU，1 個核，2 個線程

1 個 CDROM（Windows 安裝光盤）

40G 硬盤（系統盤）

1 個軟驅（Virtio 驅動）

在 5910 端口開放一個 VNC 遠程桌面

如果你的命令輸入的正確，應該會得到類似的反饋信息：

Starting install...

Creating domain...

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

簡單來說，就是虛擬機已經創建好了，但是因為沒有圖像界面，所以沒有辦法下一步了。當我們連接了 VNC 以后，就可以繼續往下走了。這個提示只會出現一次，安裝好系統以后，不會出現這個啟動等待的情況。

安裝 Windows 10

雖然我們在創建虛擬機的時候，指明了使用 5910 端口來提供 VNC 遠程桌面。但是這個端口是不能直接訪問的，因為它默認綁定在 127.0.0.1 上，也就是只有本地才能訪問。我們需要先把遠程的本地端口，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，然后輸入：

vnc://127.0.0.1:5910

在彈出的窗口中輸入密碼：Passw0rd

然后就可以愉快的安裝 Windows 系統了，如果不能識別硬盤，需要手動加載一下驅動，選擇 A 盤和對應的 Windows 目錄就可以了。同樣的，如果網卡沒有驅動，也是如法炮制。

附安裝完成的屏幕截圖一張：