CentOS8_debian11_远程ssh连接在线安装KVM_虚拟化嵌套_安装客户机openwrt_NAT端口映射

转载注明来源: 本文链接来自osnosn的博客，写于 2022-06-27.

参考

Centos8 最简安装 KVM

使用 Centos8，(2022-8月测试)。
环境是: 不使用本地 console。使用 ssh 远程连接服务器，在线安装 kvm。
先 ssh 登录服务器，然后运行 tmux 防止意外掉线。
lscpu | egrep 'vmx|svm' 检查cpu支持虚拟化。
vmx 是 Intel的，svm 是 AMD的。
lsmod | grep kvm 内核是否加载 kvm 模块。
如无，则 modprobe kvm 加载。
yum install virt-install vm客户机的命令行安装工具。
download size: 12MB, 装完占55MB (32 packages)
virt-host-validate 环境检查。输出一堆 PASS。
这个时候，ip addr 显示2个设备: lo, ens33。没有 bridge。
yum module install virt 安装 KVM 服务端环境。
download size: 91MB, 装完占330MB (154 packages)
- 如要,更简的安装，就只装 yum install libvirt，就有 libvirt-daemon 包了。
  download size: 26MB (70 packages) 我没有使用这种极简的方式安装。
systemctl start libvirtd 启动daemon。
systemctl enable libvirtd 激活开机启动。
这个时候，ip addr 显示4个: lo, ens33, virbr0, virbr0-nic 。
virbr0 就是NAT网络。vm客户机可以访问外网，有dnsmasq。
virsh net-list 只看到一个名称 default。
virsh net-info default 显示这个 default 使用的是 virbr0。
如果要修改 default网络(virbr0) 的 IP 和网段。
- virsh net-edit default, 其实就是修改 /etc/libvirt/qemu/networks/default.xml。
- 重启这个default网络。virsh net-destroy default; virsh net-start default 生效。
创建网络，见下文。

nmcli device 见到 virbr0是bridge, vribr0-nic 是tun设备。

DEVICE      TYPE      STATE                   CONNECTION
ens33       ethernet  connected               ens33
virbr0      bridge    connected (externally)  virbr0
lo          loopback  unmanaged               --
virbr0-nic  tun       unmanaged               --

nmtui 中看到一个物理网卡，一个 bridge。不要在 nmtui 中修改 virbr0 的配置。
到此，kvm安装完成。创建vm客户机，不能使用"桥接模式"。
因为没有为本机的物理网口创建网桥。后面用到"桥接"再说。
网桥设置参考: 【CentOS 8.1 KVM网桥的配置】
其他的包:
- yum install virt-manager 管理vm客户机的 GUI工具。
- yum install virt-viewer 用于连接vm客户机的桌面, GUI 工具
  (download size: 44MB, 113 packages)
- dnf install cockpit cockpit-machines Cockpit Web控制台

Debian11 最简安装 KVM

使用 debian11(bullseye)，(2022-8月测试)。
环境是: 不使用本地 console。使用 ssh 远程连接服务器，在线安装 kvm。
先 ssh 登录服务器，然后运行 tmux 防止意外掉线。
lscpu | egrep 'vmx|svm' 检查cpu支持虚拟化。
vmx 是 Intel的，svm 是 AMD的。
lsmod | grep kvm 内核是否加载 kvm 模块。
如无，则 modprobe kvm 加载。
apt update
apt install libvirt-daemon-system 安装libvirtd服务。
会自动装上 libvirt-daemon, libvirt-client, qemu-kvm, qemu-utils,
download 207MB, 694MB disk space will be used. 304 packages.
- qemu-system 是其他架构cpu(arm,ppc,...)的支持。我没装。
apt install virtinst 安装virt-install工具。
download 4MB, 20MB disk space will be used. 26 packages.
这时候，ip addr 没有新增 bridge。
libvirtd 服务已经启动。
virsh net-list 是空的。
virsh net-list --all 显示default 是inactive。
virsh net-start default 启动default网络。
virsh net-autostart default 自动启动default网络。
这时候，ip addr 多出一个 virbr0 的 bridge。
virsh net-info default 显示这个 default 网络的信息。
virsh net-edit default, 修改 default网络(virbr0) 的 IP 和网段。
virsh net-destroy default; virsh net-start default 重启这个default网络,生效。
创建网络，见下文。
到此，kvm安装完成。创建vm客户机，不能使用"桥接模式"。
因为没有为本机的物理网口创建网桥。后面用到"桥接"再说。
网桥设置参考: 【如何在 Debian 11 Bullseye Linux 上安装和配置 KVM】

