KubeVirt 快速入門

本指南帶你從安裝到建立第一台 VM，涵蓋 Linux / Windows VM、網路、儲存與日常操作。如果你是從 VMware vSphere 轉換過來的工程師，每個章節都附有對照提示，幫助你快速上手。

💡 VMware 工程師提示

把 KubeVirt 想像成「在 Kubernetes 裡的 ESXi」——你用 YAML 取代 vSphere Client，用 virtctl 取代 govc / PowerCLI。

前置需求

在開始之前，確認你已具備以下環境：

項目	最低要求	說明
Kubernetes 叢集	v1.25+	minikube、kind、或任何生產叢集皆可
kubectl	與叢集版本匹配	已設定好 kubeconfig
硬體虛擬化	支援 Intel VT-x / AMD-V	節點需啟用巢狀虛擬化或裸機
儲存	至少一個 StorageClass	Windows VM 或資料磁碟需要 PVC

巢狀虛擬化檢查

在節點上執行以下指令確認硬體虛擬化是否啟用：

bash

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
# 輸出 > 0 表示支援

如果你使用雲端虛擬機器作為節點，需確認該 VM 類型支援巢狀虛擬化（例如 GCE n1-standard 系列需額外啟用）。

安裝 KubeVirt

取得最新版本號

bash

export KUBEVIRT_VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/kubevirt/kubevirt/releases/latest | grep tag_name | cut -d '"' -f 4)
echo "安裝版本: ${KUBEVIRT_VERSION}"

部署 KubeVirt Operator 與 CR

bash

# 1. 部署 Operator
kubectl apply -f "https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/kubevirt-operator.yaml"

# 2. 部署 KubeVirt Custom Resource
kubectl apply -f "https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/kubevirt-cr.yaml"

等待安裝完成

bash

kubectl -n kubevirt wait kv kubevirt --for condition=Available --timeout=300s

驗證所有元件是否正常運作：

bash

kubectl get pods -n kubevirt

預期輸出應顯示 virt-operator、virt-api、virt-controller、virt-handler 皆為 Running 狀態。

💡 VMware 工程師提示

這個步驟相當於在 ESXi 主機上安裝 Hypervisor——KubeVirt Operator 就是你的「vCenter 安裝程式」，而 kubevirt CR 則是啟動整個虛擬化平台的開關。

如果節點不支援硬體虛擬化

你可以啟用軟體模擬模式（僅供開發測試用途）：

bash

kubectl -n kubevirt patch kubevirt kubevirt --type=merge --patch \
  '{"spec":{"configuration":{"developerConfiguration":{"useEmulation":true}}}}'

安裝 virtctl

virtctl 是 KubeVirt 的專屬 CLI 工具，用於管理 VM 的生命週期與連線。

方法一：直接下載

bash

export KUBEVIRT_VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/kubevirt/kubevirt/releases/latest | grep tag_name | cut -d '"' -f 4)

# Linux (amd64)
curl -L -o virtctl "https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/virtctl-${KUBEVIRT_VERSION}-linux-amd64"

# macOS (arm64 / Apple Silicon)
curl -L -o virtctl "https://github.com/kubevirt/kubevirt/releases/download/${KUBEVIRT_VERSION}/virtctl-${KUBEVIRT_VERSION}-darwin-arm64"

chmod +x virtctl
sudo mv virtctl /usr/local/bin/

方法二：使用 krew 安裝

bash

kubectl krew install virt
# 之後使用 kubectl virt <command> 即可

驗證安裝

bash

virtctl version

建立第一台 Linux VM

使用 ContainerDisk 建立 Cirros VM

ContainerDisk 將磁碟映像檔打包在容器映像中，無需設定 PVC 即可快速啟動 VM。

yaml

# linux-vm.yaml
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: my-first-linux-vm
  labels:
    app: linux-vm
spec:
  running: true
  template:
    metadata:
      labels:
        app: linux-vm
    spec:
      domain:
        resources:
          requests:
            memory: "512Mi"
            cpu: "1"
        devices:
          disks:
            - name: rootdisk
              disk:
                bus: virtio
            - name: cloudinitdisk
              disk:
                bus: virtio
          interfaces:
            - name: default
              masquerade: {}
        machine:
          type: q35
      networks:
        - name: default
          pod: {}
      volumes:
        - name: rootdisk
          containerDisk:
            image: quay.io/kubevirt/cirros-container-disk-demo:latest
        - name: cloudinitdisk
          cloudInitNoCloud:
            userData: |
              #cloud-config
              password: cirros
              chpasswd:
                expire: false
              ssh_authorized_keys:
                - ssh-rsa YOUR_PUBLIC_KEY_HERE

