Virtualization – Getting Started

Jan Kuparinen Version F34 onwards Last review: 2020-11-28 Needs Review!

Fedora uses the libvirt family of tools as its virtualization solution.

ハードウェア仮想化サポートの有効化

このセクションでは、システム上での libvirt のセットアップについて説明します。libvirt をセットアップすると、仮想化ゲスト OS (仮想マシンとも呼ばれます) を作成できるようになります。

システム要件

Fedora で仮想化を実行するには、以下が必要です:

ゲストごとに少なくとも 600 MB のハードディスクストレージ。最小限のコマンドライン Fedora システムには 600 MB のストレージが必要です。標準的な Fedora デスクトップゲストは少なくとも 3 GB の容量を必要とします。
ゲストごとに少なくとも 256 MB の RAM と、ベースオペレーティングシステム用に 256 MB の RAM。最新のオペレーティングシステムの各ゲストには、少なくとも 756 MB を推奨します。これを見積もる良い方法は、通常のオペレーティングシステムに必要なメモリ量を考え、その量を仮想化ゲストに割り当てることです。

KVM には、ほとんどのコンシューマー向け CPU に搭載されている仮想化拡張機能を備えた CPU が必要です。これらの拡張機能は、Intel VT または AMD-V と呼ばれます。CPU がサポートされているかどうかを確認するには、以下のコマンドを実行します:

$ egrep '^flags.*(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

このコマンドを実行しても何も表示されない場合は、システムが該当する仮想化拡張機能をサポートしていません。その場合でも QEMU/KVM を使用できますが、エミュレータはソフトウェア仮想化にフォールバックし、はるかに遅くなります。

Installing virtualization software

When installing Fedora, you can install the virtualization packages by selecting Virtualization in the Base Group in the installer.

For existing Fedora installations, you can install the virtualization tools via the command line using the Virtualization Package Group. To view the packages, run:

$ dnf groupinfo virtualization

Group: Virtualization
 Description: These packages provide a graphical virtualization environment.
 Mandatory Packages:
   virt-install
 Default Packages:
   libvirt-daemon-config-network
   libvirt-daemon-kvm
   qemu-kvm
   virt-manager
   virt-viewer
 Optional Packages:
   libguestfs-tools
   python3-libguestfs
   virt-top

Run the following command to install the mandatory and default packages in the virtualization group:
```
# sudo dnf install @virtualization
```
Alternatively, to install the mandatory, default, and optional packages, run:
```
# sudo dnf group install --with-optional virtualization
```
After the packages install, start the libvirtd service:
```
# sudo systemctl start libvirtd
```
To start the service on boot, run:
```
# sudo systemctl enable libvirtd
```
To verify that the KVM kernel modules are properly loaded:
```
$ lsmod | grep kvm
kvm_amd               114688  0
kvm                   831488  1 kvm_amd
```
If this command lists kvm_intel or kvm_amd, KVM is properly configured.

Networking Support

By default, libvirt will create a private network for your guests on the host machine. This private network will use a 192.168.x.x subnet and not be reachable directly from the network the host machine is on. However, virtual guests can use the host machine as a gateway and can connect out via it. If you need to provide services on your guests that are reachable via other machines on your host network you can use iptables DNAT rules to forward in specific ports, or you can set up a bridged environment.

See the libvirt networking setup page for more information on how to setup a bridged network.

仮想マシンを作成中

Anaconda を使用した Fedora ゲストのインストールがサポートされています。インストールは、コマンドラインで virt-install プログラムを使うか、ユーザーインターフェイスプログラム virt-manager で開始できます。

Creating a guest with virt-install

virt-install は仮想化ゲストを作成するためのコマンドラインベースのツールです。コマンドラインヘルプを見るには virt-install --help を実行するか、マニュアルページを man 1 virt-install で見ることができます。

To use the virt-install command, you should first download an ISO of the Fedora version you wish to install. You can find the latest Fedora images at https://getfedora.org. This ISO is only needed during Fedora installation, and can be deleted to free up storage space afterwards if desired.

In this example we’ll use Fedora Workstation.