创建网络

virsh net-create name.xml 创建一个临时网络并启用，重启系统后丢失。
- 能 start，destroy。但不能设置 autostart。
virsh define name.xml 创建一个永久网络。
- 能 start，destroy。也能设置 autostart。

nat网络,带dhcp的例子

<!--
 文件名: my-wan.xml
-->
<network>
  <name>my-wan</name>
  <forward mode='nat'/>
  <bridge name='virbr1' stp='on' delay='0'/>
  <ip address='192.168.22.22' netmask='255.255.255.0'>
    <dhcp>
      <range start='192.168.22.100' end='192.168.22.200'/>
    </dhcp>
  </ip>
</network>

隔离网络,无dhcp的例子

<!--
 文件名: my-lan.xml
-->
<network>
  <name>my-lan</name>
  <bridge name='virbr1' stp='on' delay='0'/>
  <ip address='192.168.22.22' netmask='255.255.255.0'>
  </ip>
</network>

KVM 虚拟化嵌套

vm客户机的cpu是否支持vmx。
Centos8默认未打开。
- cat /sys/module/kvm_intel/parameters/nested 0:关闭，1:打开。
- 修改 /etc/modprobe.d/kvm.conf 中 options kvm_intel nested=1
  rmmod kvm-intel 或者 modprobe -r kvm-intel 卸载。
  modprobe kvm-intel nested=1 重新加载。
  或者，重启整个系统。
Debian11默认是打开的。

安装 VM 客户机

qcow2 的镜像测试

镜像来源
https://openwrt.cc/snapshots/targets/x86/64/immortalwrt-x86-64-generic-ext4-combined-efi.qcow2.gz
用 gunzip 解压。
mv immortalwrt-.....efi.qcow2 /var/lib/libvirt/images/
qemu-img info immortalwrt-.....efi.qcow2 看到这个镜像的虚拟大小是814MB.

Centos8 , Debian11

创建 VM 客户机

virt-install \
  --virt-type kvm \
  --name opwrt2 \
  --memory 512 \
  --vcpus 1 \
  --cpu host-passthrough \
  --os-variant archlinux \
  --network bridge=virbr0,model=virtio \
  --graphics vnc \
  --import \
  --noautoconsole \
  --autostart \
  --disk path=/var/lib/libvirt/images/immortalwrt-x86-64-generic-ext4-combined-efi.qcow2,bus=virtio,format=qcow2

virsh 部分命令列表:
virsh start opwrt2 启动
virsh list --all 列出所有vm客户机
virsh suspend opwrt2 暂停
virsh resume opwrt2 恢复
virsh dhutdown opwrt2 正常关机
virsh destroy opwrt2 强制关机
virsh undefine opwrt2 删除vm客户机
virsh autostart --disable opwrt2 禁止vm客户机.自动启动
修改 opwrt2 的 LAN口IP。
virsh console opwrt2 连接终端。按 ^] 退出终端。
改 /etc/config/network 中，IP 为 192.168.122.10。
/etc/init.d/network reload 重启生效。
或用 uci命令修改IP，见【制作免配置固件】,【官方文档：The UCI system】。
```
uci set network.lan.ipaddr='192.168.122.10'
uci commit network
/etc/init.d/network reload
```
用 putty 通过 ssh 登录宿主机。
在 putty 的 主菜单 -> Change Settings... -> Connection -> SSH -> Tunnels 中。
Source port: 9988, Destination: 192.168.122.10:80, 点击 Add, 点击 Apply。
- 打开浏览器，访问 localhost:9988。配置 opwrt2。
  设置 LAN 的网关，dns。关掉 LAN 的 dhcp。
- 配置完成后。直接在 putty 中退出登录宿主机(要等2min才会完全退出)，即可。