部署並確認狀態

bash

# 建立 VM
kubectl apply -f linux-vm.yaml

# 觀察 VM 狀態
kubectl get vm my-first-linux-vm

# 觀察 VMI（VirtualMachineInstance，實際執行的實例）
kubectl get vmi my-first-linux-vm

💡 VMware 工程師提示

VirtualMachine（VM）相當於 vSphere 中「已註冊的虛擬機器」，而 VirtualMachineInstance（VMI）相當於「正在運行的虛擬機器」。VM 是宣告式定義，VMI 是實際運行的實例。

使用 Fedora 映像（更完整的 Linux 體驗）

yaml

# fedora-vm.yaml
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: fedora-vm
spec:
  running: true
  template:
    metadata:
      labels:
        app: fedora-vm
    spec:
      domain:
        resources:
          requests:
            memory: "2Gi"
            cpu: "2"
        devices:
          disks:
            - name: rootdisk
              disk:
                bus: virtio
            - name: cloudinitdisk
              disk:
                bus: virtio
          interfaces:
            - name: default
              masquerade: {}
        machine:
          type: q35
      networks:
        - name: default
          pod: {}
      volumes:
        - name: rootdisk
          containerDisk:
            image: quay.io/containerdisks/fedora:latest
        - name: cloudinitdisk
          cloudInitNoCloud:
            userData: |
              #cloud-config
              hostname: fedora-vm
              user: fedora
              password: fedora
              chpasswd:
                expire: false

建立第一台 Windows VM

Windows VM 需要較多資源，並且建議啟用 Hyper-V enlightenments 以獲得最佳效能。

準備工作

Windows VM 需要：

Windows 安裝 ISO 或已預裝的磁碟映像（透過 PVC 或 DataVolume 提供）
VirtIO 驅動程式 ISO（Windows 不內建 VirtIO 驅動）
足夠的記憶體（建議至少 4Gi）

yaml

# windows-vm.yaml
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: windows-vm
spec:
  running: true
  template:
    metadata:
      labels:
        app: windows-vm
    spec:
      domain:
        clock:
          timer:
            hpet:
              present: false
            pit:
              tickPolicy: delay
            rtc:
              tickPolicy: catchup
            hyperv: {}
          utc: {}
        resources:
          requests:
            memory: "4Gi"
            cpu: "2"
        features:
          acpi: {}
          apic: {}
          hyperv:
            relaxed: {}
            vapic: {}
            vpindex: {}
            spinlocks:
              spinlocks: 8191
            synic: {}
            synictimer:
              direct: {}
            tlbflush: {}
            frequencies: {}
            reenlightenment: {}
            ipi: {}
            runtime: {}
            reset: {}
        devices:
          disks:
            - name: rootdisk
              disk:
                bus: sata
            - name: virtio-drivers
              cdrom:
                bus: sata
          interfaces:
            - name: default
              masquerade: {}
          tpm: {}
        machine:
          type: q35
      networks:
        - name: default
          pod: {}
      volumes:
        - name: rootdisk
          persistentVolumeClaim:
            claimName: windows-disk-pvc
        - name: virtio-drivers
          containerDisk:
            image: quay.io/kubevirt/virtio-container-disk:latest

Hyper-V Enlightenments 說明

上面 YAML 中的 features.hyperv 區塊啟用了 Windows 專屬的半虛擬化功能，讓 Windows Guest OS 知道自己運行在虛擬化環境中，從而使用更高效的程式碼路徑。這些設定對 Windows 效能有顯著提升。

💡 VMware 工程師提示

Hyper-V enlightenments 類似 VMware Tools 的角色——它讓 Guest OS 與 Hypervisor 之間的溝通更有效率。virtio-container-disk 則相當於 VMware Tools ISO，提供磁碟與網路的半虛擬化驅動。

