Virtualiser un système d'exploitation sous Linux [WikiElosys]

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{{tag>kvm libvirt}}
====== Virtualiser un système d'exploitation sous Linux ======

''libvirt''  permet de  créer et  de gérer  des machines  virtuelles sous
Linux.https://wiki.elosys.net/doku.php?id=system_administration:automation:virtualiser_avec_kvm&do=

Dans  cette  page   nous  allons  voir  comment   créer  des  machines
virtuelles, comment les cloner et comment les mettre sur le réseau LAN
pour qu'elles soient accessibles comme une machine physique.

===== Installation de libvirt =====

L'installation  de libvirt  sur  debian  nécessite l'installation  des
paquets suivants :

<code bash>
sudo apt-get install \
     qemu-kvm \
     libvirt-clients \
     libvirt-clientsqemu-utils \
     libvirt-daemon-system \
     virt-manager \
     qemu-system \
     --os-variant \ #Pour connaître les systèmes d'exploitation disponibles, utilise la commande : --os-variant list
</code>

L'utilisateur souhaitant utiliser les commandes de libvirt doit
appartenir au group ''kvm''.

<code bash>
sudo adduser $USER kvm
sudo adduser $USER libvirt
</code>

Libvirt  **fournit** deux  types  d'accès. Le  défaut appelée  ''session''
n'offre qu'un accès limité aux ressources réseau du système.

La commande suivante nous connecte à un accès privilégié.

<code bash>
export LIBVIRT_DEFAULT_URI="qemu:///system"
</code>

L'ajout  de la  commande précédent  à  la fin  du fichier  ''~/.bashrc''
activera cet accès par défaut.

===== Modifiez la Configuration de Libvirt pour Accorder les Permissions =====
Vous devez éditer le fichier ''/etc/libvirt/qemu.conf'' ,décommentez et modifiez les lignes relatives aux groupes et utilisateurs
<code bash>
user = "libvirt-qemu"
group = "kvm"
</code>
Vous pouvez également ajouter votre utilisateur au groupe libvirt-qemu si ce n'est pas déjà fait :
<code bash>
sudo usermod -aG libvirt-qemu $USER
</code>
Assurez-vous que les permissions sur les fichiers ISO sont correctes puis  Redémarrez les Services libvirtd
<code bash>
sudo chown root:kvm /tmp/debian-11.2.0-amd64-netinst.iso
sudo chmod 644 /tmp/debian-11.2.0-amd64-netinst.iso
</code>


===== Créer une machine virtuelle =====

Avec la commande  suivante nous créons une machine  virtuelle de 512Mo
de RAM avec un disque dur virtuel de 8G à partir d'un CD netinst de la
distribution debian.

<code bash>
# Télécharger le CD d'installation s'il n'est pas disponible
[ ! -f /tmp/debian-11.2.0-amd64-netinst.iso ] \
    && wget https://cdimage.debian.org/debian-cd/current/amd64/iso-cd/debian-11.2.0-amd64-netinst.iso \
            -O /tmp/debian-11.2.0-amd64-netinst.iso


iso=/tmp/debian-11.2.0-amd64-netinst.iso

# Lancer l'installation du système d'exploitation 
# sur une machine virtuelle de 512 Mo de RAM nommée deby 
virt-install \
    --virt-type kvm \
    --name=deby \
    --disk size=8 \
    --ram=512 \
    --vcpus=1 \
    --graphics vnc \
    --console pty,target_type=serial \
    --cdrom $iso
</code>

À  la fin  de  l'installation,  la commande  ''virsh  list --all''  nous
indique la présence de la machine et son état.

<cli>
# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 -     deby                           shut off

#
</cli>



Pour démarrer la machine ''deby'' on appellera simplement :

<cli>
# virsh start deby
Domain deby started

# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 1     deby                           running

#
</cli>

===== Connexion à une machine virtuelle =====

Les machines créées avec libvirt sont connectées à un réseau virtuel.

Le réseau virtuel crée par libvirt porte le nom ''default''.

Le réseau  virtuel de libvirt  se charge  de l'attribution des  IP aux
machines virtuelles qui s'y connectent.

Le  réseau  virtuel  de  libvirt  se  charge  également  de  la
résolution des noms  des machines (On en verra  une démonstration dans
Communication entre les machines).

Le réseau ''default'' de libvirt  attribue aux machines des IP comprises
dans l'espace ''192.168.122.0/24''

On peut connaître  l'adresse IP attribuée à la machine  ''deby'' avec la
commande :

<cli>
# virsh net-dhcp-leases default
 Expiry Time          MAC address        Protocol  IP address                Hostname        Client ID or DUID
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 2018-12-21 15:34:30  52:54:00:55:bf:73  ipv4      192.168.122.91/24         deby            -

# ssh admin@192.168.122.91
[...]

admin@deby:~$
</cli>


On peut éteindre une machine virtuelle avec :

<cli>
# virsh shutdown deby
Domain deby is being shutdown

# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 -     deby                           shut off

#
</cli>



Remarques:
  * Il est nécessaire  que la machine ''deby'' soit  éteinte pour réaliser les opérations dans la prochaine partie de ce document.

