Cockpit | Web 控制台图形化管理 KVM 虚拟机

引言

Cockpit 是一个非常出色的开源项目，是一款强大的基于 Web 的图形界面管理工具，旨在让系统管理员能够通过网页浏览器远程管理 Linux 服务器。它提供了一个用户友好的界面，用于执行多种系统管理任务，包括但不限于用户和组管理、网络设置、防火墙配置、服务管理、日志查看等，它还可以用于监视系统资源使用情况，例如 CPU、内存、磁盘空间等。Cockpit 兼容多个 Linux 发行版，包括 Red Hat、Fedora、CentOS、Ubuntu 等。，并且其安装和配置过程十分简便。

与此同时，Cockpit 通过插件机制提供了强大的扩展能力，可以方便地管理虚拟机、 Kubernetes 集群和 Docker 容器。通过安装 cockpit-machines、 cockpit-kubernetes 和 cockpit-docker 插件，你可以轻松地在 Cockpit 的 Web 界面中创建、管理虚拟机，管理和监控 kubernetes 集群和容器化环境。

本文将主要介绍如何使用 Cockpit 来图形化管理 KVM 虚拟机，并通过实际案例展示其优势。

原理概述

Cockpit 通过集成 libvirt 和 QEMU-KVM 提供了强大的 KVM 虚拟机管理功能。其底层原理包括以下几个方面：

• libvirt: 提供了一组 API 和守护进程，用于管理和控制虚拟化平台。

• QEMU-KVM: 结合了 KVM 内核模块和 QEMU 用户空间模拟器，提供了完整的虚拟化解决方案。

• Cockpit 插件: 特别是 cockpit-machines 插件，扩展了 Cockpit 的功能，使其能够管理 KVM 虚拟机。

• WebSockets 和 REST API: 用于在浏览器和服务器之间进行实时通信。

通过这种架构，Cockpit 提供了一个直观且高效的 Web 界面，使管理员能够轻松地管理和监控 KVM 虚拟机。

 

【拓展】

1. libvirt libvirt 是一个强大的库，提供了一组 API 来管理和控制虚拟化平台。它支持多种虚拟化技术，包括 KVM、Xen、LXC 等。libvirt 包括以下主要组件：

   Cockpit 通过调用 libvirt API 来执行虚拟机管理任务，例如创建、启动、停止、暂停和恢复虚拟机，以及管理磁盘、网络和其他资源。

• libvirtd: 一个守护进程，负责处理来自客户端的请求，并与虚拟机管理程序（如 KVM）进行交互。

• libvirt API: 一组 C 语言 API，用于与 libvirtd 进行通信。其他编程语言也可以通过绑定库使用这些 API。

• 命令行工具: 如 virsh，允许用户通过命令行接口管理虚拟机。

QEMU-KVM QEMU-KVM 是一个用户空间模拟器，结合了 KVM 内核模块，提供了完整的虚拟化解决方案。KVM 内核模块负责硬件辅助虚拟化，而 QEMU 则提供了设备模拟和用户空间管理功能。

Cockpit 通过 libvirt 与 QEMU-KVM 进行交互，从而实现对虚拟机的全面管理。

• KVM 内核模块: 通过硬件辅助虚拟化（如 Intel VT-x 或 AMD-V）提供高性能的虚拟化支持。

• QEMU: 提供设备模拟（如网卡、磁盘控制器等），并管理虚拟机的生命周期。

Cockpit 插件 Cockpit 通过插件机制来扩展其功能。cockpit-machines 插件是专门用于管理 KVM 虚拟机的插件。该插件通过以下方式实现其功能：

• 集成 libvirt API: cockpit-machines 插件通过调用 libvirt API 来执行虚拟机管理任务。

• WebSockets 和 REST API: Cockpit 使用 WebSockets 和 REST API 在浏览器和服务器之间进行实时通信。这使得管理员可以通过浏览器界面实时查看和管理虚拟机的状态。