連線到 VM

KubeVirt 提供多種方式連線到 VM：

VM 連線方式

序列控制台（Serial Console）

bash

# 連線到 VM 的序列控制台
virtctl console my-first-linux-vm

# 退出控制台：按 Ctrl+]

VNC 圖形桌面

bash

# 開啟 VNC 連線（會自動啟動 VNC 客戶端）
virtctl vnc my-first-linux-vm

# 如果只需要 proxy（不自動開啟客戶端）
virtctl vnc --proxy-only my-first-linux-vm

SSH 連線

bash

# 使用 virtctl 內建的 SSH tunnel
virtctl ssh fedora@fedora-vm

# 使用本地 SSH 金鑰
virtctl ssh -i ~/.ssh/id_rsa fedora@fedora-vm

Port Forwarding

bash

# 將 VM 的 port 8080 轉發到本地 port 8080
virtctl port-forward my-first-linux-vm 8080:8080

💡 VMware 工程師提示

virtctl console = vSphere 的「Open Console」序列模式；virtctl vnc = 「Open Console」圖形模式；virtctl ssh = 直接 SSH，不需要知道 VM 的 IP 位址。

VM 基本操作

以下是 VM 日常管理的常用指令：

生命週期管理

bash

# 啟動 VM
virtctl start my-first-linux-vm

# 優雅關機（送出 ACPI shutdown 訊號）
virtctl stop my-first-linux-vm

# 強制關機
virtctl stop my-first-linux-vm --force

# 重新啟動
virtctl restart my-first-linux-vm

# 暫停 VM（凍結 vCPU，記憶體保留）
virtctl pause vm my-first-linux-vm

# 取消暫停
virtctl unpause vm my-first-linux-vm

即時遷移（Live Migration）

bash

# 將 VM 遷移到另一個節點
virtctl migrate my-first-linux-vm

# 查看遷移狀態
kubectl get vmim

即時遷移前置條件

即時遷移需要：

叢集有多個可排程節點
VM 使用共享儲存（如 Ceph RBD、NFS）或 ContainerDisk
VM 未使用 hostPath 或 node-local 儲存

狀態查詢

bash

# 列出所有 VM
kubectl get vm

# 列出所有正在運行的 VMI
kubectl get vmi

# 查看 VM 詳細資訊
kubectl describe vm my-first-linux-vm

# 查看 VMI 事件與狀態
kubectl describe vmi my-first-linux-vm

💡 VMware 工程師提示

你在 VMware 做的事	在 KubeVirt 怎麼做
Power On	`virtctl start <vm>`
Power Off	`virtctl stop <vm>`
Suspend	`virtctl pause vm <vm>`
Resume	`virtctl unpause vm <vm>`
Reset	`virtctl restart <vm>`
vMotion	`virtctl migrate <vm>`

添加資料磁碟

建立 PVC 作為資料磁碟

yaml

# data-disk-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-data-disk
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
  storageClassName: standard

在 VM 中掛載資料磁碟

在 VirtualMachine 的 YAML 中增加磁碟與 Volume 定義：

yaml

apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: vm-with-data-disk
spec:
  running: true
  template:
    spec:
      domain:
        resources:
          requests:
            memory: "1Gi"
            cpu: "1"
        devices:
          disks:
            - name: rootdisk
              disk:
                bus: virtio
            - name: datadisk
              disk:
                bus: virtio
          interfaces:
            - name: default
              masquerade: {}
        machine:
          type: q35
      networks:
        - name: default
          pod: {}
      volumes:
        - name: rootdisk
          containerDisk:
            image: quay.io/containerdisks/fedora:latest
        - name: datadisk
          persistentVolumeClaim:
            claimName: my-data-disk

動態添加磁碟（Hotplug）

無需關機即可添加磁碟：

bash

# 動態掛載 PVC 到正在運行的 VM
virtctl addvolume my-first-linux-vm \
  --volume-name=extra-disk \
  --claim-name=my-data-disk

# 動態卸載磁碟
virtctl removevolume my-first-linux-vm --volume-name=extra-disk

💡 VMware 工程師提示

Hotplug 磁碟類似 vSphere 中「編輯設定 → 新增硬碟」而不用關機的操作。PVC 就是你的 VMDK 檔案，StorageClass 則對應到 Datastore 的角色。

