在容器与虚拟化融合的云原生架构中，KubeVirt凭借“统一K8s技术栈管理容器与虚机”的核心优势，成为企业迁移传统虚拟化 workload 的优选方案。本文基于生产级环境配置，从前期准备、核心组件部署到最终虚拟机创建与验证，提供全流程可复现的实操步骤，帮助读者快速上手KubeVirt虚拟机创建。
一、前置准备：环境校验与基础配置
创建KubeVirt虚拟机的前提是搭建符合要求的K8s集群环境，并完成虚拟化支持、节点隔离等基础配置，这是保障虚机稳定运行的基础。
1.1 硬件与系统环境校验
KubeVirt依赖KVM虚拟化技术，需先在所有计算节点完成硬件虚拟化支持校验：
# 1. 校验CPU是否支持虚拟化（Intel CPU查vmx，AMD CPU查svm）
cat /proc/cpuinfo | grep -E "(vmx|svm)"
# 若有输出则支持虚拟化，无输出则不支持（需开启BIOS/UEFI虚拟化开关）
# 2. 校验KVM模块是否加载
lsmod | grep kvm
# 若未输出，手动加载模块（Intel CPU）
modprobe kvm
modprobe kvm_intel
# AMD CPU执行：modprobe kvm_amd
# 3. 设置KVM模块开机自启
echo "kvm" >> /etc/modules-load.d/kvm.conf
echo "kvm_intel" >> /etc/modules-load.d/kvm.conf # AMD替换为kvm_amd
1.2 节点标签与污点配置（负载隔离）
为避免虚机与容器负载争抢资源，需将特定节点划分为“虚机专属节点”，通过标签标识、污点排斥普通容器：
# 1. 为虚机节点打标签（假设18台节点命名为node-vm-01至node-vm-18）
kubectl label node node-vm-{01..18} node-role.kubernetes.io/virtualization=true
kubectl label node node-vm-{01..18} kubevirt.io/schedulable=true
# 2. 为虚机节点添加污点，阻止普通Pod调度
kubectl taint node node-vm-{01..18} virtualization=true:NoSchedule
1.3 依赖组件版本选型（生产级）
需提前规划好各组件版本，避免兼容性问题，推荐生产环境版本组合如下：
| 组件 | 版本 | 说明 |
|---|---|---|
| 操作系统 | Rocky Linux 8.9 | 稳定且兼容K8s与KubeVirt |
| Kubernetes | 1.28.4 | 通过kubeadm部署，稳定性佳 |
| KubeVirt | 1.1.1 | 功能完善，支持生产级特性 |
| CDI | 1.58.1 | 负责虚机镜像导入与管理 |
| 存储 | Rook-Ceph 1.12.9 | 高性能分布式存储，适配大规模虚机 |
| 网络 | Multus v4.0.2 + OVN-Kubernetes | 支持多网络与VLAN隔离，兼容传统网络架构 |
| # 二、核心组件部署：KubeVirt+存储+网络+CDI |
完成前置准备后，依次部署KubeVirt核心组件、存储（Rook-Ceph）、镜像管理（CDI）与网络（Multus+OVN），构建完整的虚机运行环境。
2.1 部署KubeVirt核心组件
KubeVirt通过Operator模式部署，简化组件管理与版本升级，步骤如下：
# 1. 设置KubeVirt版本
export KUBEVIRT_VERSION=v1.1.1
# 2. 部署KubeVirt Operator
kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/kubevirt-operator.yaml
# 3. 等待Operator就绪（超时300秒）
kubectl wait --for=condition=available --timeout=300s deployment/virt-operator -n kubevirt
# 4. 部署KubeVirt核心组件（通过CR触发）
kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/kubevirt-cr.yaml
# 5. 验证组件运行状态（需所有Pod处于Running状态）
kubectl get pods -n kubevirt
期望输出（核心组件示例）：
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
virt-api-7d5c9b8c8b-4x7k9 1/1 Running 0 5m
virt-api-7d5c9b8c8b-8j2m3 1/1 Running 0 5m
virt-controller-6c7d8f9b7-2k4n5 1/1 Running 0 5m
virt-controller-6c7d8f9b7-9x8m2 1/1 Running 0 5m
virt-handler-4k2j8 1/1 Running 0 4m # 每个节点1个
2.2 KubeVirt生产级配置优化
默认配置不适用于大规模虚机场景，需通过修改KubeVirt CR优化迁移、网络、资源等配置：
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: KubeVirt
metadata:
name: kubevirt
namespace: kubevirt
spec:
certificateRotateStrategy: {}
configuration:
developerConfiguration:
featureGates:
- LiveMigration # 支持热迁移
- HotplugVolumes # 支持卷热插拔
- HotplugNICs # 支持网卡热插拔