img 的镜像测试

镜像来源
https://downloads.openwrt.org/releases/21.02.3/targets/x86/64/openwrt-21.02.3-x86-64-generic-ext4-combined-efi.img.gz
用 gunzip 解压。
mv openwrt-21.02.3-.....efi.img /var/lib/libvirt/images/
qemu-img info openwrt-21.02.3-.....efi.img 看到这个镜像的虚拟大小是121MB.
如需扩容,参考:【openwrt_21.02_img_空间扩容_改分区表大小】

Centos8 , Debian11

创建 VM 客户机

virt-install \
  --virt-type kvm \
  --name opwrt21 \
  --memory 256 \
  --vcpus 1 \
  --cpu host-passthrough \
  --os-variant archlinux \
  --network bridge=virbr0,model=virtio \
  --graphics vnc \
  --import \
  --noautoconsole \
  --autostart \
  --disk path=/var/lib/libvirt/images/openwrt-21.02.3-x86-64-generic-ext4-combined-efi.img,bus=virtio,format=raw

修改 LAN口IP。配置 openwrt。同 qcow2 的镜像测试。

虚拟机接受kvm关机指令

接受,虚拟机服务的virsh shutdown xxxx指令。
否则实体机的主系统,关闭/重启，要等很久。通常是300秒每个虚机。
看/etc/init.d/libvirt-guests或/usr/lib/systemd/system/libvirt-guests.service服务脚本的超时设置。
创建的虚机需要一个信道设备org.qemu.guest_agent.0，见【虚拟机op接受kvm关机指令】。

对于openwrt，安装opkg install qemu-ga， op21有4个依赖包，约占用3.4-4MB 空间。重启opwnrt 生效。
qemu-ga 的配置文件是 /etc/qemu/qemu-ga.conf，op中没这个文件，需要时，自己创建。
对于 debian，默认就安装了 qemu-guest-agent。
如果没有，自行安装apt install qemu-guest-agent，重启生效。
其他系统，类似。

NAT 端口映射

参考: 【kvm虚拟机端口映射（端口转发）到宿主机】

以下是针对,带有nat的网络"virbr0"，进行端口转发。
防火墙中，已经有"内->外"的 MASQUERADE 的伪装规则，"内->外"的forward转发规则。
检查"包转发"已经打开。sysctl net.ipv4.ip_forward 应该显示=1。
允许"外->内"的转发。
iptables -I FORWARD -m state -o virbr0 -d 192.168.122.0/24 --state NEW -j ACCEPT
这个命令只需设置一次。注意 virbr0 和 ip 段，要改成你自己的。
这个规则也可以限制严格一点，比如,加上 --dport，限制tcp -p tcp。
假设宿主机/实体机的网口为 eth0, 外部1234端口映射到内网192.168.122.10:5678端口。
用
iptables -t nat -I PREROUTING ! -s 192.168.122.0/24 -p tcp --dport 1234 -j DNAT --to-destination 192.168.122.10:5678
或者
iptables -t nat -I PREROUTING -i eth0 -p tcp --dport 1234 -j DNAT --to-destination 192.168.122.10:5678
实现。
不同端口，使用不同的规则。
vm客户机的缺省网关需要指向"virbr0"的网关IP，比如"192.168.122.1"。
从外部连接这个端口，vm客户机中的应用，获取的是真实的"来源IP"。
debian-10 和 debian-11 中测试成功。
Centos8 可以用上述的两条 iptables 规则。实测成功。
可以使用firewall-cmd --direct --add-rule ...或firewall-cmd --direct --passthrough ... 把这两条iptables规则添加进去。

Centos8 用 firewall-cmd 命令实现。测试失败。

firewall-cmd --add-forward-port=port=1234:proto=tcp:toport=5678:toaddr=192.168.122.10
# 下面这行， "外->内"的forward规则。添加的规则内容正确，但位置不对。所以不能解决问题。
firewall-cmd --zone libvirt --add-forward
#没有使用 firewall-cmd --permanent 和 firewall-cmd --reload 虽然不影响 virbr0 的nat网络规则。但影响手工添加的规则。