===== Création d'une template pour le clone =====

Il n'est pas nécessaire d'installer un système d'exploitation à chaque
fois  qu'on   souhaite  créer  une  machine   virtuelle.  La  commande
''virt-clone'' nous permet de copier une machine.

Nous allons utiliser ''deby'' comme un modèle (template) à cloner.

Pour créer une template à partir de ''deby'', on va

  * Copier ''deby'' en ''deby-template'' avec la commande ''virt-clone'' (lire le man virt-clone)

<cli>
# virt-clone --original deby --name deby-template --file /var/lib/libvirt/images/deby-template.qcow2
Allocation de « deby-template.qcow2 »                                 | 8.0 GB  00:00:40

Le clone « deby-template » est créé avec succès.
</cli>

  * Nettoyer ''deby-template'' avec la commande ''virt-sysprep'' (lire le man virt-sysprep)

<cli>
# virt-sysprep -d deby-template --firstboot-command 'dpkg-reconfigure openssh-server'
[   0,0] Examining the guest ...
[...]
[  12,4] Performing "bash-history" ...
[...]
[  13,0] Performing "ssh-hostkeys" ...
[  13,1] Performing "ssh-userdir" ...
[...]
[  13,3] Installing firstboot command: dpkg-reconfigure openssh-server
[...]
</cli>

===== Créer de nouvelles machines avec virt-clone =====

Une  fois  la  template  préparée, nous  pouvons  créer  de  nouvelles
machines  virtuelles sans  passer par  la procédure  d'installation du
système d'exploitation.

La  commande suivante  crée  une nouvelle  machine  virtuelle  nommée
''dev-two'' à partir de ''deby-template''.

<cli>
# virt-clone -o deby-template -n dev-two -f /var/lib/libvirt/images/dev-two.qcow2
Allocation de « dev-two.qcow2 »                                       | 8.0 GB  00:00:39

Le clone « dev-two » est créé avec succès.

# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 -     deby                           shut off
 -     deby-template                  shut off
 -     dev-two                        shut off
</cli>


Nous pouvons modifier le hostname de la machine ''dev-two'' sans avoir à
la démarrer avec la commande suivante.

<cli>
# virt-customize -d dev-two --hostname dev-two
[   0,0] Examining the guest ...
[  14,9] Setting a random seed
[  15,0] Setting the hostname: dev-two
[  18,3] Finishing off

#
</cli>


Démarrer et se connecter à ''dev-two'' doit vous être familier maintenant.

<cli>
# virsh start dev-two
Domain dev-two started

# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 3     dev-two                        running
 -     deby                           shut off
 -     deby-template                  shut off

# virsh net-dhcp-leases default
 Expiry Time          MAC address        Protocol  IP address                Hostname        Client ID or DUID
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 2018-12-21 15:37:30  52:54:00:c8:56:53  ipv4      192.168.122.88/24         dev-two         -

# ssh admin@192.168.122.88
[...]

admin@dev-two:~$
</cli>

===== Communication entre les machines =====

Comme indiqué dans Connexion à une machine virtuelle, le réseau auquel
se connectent les  machines virtuelles se charge de  la résolution des
noms.

Pour le tester, nous allons démarrer la machine ''deby'' et depuis cette
machine se connecter à la machine  ''dev-two'' en n'indiquant que le nom
d'hôte.

<cli>
# virsh start deby
Domain deby started

# virsh list --all
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 3     dev-two                        running
 2     deby                           running
 -     deby-template                  shut off

# virsh net-dhcp-leases default
 Expiry Time          MAC address        Protocol  IP address                Hostname        Client ID or DUID
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 2018-12-21 15:37:30  52:54:00:c8:56:53  ipv4      192.168.122.88/24         dev-two         -
 2018-12-21 15:38:30  52:54:00:55:bf:73  ipv4      192.168.122.91/24         deby            -

# ssh admin@192.168.122.91
[...]

admin@deby:~$ ssh dev-two
[...]

admin@dev-two:~$
</cli>

===== Mettre des machines virtuelles dans le LAN du router physique =====

==== Configurer l'hôte ====

Les  machines virtuelles  ne sont  pas  accessibles depuis  le LAN  du
router physique dans la configuration vue jusque-là.

Pour les incorporer dans le  réseau de portée ''192.168.1.0/24'' il faut
passer par  un **bridge** connecté  à l'interface réseau physique  de la
machine hôte.

