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Linux

pve安装Linux云镜像

之前安装虚拟机用的都是物理机镜像，体积大，占用内存高，逛debian官网发现了这个专为虚拟平台创建的 cloud image，果断搭配kvm pve一起食用

Linux cloud image相比一般的image，去掉了物理硬件的驱动，缩减了体积，同时对虚拟机环境进行了一定程度的优化，更适合虚拟平台安装，本文将会以 debian 为教程在pve 中一步步进行安装。

一步步来

下载云镜像

wget https://cloud.debian.org/images/cloud/bookworm/latest/debian-12-genericcloud-amd64.qcow2

链接会自动选择附近的镜像站下载，直接使用即可

导入并创建虚拟机

qm create 1113 \
--name d12-gen \
--ostype l26 \
--scsihw virtio-scsi-single \
--autostart 1 \
--onboot 1
  • qm create 112 创建一个 id 为 112 的虚拟机
  • name debian12 将虚拟机命名为 debian12
  • --ostype l26 根据不同系统选择，如 linux 较新的系统，内核版本高于 2.6 的选择 l26，常见的还有 win10，win11
  • --scsihw virtio-scsi-single 设置 scsi 控制器，选择 virtio-scsi-single 设置同时启用 IO thread，可以获得更好的性能
  • --autostart 1 崩溃后自动重启，0 关闭，1 开启
  • --onboot 1 宿主机开机自动启动虚拟机，0 关闭，1 开启

设置主板

qm set 1113 \
--machine q35 \
--cpu x86-64-v2-AES \
--sockets 1 --cores 4 \
  • --machine q35 设置虚拟主板，有 i440fx 和比较新的 q35，因为 q35 提供虚拟 PCIe 总线，所以如果想要直通 PCIe 硬件，可以选择后者

设置 CPU

qm set 1113 \
--cpu x86-64-v2-AES \
--sockets 1 --cores 4 \
  • --cpu x86-64-v4 设置虚拟机的 cpu 为 x86-64-v4，这是 pve8 新更新的一个功能，在保证兼容性的同时提供了更高的性能释放。同时还有其他选项：
    • kvm64 更好的兼容性比较差的性能，如果集群或者未来会换其他设备，可以选择 kvm64
    • x86-64-v2-aes 这是 pve 8 版本 web 端默认的一个选项，兼容 Intel Westmere 架构以及 AMD Opteron_G4 架构以后的处理器
    • x86-64-v3 兼容 Intel Broadwell 架构以及 AMD EPYC 架构以后的处理器，cpu 指令相比较 x86-64-v2-aes 添加了 +avx、+avx2、+bmi1、+bmi2、+f16c、+fma、+movbe、+xsave
    • x86-64-v4 兼容 Intel Skylake 架构以及 AMD EPYC v4 Genoa 架构以后的处理器，相比较 x86-64-v3 添加了 +avx512f、+avx 512 bw、+avx512cd、+avx512dq、+avx512vl 指令
    • host 提供了最强的性能最差的兼容性，如果集群的机器为同一 cpu 型号，或者后续不考虑迁移虚拟机，可以宣传该选项 在选择类型时，应当尽量让虚拟机 cpu 和宿主机 cpu 互相匹配，这样虚拟机和宿主机的 cpu 会有相同的 cpu 指令，如我目前宿主机 cpu 架构为 Skylake lake，高于 x86-64-v4 兼容的 skylake 架构，所以选择 x86-64-v4 如果在 Westmere 架构上的机器上启动 x86-64-v4 的虚拟机，会因为缺少指令无法启动
  • --sockets 1 --cores 4 指定虚拟机 1 个 cpu 插槽，4 个核心。这里可以超过宿主机的总核心数，在多线程应用上会有一些性能增强

设置内存

qm set 1113 \
--balloon 2048 \
--memory 8192 \
  • --memory 8192 单位是 MiB，这里设置内存为 8 GiB
  • --balloon 2048 设置动态内存，单位为 MiB，前面设置总内存 8 G 为最大内存，这里设置的是最小内存，会随着虚拟机的使用而不断调整。2010 年后的 Linux 都默认装了该驱动，但 Win 系统需要手动安装 balloon 驱动，且可能会导致性能降低，所以不建议 Win 开启 balloon