或者用 firewall-cmd --zone=my_zone --add-rich-rule="..."(未测试)。

nft 的办法类似，需要自己写规则。
参考:【configuring_nat_using_nftables】

## 这是规则的原理。未实际测试!
# 假设 宿主机/实体机 的网口为 eth0。宿主机网口的IP为 123.123.123.123,234.234.234.234。
table ip port_fwd {
  chain forward {
    type filter hook forward priority filter +10; policy accept;
    oifname "virbr0" ip daddr 192.168.122.0/24 ct state new counter accept  #开放"外->内"的转发
    #这条规则需要插入到原有的chain中。即"type filter hook forward"的chain中，如果有的话。
    #因为accept虽然会终止当前chain的rule的匹配，但还会继续匹配其他的(相同的hook)chain中的rule。
    #而drop就完全终止剩余rule的匹配，无论是当前chain的rule还是其他chain的rule。
  }
  chain dstnat {
    type nat hook prerouting priority dstnat +10; policy accept;
    iifname "eth0" tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678     #添加,端口转发,计数
    #或 iifname "eth0" meta nfproto ipv4 tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678  #添加,端口转发,计数
    #或 ip saddr != 192.168.122.0/24 tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678     #添加,端口转发,计数
    #或 ip saddr != 192.168.122.0/24 ip daddr '{123.123.123.123,234.234.234.234}' tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678     #添加,端口转发,计数(规则严格点)
  }
}

对于centos-8，firewalld启用。成功。

#centos-8，firewalld启用，实测成功！
nft insert rule ip filter LIBVIRT_FWI index 0 oifname "virbr0" ip daddr 192.168.122.0/24 ct state new counter accept  #允许"外->内"的转发,只需执行一次
nft add table ip port_fwd
nft add chain ip port_fwd dstnat '{type nat hook prerouting priority dstnat +5; policy accept;}'
nft add rule ip port_fwd dstnat meta l4proto tcp ip saddr != 192.168.122.0/24 tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678   #端口映射,一个端口一条rule 
#或 nft add rule ip port_fwd dstnat meta l4proto tcp ip saddr != 192.168.122.0/24 ip daddr '{123.123.123.123, 234.234.234.234}' tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678   #端口映射,一个端口一条rule (规则严格点)

#或者 nft add rule ip firewalld nat_PRE_libvirt_allow meta l4proto tcp ip saddr != 192.168.122.0/24 tcp dport 1234 counter dnat ip to 192.168.122.10:5678  #加入到已有的chain中(ip firewalld nat_PRE_libvirt_allow)或(ip nat PREROUTING)

vm客户机的缺省网关需要指向"virbr0"的网关IP，比如"192.168.122.1"。
从外部连接这个端口，vm客户机中的应用，获取的是真实的"来源IP"。

为了宿主机重启之后，保留端口映射。把上述两条规则，写入到 /etc/rc.local 中。
- 如果有/etc/rc.local这个文件，就保留里面的内容。如果没有这个文件，则自己创建。
  echo -e '#!/bin/sh\n\nexit 0' >> /etc/rc.local; chmod +x /etc/rc.local
- 然后把规则写在 /etc/rc.local 中, exit 0 这行的前面。

不带nat的网络，如果要映射。也可以。实测成功。

首先，允许双向转发。

然后用 SNAT + DNAT 的一对规则实现。

# 假设"virbr1"是不带nat的隔离网络，"virbr1"的网关IP是"192.168.125.1"。在debian-10中测试成功。
#允许双向转发
iptables -I FORWARD -m state -o virbr1 -d 192.168.125.10/32 --state NEW,RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -I FORWARD -m state -i virbr1 -s 192.168.125.10/32 --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
#SNAT+DNAT 规则, 外部1234端口映射到192.168.125.10:5678端口
iptables -t nat -I PREROUTING ! -s 192.168.125.0/24 -p tcp --dport 1234 -j DNAT --to-destination 192.168.125.10:5678
iptables -t nat -I POSTROUTING ! -s 192.168.125.0/24 -d 192.168.125.10 -p tcp --dport 5678 -j SNAT --to-source 192.168.125.1

vm客户机的缺省网关指向哪里都 OK，不影响端口映射。
从外部连接这个端口1234，vm客户机中的应用，无法获取真实的"来源IP"，得到的"来源IP"是网关IP"192.168.125.1"。

