k8s如何安装虚拟机

在Kubernetes（K8s）环境中安装虚拟机需要依赖一些特定工具和配置，包括使用KubeVirt、配置适当的存储和网络、确保节点有足够的资源等。最关键的一点是使用KubeVirt，KubeVirt是一个开源的Kubernetes扩展，用于在Kubernetes集群中管理和运行虚拟机。KubeVirt允许你在同一集群中同时运行容器化应用和虚拟机，从而提供了更大的灵活性和统一的管理平台。

一、KUBEVIRT介绍

KubeVirt是一个开源项目，旨在将虚拟机带入Kubernetes环境。它通过扩展Kubernetes API，使得虚拟机可以作为原生Kubernetes对象进行管理。KubeVirt的核心组件包括Virt-Controller、Virt-Handler和Virt-Launcher，它们共同协作来管理虚拟机的生命周期。Virt-Controller负责管理和调度虚拟机，Virt-Handler负责节点级别的操作，Virt-Launcher则是运行虚拟机的实际进程。通过这些组件，KubeVirt实现了虚拟机的创建、删除、迁移等功能，并与Kubernetes的调度、监控和网络功能无缝集成。

二、KUBEVIRT安装步骤

安装KubeVirt相对简单，可以通过kubectl命令行工具完成。首先，确保你的Kubernetes集群已经安装并运行正常。接下来，执行以下步骤：

添加KubeVirt资源定义：通过kubectl apply命令，将KubeVirt的CRD（Custom Resource Definitions）添加到Kubernetes中。这可以通过官方提供的YAML文件完成。

kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/v0.41.0/kubevirt-operator.yaml kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/v0.41.0/kubevirt-cr.yaml

验证KubeVirt安装：检查KubeVirt的组件是否正确安装并运行。可以通过kubectl get pods命令查看KubeVirt相关的Pod状态。
```
kubectl get pods -n kubevirt
```

安装Virtctl工具：Virtctl是一个命令行工具，用于管理KubeVirt虚拟机。可以从KubeVirt的GitHub页面下载并安装。

wget https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/v0.41.0/virtctl-v0.41.0-linux-amd64 chmod +x virtctl-v0.41.0-linux-amd64 sudo mv virtctl-v0.41.0-linux-amd64 /usr/local/bin/virtctl

三、创建和管理虚拟机

在KubeVirt安装完成后，可以开始创建和管理虚拟机。虚拟机的定义与Kubernetes的Pod定义类似，使用YAML文件描述虚拟机的配置。以下是一个简单的虚拟机配置示例：

apiVersion: kubevirt.io/v1alpha3 kind: VirtualMachine metadata: name: testvm spec: running: true template: spec: domain: devices: disks: - disk: bus: virtio name: containerdisk machine: type: "" resources: requests: memory: 64M volumes: - containerDisk: image: kubevirt/cirros-container-disk-demo name: containerdisk

创建虚拟机：使用kubectl apply命令将虚拟机配置文件应用到Kubernetes集群中。
```
kubectl apply -f testvm.yaml
```
查看虚拟机状态：使用kubectl get vms命令查看虚拟机的状态。
```
kubectl get vms
```
启动和停止虚拟机：可以使用virtctl命令启动和停止虚拟机。
```
virtctl start testvm
virtctl stop testvm
```

四、存储和网络配置

虚拟机的存储和网络配置是运行虚拟机时需要特别注意的两个方面。对于存储，KubeVirt支持多种存储后端，如PVC（Persistent Volume Claim）、HostPath等。以下是配置PVC的示例：

apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: mypvc spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 1Gi

创建PVC：使用kubectl apply命令创建PVC。
```
kubectl apply -f mypvc.yaml
```

在虚拟机中使用PVC：在虚拟机配置文件中引用该PVC。

volumes: - name: mypvc persistentVolumeClaim: claimName: mypvc

网络配置方面，KubeVirt支持多种网络插件，如Flannel、Calico等。可以通过Multus CNI（Container Network Interface）插件实现多网络接口的支持。以下是配置Multus的示例：

安装Multus：通过kubectl apply命令安装Multus。

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/intel/multus-cni/master/images/multus-daemonset.yml

配置网络接口：在虚拟机配置文件中添加网络接口配置。

networks: - name: default pod: {} - name: secondary multus: networkName: my-network

五、资源管理和调度

为了确保虚拟机能够在Kubernetes集群中正常运行，需要合理管理和调度集群资源。可以使用Kubernetes的资源配额（Resource Quotas）和限制（Limit Ranges）来控制虚拟机的资源使用。以下是配置资源配额的示例：

apiVersion: v1 kind: ResourceQuota metadata: name: vm-quota spec: hard: requests.cpu: "2" requests.memory: 2Gi limits.cpu: "4" limits.memory: 4Gi

创建资源配额：使用kubectl apply命令创建资源配额。
```
kubectl apply -f vm-quota.yaml
```

在虚拟机中引用资源配额：在虚拟机配置文件中引用相应的资源请求和限制。

spec: domain: resources: requests: memory: 1Gi cpu: "1" limits: memory: 2Gi cpu: "2"

六、高可用性和容错

为了确保虚拟机的高可用性和容错能力，需要配置适当的策略。KubeVirt支持虚拟机的Live Migration和Failover功能。以下是配置Live Migration的示例：

启用Live Migration：在KubeVirt的配置中启用Live Migration功能。

apiVersion: kubevirt.io/v1alpha3 kind: KubeVirt metadata: name: kubevirt spec: configuration: migrationConfiguration: bandwidthPerMigration: 64Mi completionTimeoutPerGiB: 800 parallelMigrationsPerCluster: 5

触发Live Migration：使用virtctl命令手动触发Live Migration。
```
virtctl migrate testvm
```

Failover功能则需要配置虚拟机的高可用策略，例如PodDisruptionBudget和Node Affinity。

七、监控和日志管理

监控和日志管理是确保虚拟机运行稳定的重要手段。可以使用Prometheus和Grafana等工具对虚拟机进行监控。以下是配置Prometheus的示例：

安装Prometheus：通过Helm Chart安装Prometheus。
```
helm install prometheus stable/prometheus
```

配置Prometheus监控KubeVirt：在Prometheus配置文件中添加KubeVirt的监控指标。

scrape_configs: - job_name: 'kubevirt' static_configs: - targets: ['localhost:9090']

日志管理方面，可以使用ELK（Elasticsearch, Logstash, Kibana）堆栈来收集和分析日志。安装和配置ELK堆栈后，可以通过Filebeat将KubeVirt的日志收集到Elasticsearch中。

八、安全性和隔离

安全性和隔离是虚拟机运行环境中的重要考虑因素。KubeVirt通过使用Kubernetes的RBAC（Role-Based Access Control）和Network Policies来实现安全性和隔离。以下是配置RBAC的示例：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: vm-role
rules:
- apiGroups: ["kubevirt.io"]
  resources: ["virtualmachines"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

创建RBAC角色：使用kubectl apply命令创建RBAC角色。
```
kubectl apply -f vm-role.yaml
```

绑定角色到用户：创建RoleBinding，将角色绑定到特定用户。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: RoleBinding metadata: name: vm-role-binding namespace: default subjects: - kind: User name: "user1" apiGroup: rbac.authorization.k8s.io roleRef: kind: Role name: vm-role apiGroup: rbac.authorization.k8s.io