設定網路

Masquerade 模式（預設推薦）

Masquerade 是最簡單的網路模式，VM 透過 NAT 存取外部網路：

Masquerade 網路模式

yaml

# 在 VM spec 中設定 masquerade 網路
spec:
  template:
    spec:
      domain:
        devices:
          interfaces:
            - name: default
              masquerade: {}
              ports:
                - name: http
                  port: 80
                - name: ssh
                  port: 22
      networks:
        - name: default
          pod: {}

透過 Service 暴露 VM 埠

yaml

# vm-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: linux-vm-ssh
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: linux-vm
  ports:
    - name: ssh
      protocol: TCP
      port: 22
      targetPort: 22

bash

kubectl apply -f vm-service.yaml

# 查看 NodePort
kubectl get svc linux-vm-ssh

進階網路選項

KubeVirt 支援多種網路模式：

Masquerade：NAT 模式，適合大部分場景（本指南使用）
Bridge：L2 橋接，VM 直接取得 Pod 網段 IP
SR-IOV：硬體直通，適合高效能需求
Multus：多網卡支援，可同時接入多個網路

詳細說明請參考網路概覽。

💡 VMware 工程師提示

Masquerade 模式類似 VMware Workstation 的 NAT 模式。如果你需要類似 vSphere 中 VM 直接拿到 VLAN IP 的行為，請使用 Bridge 或 SR-IOV 搭配 Multus CNI。

VMware 工程師速查表

如果你有 VMware vSphere 的管理經驗，以下對照表幫助你快速找到 KubeVirt 中的對應操作：

日常操作對照

VMware vSphere	KubeVirt	備註
Power On VM	`virtctl start <vm>`	或設定 `spec.running: true`
Power Off VM	`virtctl stop <vm>`	送出 ACPI 關機訊號
Open Console	`virtctl console <vm>`	序列控制台
Open VNC Console	`virtctl vnc <vm>`	圖形桌面
vMotion	`virtctl migrate <vm>`	即時遷移到其他節點
Create Snapshot	建立 `VirtualMachineSnapshot`	見下方 YAML
Clone VM	建立 `VirtualMachineClone`	見下方 YAML
VM Template	`VirtualMachineInstancetype` + `VirtualMachinePreference`	定義硬體規格與偏好
Edit VM Settings	`kubectl edit vm <vm>`	直接編輯 YAML
Install VMware Tools	使用 `virtio-container-disk`	半虛擬化驅動
Resource Pool	Kubernetes `ResourceQuota`	命名空間層級的資源限制
Datastore	`StorageClass` + `PVC`	儲存後端抽象
Port Group	Multus `NetworkAttachmentDefinition`	網路定義

快照（Snapshot）

yaml

# snapshot.yaml
apiVersion: snapshot.kubevirt.io/v1beta1
kind: VirtualMachineSnapshot
metadata:
  name: my-vm-snapshot
spec:
  source:
    apiGroup: kubevirt.io
    kind: VirtualMachine
    name: my-first-linux-vm

bash

# 建立快照
kubectl apply -f snapshot.yaml

# 查看快照狀態
kubectl get vmsnapshot

# 從快照還原
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: snapshot.kubevirt.io/v1beta1
kind: VirtualMachineRestore
metadata:
  name: restore-my-vm
spec:
  target:
    apiGroup: kubevirt.io
    kind: VirtualMachine
    name: my-first-linux-vm
  virtualMachineSnapshotName: my-vm-snapshot
EOF

複製（Clone）

yaml

# clone.yaml
apiVersion: clone.kubevirt.io/v1alpha1
kind: VirtualMachineClone
metadata:
  name: clone-my-vm
spec:
  source:
    apiGroup: kubevirt.io
    kind: VirtualMachine
    name: my-first-linux-vm
  target:
    apiGroup: kubevirt.io
    kind: VirtualMachine
    name: my-cloned-vm