- Snapshot # 支持虚机快照
- VMExport # 支持虚机导出
- ExpandDisks # 支持磁盘扩容
- GPU # 支持GPU透传
migrations:
parallelMigrationsPerCluster: 10 # 集群级并行迁移数
parallelOutboundMigrationsPerNode: 4 # 单节点出站并行迁移数
bandwidthPerMigration: 1Gi # 每迁移带宽限制
completionTimeoutPerGiB: 800 # 每GiB数据迁移超时
allowAutoConverge: true # 自动收敛迁移
allowPostCopy: true # 支持PostCopy迁移（加速）
network:
defaultNetworkInterface: bridge # 默认网络接口类型
permitBridgeInterfaceOnPodNetwork: true
supportedGuestAgentVersions: # 支持的Guest Agent版本
- "4.*"
- "5.*"
customizeComponents:
patches:
# 增加virt-controller副本数（高可用）
- resourceType: Deployment
resourceName: virt-controller
patch: '{"spec":{"replicas":3}}'
type: strategic
# 增加virt-api副本数（高可用）
- resourceType: Deployment
resourceName: virt-api
patch: '{"spec":{"replicas":3}}'
type: strategic
imagePullPolicy: IfNotPresent
workloadUpdateStrategy:
workloadUpdateMethods:
- LiveMigrate # 组件更新时通过热迁移保障虚机可用性
应用优化配置：
kubectl apply -f kubevirt-optimize.yaml
2.3 部署存储：Rook-Ceph（高性能分布式存储）
存储是虚机运行的核心依赖，推荐使用Rook-Ceph提供分布式块存储，步骤如下：
2.3.1 部署Rook-Ceph Operator
# 1. 克隆Rook仓库（指定版本分支）
git clone --single-branch --branch v1.12.9 https://github.com/rook/rook.git
cd rook/deploy/examples
# 2. 部署CRDs、基础配置与Operator
kubectl create -f crds.yaml -f common.yaml -f operator.yaml
# 3. 等待Operator就绪（超时600秒）
kubectl -n rook-ceph wait --for=condition=available --timeout=600s deployment/rook-ceph-operator
2.3.2 部署Ceph集群
创建Ceph集群配置文件cluster.yaml（适配3个存储节点，使用NVMe磁盘）：
apiVersion: ceph.rook.io/v1
kind: CephCluster
metadata:
name: rook-ceph
namespace: rook-ceph
spec:
dataDirHostPath: /var/lib/rook # 主机数据存储路径
cephVersion:
image: quay.io/ceph/ceph:v18.2.1 # Ceph版本
allowUnsupported: false
mon:
count: 3 # 3个mon节点（高可用）
allowMultiplePerNode: false
volumeClaimTemplate:
spec:
storageClassName: local-storage
resources:
requests:
storage: 50Gi
mgr:
count: 2 # 2个mgr节点（高可用）
modules:
- name: pg_autoscaler # 自动扩缩容PG
enabled: true
- name: prometheus # 监控集成
enabled: true
dashboard:
enabled: true # 启用Ceph Dashboard
ssl: true
storage:
useAllNodes: false
useAllDevices: false
config:
osdsPerDevice: "1"
encryptedDevice: "false"
nodes: # 存储节点配置（3个节点，每个节点4块NVMe磁盘）
- name: "storage-node-01"
devices:
- name: "nvme0n1"
- name: "nvme1n1"
- name: "nvme2n1"
- name: "nvme3n1"
- name: "storage-node-02"
devices:
- name: "nvme0n1"
- name: "nvme1n1"
- name: "nvme2n1"
- name: "nvme3n1"
- name: "storage-node-03"
devices:
- name: "nvme0n1"
- name: "nvme1n1"
- name: "nvme2n1"
- name: "nvme3n1"
resources: # 资源限制（根据实际环境调整）
mgr:
limits:
cpu: "2"
memory: "2Gi"
requests:
cpu: "1"
memory: "1Gi"
mon:
limits:
cpu: "2"
memory: "2Gi"
requests:
cpu: "1"
memory: "1Gi"
osd:
limits:
cpu: "4"
memory: "8Gi"
requests:
cpu: "2"
memory: "4Gi"
priorityClassNames: # 优先级配置（保障核心组件运行）
mon: system-node-critical
osd: system-node-critical
mgr: system-cluster-critical
部署Ceph集群并验证：
# 1. 部署Ceph集群
kubectl apply -f cluster.yaml
# 2. 等待Ceph集群就绪（需耐心等待，约10-20分钟）
kubectl -n rook-ceph wait --for=condition=Ready --timeout=1200s cephcluster/rook-ceph
# 3. 验证Ceph集群状态（health为HEALTH_OK即正常）
kubectl -n rook-ceph exec -it deploy/rook-ceph-tools -- ceph status
2.3.3 创建虚机专用StorageClass
创建Ceph块池与StorageClass，供虚机磁盘动态挂载：
---
# 创建Ceph块池（3副本，高可用）
apiVersion: ceph.rook.io/v1
kind: CephBlockPool
metadata:
name: replicapool-vm
namespace: rook-ceph
spec:
failureDomain: host
replicated:
size: 3
requireSafeReplicaSize: true
parameters:
compression_mode: aggressive # 启用激进压缩（节省空间）
---
# 创建StorageClass（虚机专用）
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: rook-ceph-block-vm
provisioner: rook-ceph.rbd.csi.ceph.com
parameters:
clusterID: rook-ceph
pool: replicapool-vm
imageFormat: "2"
imageFeatures: layering,fast-diff,object-map,deep-flatten,exclusive-lock # 优化性能
csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-name: rook-csi-rbd-provisioner
csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-namespace: rook-ceph
csi.storage.k8s.io/controller-expand-secret-name: rook-csi-rbd-provisioner
csi.storage.k8s.io/controller-expand-secret-namespace: rook-ceph
csi.storage.k8s.io/node-stage-secret-name: rook-csi-rbd-node
csi.storage.k8s.io/node-stage-secret-namespace: rook-ceph
csi.storage.k8s.io/fstype: ext4
reclaimPolicy: Delete # 删除虚机时自动删除磁盘
allowVolumeExpansion: true # 支持磁盘扩容
volumeBindingMode: Immediate应用配置并验证：
kubectl apply -f ceph-storageclass-vm.yaml
# 验证StorageClass（provisioner正确，且为默认可选项）
kubectl get sc
2.4 部署CDI：虚机镜像导入与管理
CDI（Containerized Data Importer）负责将ISO、qcow2等格式的虚机镜像导入K8s存储，为虚机提供镜像源，部署步骤如下：
# 1. 设置CDI版本
export CDI_VERSION=v1.58.1
# 2. 部署CDI Operator与CR
kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/containerized-data-importer/releases/download/${CDI_VERSION}/cdi-operator.yaml
kubectl apply -f https://github.com/kubevirt/containerized-data-importer/releases/download/${CDI_VERSION}/cdi-cr.yaml
# 3. 等待CDI就绪（超时300秒）
kubectl wait --for=condition=available --timeout=300s deployment/cdi-deployment -n cdi
# 4. 验证CDI组件
kubectl get pods -n cdi
2.5 部署网络：Multus+OVN-Kubernetes（支持VLAN隔离）
KubeVirt虚机需接入传统VLAN网络时，需通过Multus实现多网络接入，OVN-Kubernetes实现二层网络转发，步骤如下：
2.5.1 部署Multus CNI
# 部署Multus（支持多网络接口）
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/k8snetworkplumbingwg/multus-cni/v4.0.2/deployments/multus-daemonset-thick.yml