Planning VM Resources

利用可能なリソースに応じて、ram、vcpus、ディスクサイズのパラメーターを調整します。

Storage: An easy way to check your disk size from a bash shell is using the df(1)` utility from the shell:
```
# df -h
```
メモリ: シェルから free(1) を使って利用可能なメモリをチェックできます:
```
# free -m
```
VCPU: lscpu(1) を使ってプロセッサの情報をチェックできます:
```
# lscpu
```

When allocating resources to your VM, keep in mind the minimum system requirements for the version of Fedora you are installing as well as your use case requirements. For Fedora 40, you can find this in the Release Notes.

Create Storage for the VM

The libvirt default storage pool is located at `/var/lib/libvirt/images - which is the parent file path we use in this example. For individuals who are lacking enough storage in that path, you can simply mount a new disk or partition to that directory path (from the BASH shell, type man 1 mount) or select a new path. In the example virt-install command below, the disk did not exist prior to running virt-install. When the specified disk is not pre-existing, you must specify the size so virt-install can create a disk for you. If your disk already exists, you can safely remove the ,size=20 parameter from the disk argument.

You have several disk storage options for your VM. While it’s outside the scope of this article to discuss these in detail, the following are a few common options. These examples use 20G as the upper limit for disk size, but you can adjust this size to fit your needs.

繰り返しますが、以下に示す virt-install の例で size パラメータを指定する場合、以下に示す例のオプションを使用して手動でストレージを割り当てる必要はありません。

Raw File (Non-Sparse)

To create a fully allocated (non-sparse) raw file:

# sudo dd if=/dev/zero of=/var/lib/libvirt/images/guest.img bs=1M count=20480

you can also use fallocate(1):

# sudo fallocate -l 20480M /var/lib/libvirt/images/guest.img

Raw File (Sparse)

To create a dynamically allocated (sparse) raw file:

# sudo rm -f /var/lib/libvirt/images/guest.img
# sudo truncate --size=20480M /var/lib/libvirt/images/guest.img

QCOW2 To create a new qcow2-formatted disk separately, you can use qemu-img (the example below specifies a disk size of 20G):

# sudo qemu-img create -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/guest.qcow2 20480

More information about libvirt storage options can be found at https://libvirt.org/storage.html.

Finally, run the virt-install command using the following format (adjusting parameters as needed):

# sudo virt-install --name Fedora40 \
--description 'Fedora 40 Workstation' \
--ram 4096 \
--vcpus 2 \
--disk path=/var/lib/libvirt/images/Fedora-Workstation-40/Fedora-Workstation-40-20180518.0.x86_64.qcow2,size=20 \
--os-type linux \
--os-variant fedora40 \
--network bridge=virbr0 \
--graphics vnc,listen=127.0.0.1,port=5901 \
--cdrom /var/lib/libvirt/images/Fedora-Workstation-40/Fedora-Workstation-Live-x86-64-40-1.1.iso \
--noautoconsole

Note: For the graphics parameter, we’re setting the vnc listener to localhost because it’s more secure to tunnel your VNC connection through SSH so that you don’t expose VNC to everyone with access to the network.

virt-install can use kickstart files, for example, virt-install -x ks=kickstart-file-name.ks.

If graphics were enabled, a VNC window will open and present the graphical installer. If graphics were not enabled, a text installer will appear. Proceed with the Fedora installation.

Creating a guest with virt-manager

Start Virtual Machine Manager by navigating to Applications System Tools, or by running the following command:
```
# sudo virt-manager
```
Open a connection to a hypervisor by navigating to File Add connection.
Choose qemu for KVM, or Xen for Xen.
Choose local or select a method to connect to a remote hypervisor.
After a connection is opened, click the new icon next to the hypervisor, or right-click on the active hypervisor and select New.
Configure the virtual machine following the steps in the New VM wizard.
Click Finish at the end of the wizard to provision the guest operating system. After a few moments a VNC window will appear. Proceed with the Fedora installation.