设置网络

qm set 1113 \
--net0 virtio,firewall=1,bridge=vmbr0
  • --net0 virtio,firewall=1,bridge=vmbr0 设置网卡为 virtio，virtio 具备较高的性能。Firewall=1 开启防火墙，bridge=vmbr 0 表明网络桥接自宿主机默认的 vmbr 0

设置磁盘

qm set 1113 \
--scsi0 local:0,discard=on,ssd=1,iothread=1,backup=1,format=qcow2,import-from=./debian-12-generic-amd64.qcow2

qm disk resize 1113 scsi0 8G

  • --scsi0 指定 scsi 控制器上的第一个磁盘

    • local:0 使用本地存储设备文件作为磁盘驱动器，也可以新建一个磁盘 local:vm-112-disk-1,size=32G，这里创建了一个名为 vm-112-disk-1，大小 32 GiB 的磁盘

    • discard=on 开启磁盘丢弃功能，需要 Linux 内核版本大于 5.0，有些系统还需要开启 ssd 仿真

    • ssd=1 将磁盘驱动器设置为固态而不是机械硬盘，即使使用的是机械硬盘也能使用，据说在 ssd 上开启性能会增强（未实践

    • iothread=1 和 VirtIO 搭配可以减少 I/O 密集型虚拟机的延迟

    • backup=1 是否跳过备份，0 为跳过，如果 pve 设置的有备份任务，想要跳过数据盘，可以设置为 0

    • format=qcow2 声明导入的磁盘格式为 qcow2

    • import-from=./debian-12-generic-amd64.qcow2 从当前目录下导入，文件名可以看出来这是 debian 的通用云镜像

      • 通用云镜像删除了物理机上使用的软件缩减了体积，同时对虚拟机环境进行了优化

  • 将 scsi0 磁盘由默认的 2 GiB 修改为 8 GiB，默认单位为 byte

    • 注意磁盘只能扩大，而不能缩小，需要适当调整磁盘大小
    • 也可以使用 +8G 在原有基础上增加 8G 存储

设置 UEFI 或 BIOS

qm set 1113 \
--bios ovmf \
--efidisk0 local:1,format=qcow2,efitype=4m,pre-enrolled-keys=1 \
--boot order=scsi0
  • --bios ovmf 虚拟 bios 设置，有 seabios 和 ovmf 选项，分别为虚拟 BIOS 和虚拟 UEFI，如果想要实现 PCIe 直通或者是强制使用 UEFI 的系统，如 WIN 11，需要使用 ovmf
  • 如果使用 UEFI，因为需要保持启动顺序信息，所以需要一个 EFI 磁盘
  • 这里 efidisk0 是指定了一个 EFI 磁盘，local:1 表示使用本地存储器，format=qcow2 表示使用 qcow 2 格式，efitype=4m 表示 EFI 磁盘大小为 4 MB，pre-enrolled-keys=1 表示预先安装了密钥
  • --boot order=scsi0 指定虚拟机的启动顺序从 scsi0 开始

使用 cloudinit 并修改虚拟机

qm set 1113 \
--scsi1 local:cloudinit,media=cdrom \
--ipconfig0 ip=dhcp,ip6=dhcp \
--ciupgrade 1 \
--ciuser user \
--cipassword passwd \
--sshkeys ./user.sshkey
  • --scsi1 local:cloudinit,media=cdrom 创建 cloudinit 用于初始化虚拟机，需要系统支持才能使用
  • --ipconfig0 ip=dhcp,ip6=dhcp 设置 ip 和网关，这里 ipv 4 和 ipv 6 都为 dhcp 自动分配
  • --ciupgrade 是否在系统启动时自动进行包的更新
  • --ciuser 创建默认用户
  • --cipassword 创建密码
  • --sshkeys public SSH keys 填写，后跟文件名，每行一个 key，格式为 OpenSSH Cloudinit 的其他选项
  • --nameserver 是指 DNS 服务器的 IP 地址，用于将域名解析为 IP 地址。当你在浏览器中输入一个网址时，计算机会向 DNS 服务器发送请求，以获取该网址对应的 IP 地址。如果 DNS 服务器无法解析该域名，它会向其他 DNS 服务器发送请求，直到找到该域名对应的 IP 地址为止。默认使用宿主机设置
  • --searchdomain 是指在域名解析失败时，计算机会自动在 search domain 列表中的域名后面添加后缀，然后再次进行域名解析。例如，如果你在 search domain 列表中添加了 example.com 和 example.net，并且在浏览器中输入了 www，计算机会依次尝试解析 www.example.com 和 www.example.net。默认使用的是宿主机设置