• 前端 UI: 提供了一个直观的 Web 界面，使管理员能够轻松地执行各种管理任务，如创建、启动、停止虚拟机，配置网络和存储，以及查看日志和性能指标。

安装配置

1. 安装 KVM 虚拟化组件和 Cockpit 管理工具

在开始之前，确保你的服务器上已经安装了 KVM 和 Cockpit 相关的软件包并进行相关配置。以下是在 CentOS/RHEL 和 Ubuntu/Debian 上的安装和配置步骤：

• CentOS/RHEL:

sudo yum install -y qemu-kvm libvirt virt-install libguestfs-tools cockpit cockpit-machines 
sudo systemctl start cockpit   # 启动 cockpit 服务
sudo systemctl enable cockpit  # 设置 cockpit 服务开机自启
sudo systemctl start libvirtd  # 启动 libvirtd 服务
sudo systemctl enable libvirtd # 设置 libvirtd 服务开机自启

• Ubuntu/Debian:

sudo apt-get update
sudo apt-get install cockpit cockpit-machines virt-manager libvirt-daemon-system 
sudo systemctl start cockpit   # 启动 cockpit 服务
sudo systemctl enable cockpit  # 设置 cockpit 服务开机自启
sudo systemctl start libvirtd  # 启动 libvirtd 服务
sudo systemctl enable libvirtd # 设置 libvirtd 服务开机自启

安装完毕后，需要验证相关模块和服务是否成功安装或开启，相关检查如下：

1. 验证 KVM 模块是否加载：

lsmod | grep kvm

你应该能看到 kvm 和 kvm_intel 或 kvm_amd 模块（取决于你的 CPU 类型）。

2. 检查 KVM 是否支持硬件虚拟化

确保你的 CPU 支持硬件虚拟化技术（如 Intel VT-x 或 AMD-V）。你可以使用 lscpu 命令来检查：

lscpu | grep -E 'Virtualization|vt-x|amd-v'

你应该能看到类似于以下的输出：

Virtualization:          VT-x

或

Virtualization:          AMD-V

3. 验证 QEMU-KVM 是否安装

确保 qemu-kvm 包已经安装。你可以使用包管理器来检查：

• CentOS/RHEL:

  rpm -q qemu-kvm
  

• Ubuntu/Debian:

  dpkg -l | grep qemu-kvm
  

如果 qemu-kvm 已经安装，你会看到包名和版本信息。

4. 验证 libvirtd 服务是否开启：

systemctl status libvirtd

如果 libvirtd 服务正在运行，你会看到类似以下的输出：

● libvirtd.service - Virtualization daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/libvirtd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Thu 2024-10-31 02:21:20 SAST; 7h ago
     Docs: man:libvirtd(8)
           https://libvirt.org
 Main PID: 745818 (libvirtd)
    Tasks: 21 (limit: 32768)
   Memory: 116.7M
   CGroup: /system.slice/libvirtd.service
           ├─  2962 /usr/sbin/dnsmasq --conf-file=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf --leasefile-ro --dhcp-script=/usr/libexec/libvirt_leaseshelper
           ├─  2963 /usr/sbin/dnsmasq --conf-file=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.conf --leasefile-ro --dhcp-script=/usr/libexec/libvirt_leaseshelper
           └─745818 /usr/sbin/libvirtd --timeout 120

5. 验证 cockpit 服务是否开启：

systemctl status cockpit.socket

如果 cockpit 服务正在运行，你会看到类似以下的输出：

cockpit.socket - Cockpit Web Service Socket
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/cockpit.socket; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (listening) since Thu 2024-10-31 02:21:42 SAST; 19s ago
     Docs: man:cockpit-ws(8)
   Listen: [::]:9090 (Stream)
    Tasks: 0 (limit: 409648)
   Memory: 32.0K
   CGroup: /system.slice/cockpit.socket

2. 关闭防火墙或放行服务

1. CentOS/RHEL:

CentOS 使用 firewalld 作为默认的防火墙管理工具。

• 停止并禁用firewalld:

sudo systemctl stop firewalld && sudo systemctl disable firewalld

• 验证 firewalld 是否已停止:

sudo systemctl status firewalld

如果你不想完全关闭防火墙，而是希望放行 Cockpit 服务，可以执行以下命令：

• 允许 Cockpit 服务通过防火墙:

sudo firewall-cmd --add-service=cockpit --permanent
sudo firewall-cmd --reload

• 验证 Cockpit 服务是否已放行:

sudo firewall-cmd --list-all

2. Ubuntu/Debian:

Ubuntu 使用 ufw（Uncomplicated Firewall）作为默认的防火墙管理工具。

• 停止并禁用 ufw:

sudo ufw disabled

• 验证 ufw 是否已停止:

sudo ufw status

如果你不想完全关闭防火墙，而是希望放行 Cockpit 服务，可以执行以下命令：

• 允许 Cockpit 服务通过防火墙:

Cockpit 默认使用 TCP 端口 9090。你可以通过以下命令允许该端口：

sudo ufw allow 9090/tcp

• 启用 ufw（如果它当前是禁用状态）:

sudo ufw enable

• 验证规则是否已添加:

sudo ufw status

3. 访问 cockpit 的 Web 服务

打开网络浏览器并从地址栏导航至如下所示地址登录 Cockpit 控制台。

https://<您的服务器IP>:9090

使用系统的登录账号和密码，访问 cockpit 的 Web 服务，如上图所示。

有一点需要注意，我们安装 cockpit-machines 前后所看到的 Web 控制台界面有所不同，所以如果要通过 Cockpit Web 控制台图形化界面管理虚拟机，一定要安装 cockpit-machines 插件。让我们通过如下两张图片对比一下：

• 安装 cockpit-machines 之前控制台界面

• 安装 cockpit-machines 之后控制台界面

创建虚拟机

在 Linux 系统中，创建 KVM 虚拟机可以通过多种方式实现，本文列举两种常见的方法：使用 virt-install 命令行工具和通过 Cockpit Web 控制台。这两种方法各有优缺点，适用于不同的使用场景和用户需求。

使用 virt-install 命令行创建虚拟机

1) 创建虚拟机磁盘镜像

使用 qemu-img 命令创建虚拟机的磁盘镜像

[root@localhost tmp]# qemu-img create -f qcow2 CentOS-Stream-8.img 10G
Formatting 'CentOS-Stream-8.img', fmt=qcow2 cluster_size=65536 extended_l2=off compression_type=zlib size=10737418240 lazy_refcounts=off refcount_bits=16

2) 命令行创建虚拟机

使用 virt-install 命令行创建虚拟机如下：

virt-install \
--virt-type kvm \
--name CentOS-Stream-8 \
--ram 4096 \
--vcpus 4 \
--cdrom=/dev/iso/CentOS-Stream-8-x86_64-20220310-dvd1.iso \
--disk path=/tmp/CentOS-Stream-8.img \
--network network=default \
--graphics vnc,listen=0.0.0.0 \
--os-type generic \
--video cirrus

下面是对 virt-install 命令及其各个参数的详细解析：

1. --virt-type kvm:

• 说明: 指定虚拟化类型为 KVM。
• 作用: 确保使用 KVM 内核模块进行虚拟化。

• 说明: 指定虚拟机的名称。
• 作用: 为虚拟机分配一个唯一的名称，方便管理和识别。

• 说明: 分配给虚拟机的内存大小（以 MB 为单位）。
• 作用: 设置虚拟机的内存资源，这里分配了 4096 MB（即 4 GB）内存。

• 说明: 分配给虚拟机的虚拟 CPU 核心数。
• 作用: 设置虚拟机的 CPU 资源，这里分配了 4 个虚拟 CPU 核心。

• 说明: 指定安装介质（ISO 文件）的位置。
• 作用: 为虚拟机指定启动时使用的 ISO 镜像文件，这里使用的是 CentOS Stream 8 的安装镜像。

• 说明: 指定虚拟机的磁盘文件路径。
• 作用: 为虚拟机创建一个磁盘文件，并指定其路径。这里创建了一个名为 CentOS-Stream-8.img 的磁盘文件，位于 /tmp 目录下。