使用 Instancetype 與 Preference（類似 VM Template）

yaml

# 使用預定義的 instancetype 與 preference 建立 VM
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: vm-from-template
spec:
  instancetype:
    kind: VirtualMachineClusterInstancetype
    name: u1.medium
  preference:
    kind: VirtualMachineClusterPreference
    name: fedora
  running: true
  template:
    spec:
      domain:
        devices:
          interfaces:
            - name: default
              masquerade: {}
      networks:
        - name: default
          pod: {}
      volumes:
        - name: rootdisk
          containerDisk:
            image: quay.io/containerdisks/fedora:latest

bash

# 列出可用的 instancetype
kubectl get virtualmachineclusterinstancetype

# 列出可用的 preference
kubectl get virtualmachineclusterpreference

💡 VMware 工程師提示

VirtualMachineInstancetype 定義了硬體規格（CPU、記憶體），類似 vSphere 中建立 Template 時選擇的硬體配置。VirtualMachinePreference 定義了 Guest OS 偏好設定（firmware、裝置類型等），類似選擇「Guest OS Type: Linux / Windows」時自動套用的最佳化設定。

完整流程總覽

KubeVirt 完整使用流程

常見問題

VM 一直停在 Scheduling 狀態？

確認節點資源是否足夠：kubectl describe node | grep -A5 Allocatable
確認硬體虛擬化是否啟用：kubectl get kubevirt kubevirt -n kubevirt -o yaml | grep useEmulation
查看 VMI 事件：kubectl describe vmi <vm-name>

ContainerDisk VM 資料不持久

ContainerDisk 是唯讀的——VM 重啟後所有變更都會遺失。如需持久化資料，請使用 PVC 作為根磁碟或額外掛載資料磁碟。

下一步

📖 架構概覽 — 了解 KubeVirt 的內部架構
🔧 virtctl 完整指南 — 更多 CLI 操作
🌐 網路設定 — Bridge、SR-IOV 與 Multus
💾 儲存管理 — PVC、DataVolume 與 ContainerDisk
🔄 即時遷移 — 遷移機制與最佳實踐
📸 快照與複製 — 進階快照操作
🔀 VMware 遷移指南 — 從 vSphere 搬遷到 KubeVirt

KubeVirt 快速入門 ​

前置需求 ​

安裝 KubeVirt ​

取得最新版本號 ​

部署 KubeVirt Operator 與 CR ​

等待安裝完成 ​

安裝 virtctl ​

方法一：直接下載 ​

方法二：使用 krew 安裝 ​

驗證安裝 ​

建立第一台 Linux VM ​

使用 ContainerDisk 建立 Cirros VM ​

部署並確認狀態 ​

使用 Fedora 映像（更完整的 Linux 體驗） ​

建立第一台 Windows VM ​

連線到 VM ​

序列控制台（Serial Console） ​

VNC 圖形桌面 ​

SSH 連線 ​

Port Forwarding ​

VM 基本操作 ​

生命週期管理 ​

即時遷移（Live Migration） ​

狀態查詢 ​

添加資料磁碟 ​

建立 PVC 作為資料磁碟 ​

在 VM 中掛載資料磁碟 ​

動態添加磁碟（Hotplug） ​

設定網路 ​

Masquerade 模式（預設推薦） ​

透過 Service 暴露 VM 埠 ​

VMware 工程師速查表 ​

日常操作對照 ​

快照（Snapshot） ​

複製（Clone） ​

使用 Instancetype 與 Preference（類似 VM Template） ​

完整流程總覽 ​

常見問題 ​

下一步 ​

KubeVirt 快速入門

前置需求

安裝 KubeVirt

取得最新版本號

部署 KubeVirt Operator 與 CR

等待安裝完成

安裝 virtctl

方法一：直接下載

方法二：使用 krew 安裝

驗證安裝

建立第一台 Linux VM

使用 ContainerDisk 建立 Cirros VM

部署並確認狀態

使用 Fedora 映像（更完整的 Linux 體驗）

建立第一台 Windows VM

連線到 VM

序列控制台（Serial Console）

VNC 圖形桌面

SSH 連線

Port Forwarding

VM 基本操作

生命週期管理

即時遷移（Live Migration）

狀態查詢

添加資料磁碟

建立 PVC 作為資料磁碟

在 VM 中掛載資料磁碟

動態添加磁碟（Hotplug）

設定網路

Masquerade 模式（預設推薦）

透過 Service 暴露 VM 埠

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日常操作對照

快照（Snapshot）

複製（Clone）

使用 Instancetype 與 Preference（類似 VM Template）

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常見問題

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