支持 QEMU Guest Agent

qm set 1113 --agent enabled=1

QEMU Guest Agent 可以更好的让宿主机和虚拟机进行通信，需要虚拟机安装对应的软件

制作成模板

qm template 1113

制作为模板可以实现快速部署相同配置的多个虚拟机

一步到位

在上面的步骤中，首先使用 qm create 创建了一个基础的虚拟机，然后使用 qm set 修改并完善其中的设置

当然也可以在一步到位，如下是对以上代码的集合：

wget https://cloud.debian.org/images/cloud/bookworm/latest/debian-12-genericcloud-amd64.qcow2

qm create 1113 \
--name debian12 \
--ostype l26 \
--scsihw virtio-scsi-single \
--autostart 1 \
--onboot 1 \
--machine q35 \
--cpu x86-64-v2-AES \
--sockets 1 --cores 4 \
--balloon 1048 \
--memory 8192 \
--net0 virtio,firewall=1,bridge=vmbr0 \
--scsi0 local:0,discard=on,ssd=1,iothread=1,backup=1,format=qcow2,import-from=/root/debian-12-genericcloud-amd64.qcow2 \
--bios ovmf \
--efidisk0 local:1,format=qcow2,efitype=4m,pre-enrolled-keys=1 \
--boot order=scsi0 \
--scsi1 local:cloudinit,media=cdrom \
--ipconfig0 ip=dhcp,ip6=dhcp \
--ciupgrade 1 \
--ciuser user \
--cipassword passwd \
--sshkeys ./user.sshkey \
--agent enabled=1

qm disk resize 1113 scsi0 8G

qm template 1113

需要根据自己的实际用户环境进行调整

上述完成了 debian cloud 包的下载、创建、设置用户名和密码、开启 qemu guest agent 功能、调整磁盘大小、转换为模板功能

注意：如果不使用 qemu guest agent 增强通信，需要把此选项注释掉，否则在 web 端进行虚拟机的关闭重启功能时 pve 会无法正常工作

一步之遥

从模板克隆虚拟机

前面提到 QEMU Guest Agent 的运行需要虚拟机内安装对于的软件，本次安装使用的是 Debian，所以我们使用模板创建一个虚拟机，可以在 WEB 端进行操作，也可以使用如下命令：

qm clone 1113 1114 --name debian12-vm --full 1
qm set 1114 --ipconfig0 ip=192.168.0.214/24,gw=192.168.0.212,ip6=dhcp
qm start 1114
  • 首先从模板 1113 克隆出 1114 名为 debian12-01 的虚拟机
  • --full 1 表示此次克隆虚拟机操作为完整克隆，否则为链接克隆，前者会复制模板内的所以数据到新的磁盘，不会依赖模板，会占用更大的磁盘空间。后者会在新克隆的虚拟机共用模板磁盘的数据，新建虚拟机产生的数据会存在新的位置，好处是减少了体积，坏处是和模板产生了依赖关系，在未来迁移中可能会造成困扰
  • qm set 将 1114 虚拟机 ipv4 地址改为静态方便远程连接
  • qm start 启动新创建的虚拟机

连接虚拟机

可以在 web 端操作，这里使用前面设置的 ssh 连接：

虚拟机安装 QEMU Guest Agent

sudo apt update
sudo apt install qemu-guest-agent
sudo reboot

宿主机检查虚拟机的 QEMU Guest Agent 信息

qm agent 1114 get-osinfo

可以看到如下输出：

{
   "id" : "debian",
   "kernel-release" : "6.1.0-18-cloud-amd64",
   "kernel-version" : "#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Debian 6.1.76-1 (2024-02-01)",
   "machine" : "x86_64",
   "name" : "Debian GNU/Linux",
   "pretty-name" : "Debian GNU/Linux 12 (bookworm)",
   "version" : "12 (bookworm)",
   "version-id" : "12"
}