如果想让vm客户机中的应用，能够获取真实的"来源IP"。则，

iptables -I FORWARD -m state -o virbr1 -d 192.168.125.10/32 --state NEW,RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -I FORWARD -i virbr1 -s 192.168.125.10/32 -j ACCEPT
iptables -t nat -I PREROUTING ! -s 192.168.125.0/24 -p tcp --dport 1234 -j DNAT --to-destination 192.168.125.10:5678

iptables -t nat -I POSTROUTING -s 192.168.125.10 ! -d 192.168.125.0/24 -p tcp --sport 5678 -j MASQUERADE
#或 iptables -t nat -I POSTROUTING -s 192.168.125.10 ! -d 192.168.125.0/24 -p tcp --sport 5678 -j SNAT --to-source 123.123.123.123  #宿主机外网口IP

记得检查vm客户机的缺省网关指向的是"virbr1"的网关IP，即"192.168.125.1"。
这样，vm客户机就能获取真实的"来源IP"。

端口映射-其他

无论是 DNAT 还是 SNAT, 内核都会同时创建返回包的匹配状态。
比如，当有数据包从 1.2.3.4:12345->192.168.122.10:5678,
内核会创建 192.168.122.10:5678->1.2.3.4:12345 作为 ESTABLISHED 的匹配。
只是 dnat 是数据包通过网关时改变了目标地址和端口。snat 是数据包通过网关时改变了源地址和端口。
如果 dnat 到本机的 127.0.0.1:5678,
需要对应网卡的sysctl -w net.ipv4.conf.eth0.route_localnet=1设置，
或echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/route_localnet。
或者设置net.ipv4.conf.all.route_localnet = 1。
如果流量大，出现 ip_conntrack: table full, dropping packet 的问题。
加大表容量, find /proc/sys/net -name nf_conntrack_max。应该找到两个，修改它们的值。
降低timeout, find /proc/sys/net -name 'nf_conntrack_tcp_timeout*'。修改它们的值。
针对某个大流量的服务, NOTRACK(不跟踪), 比如80口, 参考【iptables raw表】,
```
iptables -t raw -A PREROUTING -d 1.2.3.4 -p tcp --dport 80 -j NOTRACK
iptables -t raw -A OUTPUT -s 1.2.3.4 -p tcp --sport 80 -j NOTRACK
iptables -A INPUT -m state --state UNTRACKED -j ACCEPT
```
nat/iptables 的其他例子
【debian11_nftables/ip6tables_限制ipv6公网访问特定端口_centos8/debian仅允许部分IPv4访问端口】。

映像文件转换格式

用 qemu-img 。
- 有 for windows 的命令行版本。
- debain 装 apt install qemu-utils 。
- centos8 装 yum install qemu-img 。
qemu-img -h 查看帮助。resize 是改映像大小，convert 是改格式。
qemu-img info 映像文件名 查看文件的格式类型。
支持 img(raw), vhdx, vmdk, vdi, qcow, qcow2, dmg, ... 等很多格式，互相转换。
例子，
qemu-img resize -f raw 映像文件名.img +200M
qemu-img convert -f raw -O vhdx 输入的映像名.img 输出的映像名.vhdx

如果有图形桌面

可以安装apt install virt-manager。
可以管理虚拟网络，可以管理虚拟机。
网络管理在这里找。隐藏的挺深，不熟悉的话还找不到。

可以创建NAT网络，private网络。可以设定网段，指定静态路由。
手动添加qemu-ga的通道。

----end----

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posted on 2022-08-07 20:38 osnosn 阅读(1073) 评论(0) 编辑收藏举报

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