# 验证Multus运行状态
kubectl get pods -n kube-system -l app=multus
2.5.2 配置OVN-Kubernetes与VLAN网络
创建NetworkAttachmentDefinition（NAD），定义VLAN网络（以VLAN 100生产网、VLAN 200数据库网为例）：
---
# VLAN 100 生产网络
apiVersion: k8s.cni.cncf.io/v1
kind: NetworkAttachmentDefinition
metadata:
name: vlan100-production
namespace: vm-production # 虚机所属命名空间
spec:
config: |
{
"cniVersion": "0.3.1",
"name": "vlan100-production",
"type": "ovn-k8s-cni-overlay",
"topology": "localnet",
"netAttachDefName": "vm-production/vlan100-production",
"vlanID": 100, # 对应物理网络VLAN ID
"mtu": 9000, # 巨帧配置（提升性能）
"subnets": "10.100.0.0/16" # 网络网段
}
---
# VLAN 200 数据库网络
apiVersion: k8s.cni.cncf.io/v1
kind: NetworkAttachmentDefinition
metadata:
name: vlan200-database
namespace: vm-production
spec:
config: |
{
"cniVersion": "0.3.1",
"name": "vlan200-database",
"type": "ovn-k8s-cni-overlay",
"topology": "localnet",
"netAttachDefName": "vm-production/vlan200-database",
"vlanID": 200,
"mtu": 9000,
"subnets": "10.200.0.0/16"
}
在每个节点配置OVS桥接映射（关联物理网卡与VLAN桥）：
# 1. 设置OVN桥接映射（所有节点执行）
ovs-vsctl set Open_vSwitch . external-ids:ovn-bridge-mappings="physnet-vlan100:br-vlan100,physnet-vlan200:br-vlan200"
# 2. 创建VLAN桥
ovs-vsctl add-br br-vlan100
ovs-vsctl add-br br-vlan200
# 3. 绑定物理网卡子接口到桥（ens2f0为物理网卡，根据实际调整）
ovs-vsctl add-port br-vlan100 ens2f0.100 tag=100
ovs-vsctl add-port br-vlan200 ens2f0.200 tag=200
应用网络配置并验证：
# 创建虚机命名空间
kubectl create ns vm-production
# 应用NAD配置
kubectl apply -f ovn-vlan-nad.yaml
# 验证NetworkAttachmentDefinition
kubectl get nad -n vm-production
三、创建虚拟机：从镜像导入到虚机启动
完成所有基础组件部署后，即可通过CDI导入虚机镜像，再创建VirtualMachine（VM）资源，最终启动虚拟机。本节以导入CentOS 7 qcow2镜像、创建1台生产环境虚机为例。
3.1 导入虚机镜像（通过CDI）
使用CDI的DataVolume资源导入镜像，支持从HTTP/HTTPS地址、本地文件等方式导入，此处以HTTP导入为例：
apiVersion: cdi.kubevirt.io/v1beta1
kind: DataVolume
metadata:
name: centos7-base-image
namespace: vm-production
spec:
storage:
resources:
requests:
storage: 50Gi # 镜像存储大小
storageClassName: rook-ceph-block-vm # 关联虚机专用存储类
accessModes:
- ReadWriteOnce
source:
http:
url: "https://mirrors.aliyun.com/centos-cloud/centos/7/images/CentOS-7-x86_64-GenericCloud-2009.qcow2" # 阿里云CentOS 7镜像地址
应用配置并监控镜像导入状态：
kubectl apply -f centos7-datavolume.yaml
# 查看DataVolume状态（Phase变为Succeeded即导入完成）
kubectl get dv -n vm-production -w
# 导入完成后，查看对应的PVC（DataVolume会自动创建PVC）
kubectl get pvc -n vm-production
3.2 创建虚拟机配置文件
创建VirtualMachine资源配置文件centos7-vm.yaml，指定镜像、网络、资源、节点调度等信息：
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
name: centos7-production-01
namespace: vm-production
spec:
running: true # 创建后自动启动
template:
metadata:
labels:
kubevirt.io/vm: centos7-production-01
spec:
nodeSelector:
# 调度到虚机专属节点
node-role.kubernetes.io/virtualization: "true"
volumes:
# 系统盘（关联导入的CentOS 7镜像）
- name: centos7-root
dataVolume:
name: centos7-base-image
# 临时存储（emptyDir）
- name: cloud-init
cloudInitNoCloud:
userData: |
#cloud-config
users:
- name: admin
ssh-authorized-keys:
- ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQ... # 替换为自己的SSH公钥
sudo: ['ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL']
hostname: centos7-prod-01
manage_etc_hosts: true
domain:
cpu:
cores: 4 # CPU核心数
sockets: 1
threads: 1
resources:
requests:
cpu: 4
memory: 8Gi
limits:
cpu: 4
memory: 8Gi
devices:
disks:
- name: centos7-root
disk:
bus: virtio # 磁盘总线类型（virtio性能最优）
- name: cloud-init
disk:
bus: virtio
interfaces:
# 接入VLAN 100生产网络
- name: vlan100-production
bridge: {} # 使用桥接模式
networkInterfaceMultiqueue: true # 启用多队列（提升网络性能）
networks:
- name: vlan100-production
multus:
networkName: vm-production/vlan100-production # 关联NAD配置关键配置说明：
nodeSelector：确保虚机调度到专属虚机节点，避免资源争抢；
volumes：通过dataVolume关联导入的镜像，cloudInit配置SSH密钥与主机名，实现免密码登录；
domain：定义CPU、内存资源，根据业务需求调整；
networks：通过multus关联VLAN 100网络，实现与传统生产网络互通。
3.3 启动虚拟机并验证
# 1. 应用虚机配置，创建并启动虚机
kubectl apply -f centos7-vm.yaml
# 2. 查看虚机状态（Phase为Running即启动成功）
kubectl get vm -n vm-production
kubectl get vmi -n vm-production # VMI是虚机实例，实际运行的资源
# 3. 查看虚机对应的Pod（每个虚机对应1个virt-launcher Pod）
kubectl get pods -n vm-production -l kubevirt.io/vm=centos7-production-01
# 4. 查看虚机IP（通过virtctl工具，需提前安装）
# 安装virtctl（与KubeVirt版本一致）
export KUBEVIRT_VERSION=v1.1.1
curl -L -o virtctl https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/virtctl-${KUBEVIRT_VERSION}-linux-amd64
chmod +x virtctl
mv virtctl /usr/local/bin/
# 获取虚机IP
virtctl expose vm centos7-production-01 -n vm-production --port=22 --target-port=22 --name=vm-ssh
kubectl get svc -n vm-production # 查看暴露的SSH服务IP
3.4 登录虚拟机验证功能
# 通过SSH登录虚机（替换为实际IP）
ssh admin@10.100.0.10
# 验证网络连通性
ping 网关IP
ping 外网IP（如223.5.5.5）
# 验证磁盘挂载
df -h
# 验证资源使用
top
四、常见问题排查
4.1 虚机启动失败（virt-launcher Pod异常）
查看Pod日志定位问题：
kubectl logs -n vm-production 虚机Pod名称 -c virt-launcher
常见原因：
节点未开启虚拟化：重新检查CPU虚拟化配置与KVM模块；
存储类不存在或不可用：验证rook-ceph-block-vm是否正常；
网络配置错误：检查NAD配置与OVS桥接映射。
4.2 虚机无法获取IP
排查步骤：
验证Multus与OVN组件是否正常运行；
检查NAD配置中的VLAN ID与物理网络是否一致；
查看虚机内部网络配置：virtctl console 虚机名称 -n 命名空间。
4.3 镜像导入缓慢或失败
排查步骤：
检查CDI组件状态：kubectl get pods -n cdi；
查看DataVolume导入日志：kubectl describe dv 镜像名称 -n 命名空间；
更换镜像源（如使用国内阿里云、华为云镜像源）。
五、总结
基于KubeVirt创建虚拟机的核心流程可概括为“环境准备→组件部署→镜像导入→虚机创建”，其中环境校验（虚拟化支持、节点隔离）与核心组件（存储、网络）的稳定性是关键。本文基于生产级配置，提供了全流程实操步骤，读者可根据实际环境调整资源规格、网络配置等参数。通过KubeVirt，企业可实现容器与虚机的统一管理，降低运维复杂度，为传统虚拟化 workload 的云原生迁移提供可行路径。
（注：文档部分内容可能由 AI 生成）