仮想マシン管理

ゲストオペレーティングシステムのインストールが完了したら、virt-manager プログラムを使うか、または virsh を使ってコマンドラインから管理することができます。

virt-manager によるゲストの管理

Start the Virtual Machine Manager by navigating to menu:[Applications]System Tools, or run:
```
# virt-manager
```
root でない場合、root パスワードを入力するようプロンプトが表示されます。
Choose the host you wish to manage and click Connect in the Open Connection dialog window.
仮想マシンのリストがメインウィンドウに表示されます。実行中のゲストには「>」アイコンが表示されます。実行されていないゲストはグレーアウトされます。
To manage a particular guest, double click on it, or right click and select Open.
ゲストの新しいウィンドウが開き、コンソールを使用したり、仮想ハードウェアの情報を見たり、起動、停止、一時停止したりできます。

virt-manager の詳細については、https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_enterprise_linux/7/html/virtualization_deployment_and_administration_guide/sect-creating_guests_with_virt_manager[RedHat virt-manager guide] を参照してください。

virt-manager ツールのバグは、https://bugzilla.redhat.com[Bugzilla] で virt-manager コンポーネントに対して報告してください。

Managing guests with virsh

The virsh command-line utility allows you to manage virtual machines on the command line. The virsh utility is built around the libvirt management API:

virsh has a stable set of commands whose syntax and semantics are preserved across updates to the underlying virtualization platform.
virsh can be used as an unprivileged user for read-only operations (e.g. listing domains, listing domain statistics).
virsh can manage domains running under Xen, QEMU/KVM, ESX, or other back-ends with no perceptible difference to the user.

To start a virtual machine:

# virsh create <name of virtual machine>

To list the virtual machines currently running:

# virsh list

To list all virtual machines, running or not:

# virsh list --all

To gracefully power off a guest:

# virsh shutdown <virtual machine (name | id | uuid)>

To non gracefully power off a guest:

# virsh destroy <virtual machine (name | id | uuid)>

To save a snapshot of the machine to a file:

# virsh save <virtual machine (name | id | uuid)> <filename>

To restore a previously saved snapshot:

# virsh restore <filename>

To export the configuration file of a virtual machine:

# virsh dumpxml <virtual machine (name | id | uuid)

For a complete list of commands available for use with virsh:

# virsh help

Or consult the manual page: man virsh.

Bugs in the virsh tool should be reported in Bugzilla against the libvirt component.

Remote management

The following remote management options are available:

If using non-root users via SSH, see the setup instructions in https://wiki.libvirt.org/page/SSHSetup
If using root for access via SSH, then create SSH keys for root, and use ssh-agent and ssh-add before launching virt-manager.
To use TLS, set up a local certificate authority and issue x509 certs to all servers and clients. For information on configuring this option, see https://wiki.libvirt.org/page/TLSSetup.

その他の仮想化オプション

libvirt を使用しない QEMU/KVM

QEMU/KVM は libvirt なしで直接起動できますが、virt-manager、virt-install、virsh などのツールは使えません。(KVMなしの)プレーンなQEMUは、ARMやPowerPCのような他のプロセッサアーキテクチャも仮想化できます。

Xen

Fedora は Xen ゲストオペレーティングシステムとして実行することができ、Xen ホストとしても使用できます（後者は Fedora 16 以降で有効です。以前のバージョンの Fedora を Xen ホストとして使用するには、https://myoung.fedorapeople.org/dom0 にある実験的なリポジトリをチェックしてください）。 Fedora Xen ホストのインストールとセットアップ方法については、Xen Project wiki の Fedora Host Installation ページを参照してください。

OpenStack

OpenStackは、IaaS（Infrastructure as a Service）クラウドを実行するための多くのサービスで構成されており、オブジェクト・ストア（Swift）、コンピュート（Nova）、イメージ（Glance）の各サービスがあります。

OpenNebula

OpenNebula はデータセンター仮想化のためのオープンソースのツールキットです。

oVirt

oVirtプロジェクトはオープンな仮想化プロジェクトで、高可用性、ライブマイグレーション、ストレージ管理、システムスケジューラなど、ホストとゲストのための高度な機能を備えたエンドツーエンドのサーバー仮想化管理システムを提供しています。

トラブルシューティングと既知の問題

First take a look at the well-known common issues. Replace the version number by the version you are actually using.

For troubleshooting tips, see Virtualization – How to Debug Issues

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