• 说明: 指定虚拟机的网络配置。
• 作用: 使用默认的网络配置，通常是 virbr0 桥接网络。

• 说明: 指定图形界面的类型和监听地址。
• 作用: 启用 VNC 图形界面，并设置 VNC 服务器监听所有网络接口（0.0.0.0 表示所有网络接口）。

• 说明: 指定操作系统的类型。
• 作用: 选择通用的操作系统类型。generic 表示通用类型，适用于大多数 Linux 发行版。

• 说明: 指定虚拟机的视频设备类型。
• 作用: 使用 Cirrus 逻辑视频设备。Cirrus 是一种常见的虚拟显卡，适用于大多数操作系统。

这条 virt-install 命令创建了一个名为 CentOS-Stream-8 的 KVM 虚拟机，分配了 4 GB 内存和 4 个虚拟 CPU 核心。虚拟机使用指定的 ISO 文件进行安装，并创建了一个磁盘文件。网络配置使用默认的桥接网络，图形界面使用 VNC，并监听所有网络接口。操作系统类型设置为通用类型，视频设备使用 Cirrus 逻辑显卡。

上述命令执行完后，会弹出图形化安装操作系统界面，按照指引一步一步操作即可，安装完毕后，会出现如下界面：

安装完成后，点击重启系统，该图形化控制台即会重新启动，并弹出虚拟机登录界面如图所示。

输入用户面和密码，按回车键即可登录虚拟机。

管理虚拟机

使用 Cockpit Web 控制台管理虚拟机

使用 Cockpit Web 控制台管理虚拟机是一种非常方便的方法。Cockpit 是一个基于 Web 的界面，可以帮助你管理和监控 Linux 服务器，包括虚拟机管理。以下是如何使用 Cockpit 来管理虚拟机的步骤。

1) 访问 Cockpit Web 控制台

打开浏览器: 打开你的浏览器，访问 https://<your-server-ip>:9090，其中 <your-server-ip> 是你的服务器 IP 地址。登录 Cockpit: 使用你的服务器用户名和密码登录 Cockpit。

这里使用 Cockpit Web 控制台可以直接查看到前面通过 virt-install 命令在服务器上创建的虚拟机。

2) 管理虚拟机

进入虚拟机管理界面: 登录后，点击左侧菜单中的 "虚拟机" 选项。查看虚拟机列表: 在 "虚拟机" 页面，你可以看到所有已定义的虚拟机。你可以启动、停止、暂停和删除虚拟机。创建新的虚拟机: 点击 "创建虚拟机" 按钮。选择虚拟机的类型（如从 ISO 文件安装、从现有磁盘等）。配置虚拟机的资源（如 CPU、内存、磁盘大小等）。完成配置后，点击 "创建" 按钮创建并启动虚拟机。

管理虚拟机控制台: 点击虚拟机名称，进入虚拟机详细页面。在详细页面中，你可以查看虚拟机的状态、资源使用情况，并可以通过 VNC 控制台连接到虚拟机。

3) 其他功能

Cockpit 还提供了许多其他管理功能，如系统日志、网络配置、存储管理等。你可以通过左侧菜单中的相应选项进行访问和管理。

通过上述步骤，你可以轻松地使用 Cockpit Web 控制台管理虚拟机。Cockpit 提供了一个直观的界面，使得虚拟机的创建、管理和监控变得更加简单。

总结

Cockpit 是一个强大的基于 Web 的管理界面，专为 Linux 服务器设计，提供了丰富的功能来管理和监控系统资源，其中包括对 KVM 虚拟机的图形化管理。通过 Cockpit，管理员可以轻松地创建、启动、停止、暂停和删除虚拟机，而无需复杂的命令行操作。

安装 Cockpit 非常简单，只需在 CentOS/RHEL 或 Debian/Ubuntu 系统上运行几个简单的命令即可完成。安装完成后，通过浏览器访问 https://<your-server-ip>:9090，使用服务器的用户名和密码登录即可进入 Cockpit 界面。

Cockpit 还提供了虚拟机控制台功能，允许管理员通过 VNC 连接直接与虚拟机交互，进行操作系统安装和日常管理任务。此外，Cockpit 还集成了系统日志、网络配置、存储管理等多种管理工具，使管理员能够全面监控和管理整个系统。

总之，Cockpit 通过其简洁易用的图形化界面，极大地简化了 KVM 虚拟机的管理任务，提高了管理员的工作效率和系统的管理便捷性。无论是初学者还是经验丰富的管理员，都能从中受益。