# 使用 KVM + Kickstart 部署 Rocky Linux 虛擬機

## 概述
本文將學習如何使用 KVM (Kernel-based Virtual Machine) 結合 Kickstart 自動化工具，快速建立一個可以透過帳號密碼登入的 Rocky Linux 測試虛擬機。

## 為什麼需要這個教學？

#### 重複性工作的困擾
在企業環境或個人學習中，經常需要快速建立測試環境。傳統的手動安裝方式不僅耗時，還容易因人為操作產生配置不一致的問題：

* 頻繁建立和銷毀測試環境 - 每次手動安裝要花 20-30 分鐘
* 確保多個虛擬機配置的一致性 - 人工操作容易出錯
* 快速部署標準化的系統環境 - 批次部署時效率低落
* 自動化測試和持續整合流程 - CI/CD 需要可重複的環境

#### 閒置資源
此外，當伺服器的硬體資源有閒置時，透過 KVM 虛擬化技術可以：

* 避免資源浪費：一台配置較高的伺服器（如 64GB RAM、16 核心）如果只跑單一系統，可能只使用了 20-30% 的資源
* 降低硬體成本：不需要為每個應用或測試環境購買獨立的物理機器

## 什麼是 KVM (Kernel-based Virtual Machine)
Linux 內核的虛擬化模組，結合 `qemu-kvm` 虛擬化模擬器和 `libvirt` 管理層，提供虛擬化解決方案。

### KVM 架構圖

┌─────────────────────────────────────────┐
│          👤 管理員                      │
│     使用 virt-manager / virsh           │ 
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│        📋 libvirt (管理層)              │
│     "虛擬機的管家"                       │
│   • 建立/啟動/停止虛擬機                 │
│   • 管理網路和儲存                       │
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│     🖥️  QEMU-KVM (虛擬化層)             │
│     "虛擬電腦製造機"                     │
│   • 模擬硬體（磁碟、網卡、顯示卡）        │
│   • 呼叫 KVM 執行虛擬機                  │
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│      ⚡ KVM (Linux 核心模組)            │
│     "CPU 加速器"                        │
│   • 讓虛擬機直接用 CPU 執行              │
│   • 接近原生速度（90%+）                 │
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│      💻 物理硬體                         │
│   CPU (Intel VT-x / AMD-V)             │
│   記憶體 / 硬碟 / 網卡                   │
└─────────────────────────────────────────┘

## 什麼是 Kickstart
### Kickstart
Red Hat 系統的自動化安裝工具，透過預先定義的配置檔案，實現自動化的系統安裝過程。

* 傳統安裝：需要點擊或輸入多次，ex. 選擇語言、時區、分區、密碼...，耗時 25 分鐘
* Kickstart 安裝：預先寫好配置，按下啟動後就能讓系統開始執行安裝流程

### Kickstart 架構圖

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│               Kickstart 自動化安裝流程                       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

    準備階段                安裝階段              完成階段
       │                      │                      │
       ▼                      ▼                      ▼
┌─────────────┐      ┌─────────────┐      ┌─────────────┐
│             │      │             │      │             │
│  1. 建立    │      │  3. 讀取    │      │  5. 完成    │
│  ks.cfg     │─────▶│  ks.cfg     │─────▶│  自動重啟   │
│  配置檔     │      │  自動安裝   │      │  系統就緒   │
│             │      │             │      │             │
└─────────────┘      └─────────────┘      └─────────────┘
       │                      │
       ▼                      ▼
┌─────────────┐      ┌─────────────┐
│             │      │             │
│  2. 注入到  │      │  4. 無人值守│
│  安裝媒體   │      │  完全自動化 │
│  (ISO/網路) │      │          │
│             │      │             │