La  création du  bridge sur  la  machine hôte  peut se  faire avec  la
commande ''brctl'' (installer le paquet ''bridge-utils'' si cette commande
n'est pas disponible sur le système)

<cli># brctl addbr br0                     # création d'un bridge nommé br0</cli>


Pour joindre  l'interface réseau  physique de  l'hôte au  bridge ''br0''
qu'on  vient de  créer,  le plus  simple est  de  modifier le  fichier
''/etc/network/interfaces'' selon le modèle suivant.

Ici, l'interface physique de la machine  hôte porte le nom ''enp2s0'', à
modifier selon votre situation.

<WRAP info> ne pas essayer de bridger sur une interface wifi, ça ne marche pas.


voir https://wiki.debian.org/BridgeNetworkConnections#Bridging_with_a_wireless_NIC
</WRAP>

<code bash>
###########################
# /etc/network/interfaces #
###########################

iface enp2s0 inet manual

auto br0
iface br0 inet static
   address 192.168.1.128    # <--- adresse IP de votre choix
   broadcast 192.168.1.255
   netmask 255.255.255.0
   gateway 192.168.1.1
   bridge_ports enp2s0      # <--- l'interface physique rattachée au bridge
   bridge_stp off
   bridge_fd 0
   bridge_maxwait 0
   dns-nameservers 8.8.8.8  # <--- plusieur seveurs DNS séparés par des espaces
</code>


Un  redémarrage de  la machine  hôte est  souvent nécessaire  pour que
cette configuration soit prise en compte. FIXME

==== Configurer les guests ====

La définition des machines virtuelles se fait à l'aide d'un fichier au
format XML.

Pour modifier  la configuration d'une machine,  ''dev-two'' par exemple,
on utilise la commande suivante :

<cli># virsh edit dev-two</cli>


Cette commande ouvre  avec éditeur de texte par défaut  sur le fichier
XML servant à la définition de la machine.

La partie  qui nous  intéresse est  celle relative  à la  connexion au
réseau :

Ci-dessous, l'élément  ''interface'' indique la connexion  de la machine
au réseau  ''default'' que nous avons  utilisé jusque-là et qui  donne à
notre machine une adresse comprise dans l'espace 192.168.122.0/24.

<code xml>
<interface type='network'>
  <mac address='52:54:00:c8:56:53'/>
  <source network='default'/>
  <model type='virtio'/>
  <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
</interface>
</code>

Nous  pouvons  simplement  rajouter   une  connexion  au  bridge  avec
l'élément ''interface'' supplémentaire suivant :

<code xml>
<interface type='bridge'>
  <source bridge='br0'/>
</interface>
</code>

En  lançant  la  machine  virtuelle  ''dev-two'',  nous  retrouvons  une
nouvelle interface réseau en plus  de celle attachée au réseau virtuel
''default''.

<cli>
admin@dev-two:~$ ip a s
......
2: ens9: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:b5:19:f4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
.....
</cli>



La nouvelle  interface réseau  à l'intérieur  de la  machine virtuelle
peut être  activée en ligne  de commande ou  bien à l'aide  du fichier
''/etc/network/interfaces''

<cli>root@dev-two:~# ip a add 192.168.1.182/24 dev ens9</cli>

Pour résoudre le problème de connectivité après avoir ajouté l'interface réseau, suivez ces étapes :

1.Modifiez le fichier ''/etc/resolv.conf'' et ajoutez des serveurs DNS :
<code bash>
nameserver 8.8.8.8
nameserver 8.8.4.4
</code>
2.Redémarrez le service réseau pour appliquer les modifications :
<code bash>
sudo systemctl restart networking
</code>

La  machine  est  désormais  sur   le  LAN  de  portée  192.168.1.0/24
accessible à partir de n'importe quelle station sur ce réseau.

===== Où aller à partir de là =====

La  facilité  de  création  et   de  déploiement  de  machines  permet
d'envisager plusieurs scénarios d'exploitation :

  * Mise en place et tests d'installation par réseau ([[.:pxe_install|PXE]])
  * Mise  en place  et tests  de  playbooks Ansible  et d'autres  outils d'orchestration
  * …

La lecture des manuels des nombreuses commandes offertes par ''libvirt''
donne un aperçu du spectre des possibilités d'action.

La lecture  de '//Mastering KVM Virtualization//'donne également
un aperçu  de l'exploitation de  la virtualisation dans des  fermes de
serveurs grâce à  des solutions open source  éprouvées comme Openstack
et Ovirt. ((Mastering KVM Virtualization, Humble Devassy Chirammal, Prasad Mukhedkar, Anil Vettathu, Packt Publishing, 2016.))