Kubernetes Kubevirt ｜从零到一：在K8s集群中构建并管理你的首个虚拟机-平芜编程栈

1. 初识Kubevirt：当Kubernetes遇上虚拟机

第一次听说Kubevirt时，我正被一个棘手问题困扰：团队需要在Kubernetes集群里同时运行容器和传统虚拟机。当时K8s只能管理容器，而虚拟机还得靠OpenStack单独维护，运维成本直接翻倍。直到发现Kubevirt这个神器，才明白原来鱼和熊掌可以兼得。

简单来说，Kubevirt是Kubernetes的虚拟机管理插件，它让K8s具备了创建、调度和管理KVM虚拟机的超能力。最妙的是，虚拟机实际运行在Pod里，复用K8s的网络和存储体系。这意味着你可以用熟悉的kubectl命令操作虚拟机，就像操作普通Pod一样自然。

去年我们给某银行做云原生改造时就用了这招。他们的老旧系统必须跑在虚拟机里，而新开发的应用都是容器化部署。通过Kubevirt，我们只用一套K8s集群就统一管理了所有工作负载，运维团队再也不用在两个平台间来回切换了。

2. 环境准备：搭建你的Kubevirt实验场

2.1 硬件检查与依赖安装

在开始前，先确认你的节点支持硬件虚拟化。执行这个命令会告诉你答案：

virt-host-validate qemu

如果看到"PASS"字样就放心了，如果显示"FAIL"也别慌，可以通过软件模拟（后面会讲）。

以CentOS为例，安装基础依赖就像煮方便面一样简单：

yum install -y qemu-kvm libvirt virt-install bridge-utils

Ubuntu用户换成apt命令即可。这里有个小坑：有些云主机的内核默认没加载kvm模块，需要手动执行modprobe kvm_intel或modprobe kvm_amd。

2.2 部署Kubevirt全家桶

官方提供了傻瓜式安装方案，直接复制粘贴就能用：

# 安装Kubevirt核心组件 export VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/kubevirt/kubevirt/releases | grep tag_name | grep -v -- '-rc' | head -1 | awk -F': ' '{print $2}' | sed 's/,//' | xargs) kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${VERSION}/kubevirt-operator.yaml kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${VERSION}/kubevirt-cr.yaml # 安装CDI（容器化数据导入工具） export CDI_VERSION=$(curl -s https://github.com/kubevirt/containerized-data-importer/releases/latest | grep -o "v[0-9]\.[0-9]*\.[0-9]*") kubectl create -f https://github.com/kubevirt/containerized-data-importer/releases/download/$CDI_VERSION/cdi-operator.yaml kubectl create -f https://github.com/kubevirt/containerized-data-importer/releases/download/$CDI_VERSION/cdi-cr.yaml

等上几分钟，用这个命令检查是否部署成功：

kubectl get pods -n kubevirt

应该能看到virt-api、virt-controller等组件都在Running状态。

3. 制作你的第一个虚拟机镜像

3.1 下载基础镜像

我习惯从CentOS官方源获取qcow2格式镜像：

wget https://cloud.centos.org/centos/7/images/CentOS-7-x86_64-GenericCloud-1805.qcow2

这个镜像已经预装了cloud-init，特别适合云环境使用。如果想用Ubuntu，可以去cloud-images.ubuntu.com找对应版本。

3.2 定制化镜像

直接使用原始镜像就像住毛坯房，得先装修。创建Dockerfile来打包镜像：

FROM kubevirt/registry-disk-v1alpha COPY CentOS-7-x86_64-GenericCloud-1805.qcow2 /disk/centos.img

构建并推送到镜像仓库：

docker build -t your-registry/centos:1805 . docker push your-registry/centos:1805

重要提示：生产环境一定要设置镜像仓库的认证！我见过有人把测试镜像传到公开仓库导致安全事件。

4. 启动你的处女座虚拟机

4.1 编写虚拟机YAML

创建vm-container.yml文件：

apiVersion: kubevirt.io/v1 kind: VirtualMachine metadata: name: centos-vm spec: running: false template: metadata: labels: kubevirt.io/domain: centos-vm spec: domain: cpu: cores: 2 resources: requests: memory: 2Gi devices: disks: - name: containerdisk disk: bus: virtio - name: cloudinitdisk disk: bus: virtio volumes: - name: containerdisk containerDisk: image: your-registry/centos:1805 - name: cloudinitdisk cloudInitNoCloud: userData: | password: centos chpasswd: { expire: False }

这个配置做了三件事：

分配2核CPU和2GB内存
挂载我们制作的系统镜像
通过cloud-init设置默认密码

4.2 部署与连接虚拟机

应用配置并启动VM：

kubectl apply -f vm-container.yml virtctl start centos-vm

安装virtctl客户端（就像kubectl之于K8s）：

export VERSION=v0.41.0 wget https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${VERSION}/virtctl-${VERSION}-linux-amd64 mv virtctl-${VERSION}-linux-amd64 /usr/local/bin/virtctl chmod +x /usr/local/bin/virtctl

连接虚拟机控制台：

virtctl console centos-vm

按ctrl+]可以退出控制台。第一次登录记得用刚设置的密码。

5. 高级玩法：像管理Pod一样管理VM

5.1 虚拟机生命周期管理

停止和启动VM比开关灯还简单：

virtctl stop centos-vm # 关机 virtctl start centos-vm # 开机 virtctl restart centos-vm # 重启

查看所有虚拟机状态：

kubectl get vmi

5.2 暴露虚拟机服务

把VM的SSH端口暴露为NodePort：

virtctl expose vm centos-vm --name=centos-ssh --port=22 --type=NodePort kubectl get svc centos-ssh

这样就能通过节点IP和分配端口访问SSH了。

5.3 虚拟机迁移实战

Kubevirt支持热迁移，对于维护节点特别有用：

virtctl migrate centos-vm --namespace=default

迁移过程中服务不会中断，我在金融项目里用这个特性实现了零停机升级。

6. 避坑指南：那些年我踩过的雷

网络问题：默认的pod网络可能不满足需求，建议安装Multus CNI实现多网卡支持
存储性能：生产环境一定要用块存储，hostpath只适合测试
资源分配：VM的内存必须连续分配，建议预留足够内存避免碎片
镜像安全：qcow2镜像可能携带恶意脚本，务必从可信源获取

有次半夜被报警吵醒，发现VM全部卡死。查了半天原来是宿主机的KSM（内存合并）导致内存泄漏。现在我的部署清单里总会加上这个配置：

spec: template: spec: domain: resources: overcommitGuestOverhead: true limits: memory: "3Gi"

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