### Kickstart 配置檔案 (ks.cfg) 結構

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    ks.cfg 檔案結構                       │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                         │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  📝 系統設定區                                    │  │
│  │  • 語言、鍵盤、時區                              │  │
│  │  • root 密碼、使用者帳號                         │  │
│  │  • 防火牆、SELinux                               │  │
│  ├─────────────────────────────────────────────────┤  │
│  │  lang en_US.UTF-8                               │  │
│  │  keyboard us                                    │  │
│  │  timezone Asia/Taipei                           │  │
│  │  rootpw --iscrypted $6$...                      │  │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                         │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  🌐 網路設定區                                    │  │
│  │  • 靜態 IP 或 DHCP                               │  │
│  │  • 主機名稱                                      │  │
│  │  • DNS 伺服器                                    │  │
│  ├─────────────────────────────────────────────────┤  │
│  │  network --bootproto=static                     │  │
│  │           --ip=192.168.1.100                    │  │
│  │           --netmask=255.255.255.0               │  │
│  │  network --hostname=myserver                    │  │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                         │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  💾 磁碟分區區                                    │  │
│  │  • 清除現有分區                                  │  │
│  │  • 建立新分區 (/boot, /, swap)                   │  │
│  │  • LVM 設定                                      │  │
│  ├─────────────────────────────────────────────────┤  │
│  │  clearpart --all --initlabel                    │  │
│  │  part /boot --size=1024                         │  │
│  │  part / --size=20480 --fstype=xfs               │  │
│  │  part swap --size=2048                          │  │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                         │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  📦 套件安裝區                                    │  │
│  │  • 選擇要安裝的軟體群組                          │  │
│  │  • 額外套件                                      │  │
│  ├─────────────────────────────────────────────────┤  │
│  │  %packages                                      │  │
│  │  @core                                          │  │
│  │  @base                                          │  │
│  │  vim                                            │  │
│  │  wget                                           │  │
│  │  %end                                           │  │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                         │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  🔧 安裝後腳本區 (選用)                           │  │
│  │  • 自訂配置                                      │  │
│  │  • 安裝額外軟體                                  │  │
│  ├─────────────────────────────────────────────────┤  │
│  │  %post                                          │  │
│  │  echo "安裝完成！" > /root/install.log           │  │
│  │  systemctl enable httpd                         │  │
│  │  %end                                           │  │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

ks.cfg 就像是「安裝說明書」，只需要寫一次，之後就能重複使用，確保每次安裝完全一致！

## 準備工作
了解核心技術後，開始準備實作環境。按照以下檢查清單，確保所有前置條件都已就緒。

#### 硬體需求
- [ ] CPU 支援虛擬化（Intel VT-x 或 AMD-V）
- [ ] 確定可用記憶體
- [ ] 確定可用硬碟空間

#### 系統需求

# 檢查 CPU 虛擬化支援
grep -E -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
>>>
輸出 > 0 表示支援


lscpu | grep Virtualization
>>>
Virtualization:      VT-x        # Intel
Virtualization:      AMD-V       # AMD

# 檢查 KVM 模組
lsmod | grep kvm
>>>
kvm_intel             348160  0
kvm                   970752  1 kvm_intel
irqbypass              16384  1 kvm

#### OS

# 安裝 Rocky Linux 9.6 最小安裝 ISO 為例
mkdir -p /data/kvm/image

# rocky linux iso 檔網址參考: https://rockylinux.org/zh-TW/download
wget -P /data/kvm/image https://download.rockylinux.org/pub/rocky/10/isos/x86_64/Rocky-10.0-x86_64-minimal.iso


# 確定是否下載
ls -lh /data/kvm/image/Rocky-9.6-x86_64-minimal.iso

#### 安裝 KVM 虛擬化環境

# 安裝核心套件
# qemu-kvm: KVM 虛擬化核心
# libvirt: 虛擬化管理 API
# virt-install: 命令列安裝工具
# virt-manager: 圖形化管理工具（選用）
# bridge-utils: 網路橋接工具
dnf install -y qemu-kvm libvirt virt-install virt-manager bridge-utils

# 啟動並啟用 libvirt 服務
systemctl enable --now libvirtd

# 驗證安裝
virsh version

## 建立 Kickstart 配置檔
環境準備完成後，接下來是編寫 Kickstart 配置檔，這個檔案將定義虛擬機的所有安裝參數。

#### 建立工作目錄
首先，為我們的測試虛擬機建立專屬目錄：

mkdir -p /data/kvm/test
cd /data/kvm/test

目錄結構建議：建議為每個虛擬機建立獨立目錄，方便管理配置檔、磁碟映像和日誌。

#### 編寫 kickstart file
建立 ks.cfg, 完整配置檔內容（請根據你的實際環境調整）：

# ============================================
# Rocky Linux Kickstart 自動安裝配置檔
# ============================================

#系統安裝設定
cdrom                          # 使用光碟安裝
text                           # 文字模式安裝
lang en_US.UTF-8               # 語系
keyboard us                    # 鍵盤配置
timezone Asia/Taipei --utc     # 時區
timesource --ntp-server=<your ntp server>

# --------------------------------------------
# 網路與主機設定
# 重要：請根據你的實際網路環境修改以下參數
# --------------------------------------------
network --device=link \
        --bootproto=static \
        --ip=192.168.122.100 \
        --netmask=255.255.255.0 \
        --gateway=192.168.122.1 \
        --nameserver=8.8.8.8 \
        --noipv6 \
        --activate
        
network --hostname=test

# --------------------------------------------
# 使用者設定
# 請務必修改密碼！
# --------------------------------------------
# 設定 root 密碼
rootpw --plaintext <root_password>

# 建立一般使用者並加入 wheel 群組（可使用 sudo）
user --name=testr-user --groups=wheel --plaintext --password=<test_user_password>


# --------------------------------------------
# 系統服務
# --------------------------------------------
services --enabled=sshd,chronyd

# --------------------------------------------
# 磁碟分割設定
# --------------------------------------------
bootloader --location=mbr
clearpart --all --initlabel
autopart --type=lvm
reboot


# --------------------------------------------
# 套件安裝
# --------------------------------------------
%packages
@^minimal-environment           # 最小化安裝環境
qemu-guest-agent                # QEMU 客戶端代理（改善虛擬機效能）
%end


# --------------------------------------------
# 安裝後執行腳本
# 這個區塊會在系統安裝完成後自動執行
# --------------------------------------------
%post --log=/root/ks-post.log
# 安裝 EPEL 儲存庫
dnf install -y epel-release

# 安裝必要套件
dnf install -y cloud-utils-growpart

# 啟用服務
systemctl enable qemu-guest-agent

# SSH 設定：允許密碼登入，禁止 root 直接登入
sed -ri 's/^#?PasswordAuthentication .*/PasswordAuthentication yes/' /etc/ssh/sshd_config
sed -ri 's/^#?PermitRootLogin .*/PermitRootLogin prohibit-password/' /etc/ssh/sshd_config
systemctl restart sshd

echo "Kickstart finished (STATIC IP)" > /root/kickstart.log
%end

* 務必修改 <root_password> 和 <test_user_password>
* 網路設定說明
* 如果使用 libvirt 預設網路（default），閘道通常是 192.168.122.1
* IP 範圍通常是 192.168.122.2-254

## 建立虛擬機
配置檔準備完成後，現在我們可以開始建立虛擬機了！這一步會自動完成所有安裝流程。

cd /data/kvm/test  #在ks.cfg地位置

virt-install \
  --name test \
  --ram 8192 \
  --vcpus 4 \
  --disk path=/data/kvm/test/test.qcow2,size=100,format=qcow2 \
  --location /data/kvm/image/Rocky-9.6-x86_64-minimal.iso \
  --network network=default,model=virtio \
  --graphics none \
  --initrd-inject=/data/kvm/test/ks.cfg \
  --extra-args="inst.ks=file:/ks.cfg console=ttyS0" \
  --autostart 2>&1 | tee ./virt-install.log

參數說明

| 參數 | 說明 | 備註 |
| ----------------- | --------------- | ------------------ |
| `--name test` | 虛擬機名稱 | 用於 `virsh` 命令管理 |
| `--ram 8192` | 記憶體大小（MB） | 8192 = 8GB |
| `--vcpus 4` | CPU 核心數量 | 根據需求調整 |
| `--disk` | 虛擬硬碟設定 | `qcow2` 格式支援快照 |
| `--location` | ISO 映像檔路徑 | 安裝來源 |
| `--network` | 網路設定 | 使用 `virtio` 驅動效能最佳 |
| `--graphics none` | 不使用圖形介面 | 透過文字 console 安裝 |
| `--initrd-inject` | 注入 Kickstart 檔案 | ⚠️ 關鍵步驟！ |
| `--extra-args` | 核心啟動參數 | 告訴安裝程式 `ks.cfg` 位置 |
| `--autostart` | 開機自動啟動 | 宿主機重啟時自動啟動此 VM |
| `2>&1 \| tee` | 記錄安裝日誌 | 方便除錯 |

### 安裝過程觀察
執行命令後，你會看到類似以下的輸出：

Starting install...
Retrieving file vmlinuz...                           | 10 MB  00:00:01
Retrieving file initrd.img...                        | 85 MB  00:00:08
Allocating 'test.qcow2'                              | 100 GB  00:00:00
Creating domain...

[  0.000000] Booting Linux...
[  0.123456] Starting installer...
[  1.234567] Running Kickstart installation...

#### 如何知道安裝完成？

當看到虛擬機自動重啟
或者使用 `virsh list` 看到狀態變為 running
日誌檔案停止更新

## 驗證虛擬機設定
* 安裝完成後，讓我們確認虛擬機的基本資訊：

virsh dominfo test

* 測試 SSH 連線
測試是否能成功連線到虛擬機

# 使用我們在 ks.cfg 中建立的使用者登入
ssh test-user@192.168.122.100

## 虛擬機日常管理
虛擬機建立完成後，你需要掌握這些基本操作指令來管理它。

#### 查看與監控

# 列出所有虛擬機（包含關機的）
virsh list --all

# 查看虛擬機詳細資訊
virsh dominfo test

#### 網路管理

# 查看虛擬網路列表
virsh net-list


# 查看虛擬機網路介面
virsh domiflist test

#### 電源管理

# 正常關機（需要 VM 內部配合，較安全）
virsh shutdown test

# 啟動虛擬機
virsh start test

# 重新啟動
virsh reboot test

# 強制關機（類似拔電源，不建議常用）
virsh destroy test

#### 虛擬機生命週期管理

# 停止虛擬機（會保留設定）
virsh destroy test

# 刪除虛擬機定義（不會刪除磁碟檔案）
virsh undefine test

# 刪除虛擬機並移除所有儲存
virsh undefine test --remove-all-storage

# clone 虛擬機
virt-clone \
  --original test \
  --name test-clone \
  --file /data/kvm/test/test-clone.qcow2

#### console 連線
當 SSH 無法連線時，可以使用 console 直接進入虛擬機：

# 連接到虛擬機的文字 console
virsh console test

## 進階操作：磁碟擴充
隨著使用時間增長，你可能需要為虛擬機增加磁碟空間。以下是完整的擴充流程。
1. 主機端操作

# 關機虛擬機
virsh shutdown test

# 等待虛擬機完全關閉
virsh list --all
# 確認 State 為 shut off

# 方法一，方法二的前提是主機端有多餘的磁碟空間
# 方法一: 擴充磁碟 (+20GB)
qemu-img resize /data/kvm/test/test.qcow2 +20G

# 方法二: 或指定總大小
qemu-img resize /data/kvm/test/test.qcow2 120G

# 檢查磁碟資訊
qemu-img info /data/kvm/test/test.qcow2

# 重新啟動虛擬機
virsh start test

2. 虛擬機內操作
SSH 登入虛擬機後，執行以下操作：

# 登入虛擬機
ssh test-user@192.168.122.100

# 切換到 root（或使用 sudo）
sudo -i

# 查看目前磁碟狀況
lsblk
>>>
NAME               MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda                252:0    0  120G  0 disk
├─vda1             252:1    0    1G  0 part /boot
└─vda2             252:2    0   99G  0 part
  ├─rl_test-root   253:0    0   97G  0 lvm  /
  └─rl_test-swap   253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]

開始擴充:

# 步驟 1：擴充分割區（假設是 /dev/vda2）
growpart /dev/vda 2

# 步驟 2：查看 LVM 結構
pvs    # 查看實體磁碟區
vgs    # 查看磁碟區群組
lvs    # 查看邏輯磁碟區

# 步驟 3：擴充實體磁碟區
pvresize /dev/vda2

# 步驟 4：擴充邏輯磁碟區（擴充 root 分區）
# 使用所有可用空間
lvextend -l +100%FREE /dev/rl_test/root

# 步驟 5：擴充檔案系統
# 對於 XFS 檔案系統（Rocky Linux 預設）
xfs_growfs /

驗證擴充結果

lsblk

df -h 

REF:
* [KVM 官網](https://linux-kvm.org/page/Main_Page)