在Debian上使用KVM和Virsh替代Vagrant

放弃 Vagrant：在 Debian 上使用 KVM 和 Virsh 管理虚拟机

背景

作者自 2010 年起一直使用 Vagrant 管理虚拟机生命周期，先后搭配 VirtualBox 和 libvirt/KVM 后端。Vagrant 的 box 机制和内置 Ansible 支持曾带来便利。然而，随着对 Linux 内核虚拟化技术理解的加深，作者开始质疑为何要在原生支持的 KVM 之上再叠加 Vagrant 这一抽象层——KVM 自 Linux 2.6.20 起已合并入内核，本身具备完整的虚拟机创建和管理能力。经过数年“懒惰”妥协（仅将后端从 VirtualBox 切换到 libvirt），作者最终决定彻底移除 Vagrant，直接使用 KVM + libvirt + virsh 管理虚拟机。这一转变不仅简化了工作流，也让作者重新获得了对技术栈的掌控感。

核心内容

KVM、libvirt 与 virsh 的关系

• KVM（Kernel-based Virtual Machine） 使 Linux 内核能充当 hypervisor，通过内核虚拟化模块创建和运行虚拟机。确认 KVM 是否启用：
  lsmod | ag kvm 输出 kvm_intel 和 kvm 模块；或检查 /dev/kvm 是否存在。
• libvirt 是一个库和网络守护进程，管理 KVM 以及其他虚拟化平台（Xen、LXC、QEMU）。它提供统一的编程接口和命令行工具，使不同 hypervisor 之间的切换不改变管理命令。安装：sudo apt-get install libvirt-daemon-system。
• virsh 是 libvirt 的命令行前端（另有 GUI 前端 virt-manager）。它提供与 libvirt 守护进程交互的抽象层，常用命令包括：domblkinfo、domblkstat、domid、domiflist、domifstat、dominfo、dommemstat、domname、domstate、domuuid 等（获取虚拟机信息）；hostname、nodeinfo、capabilities（获取宿主机信息）；connect、destroy、dumpxml、edit、list、reboot、shutdown、start、undefine（管理操作）。安装：sudo apt-get install libvirt-clients virtinst（同时安装 virt-install）。

作者强调概念模型为：用户 → virsh → libvirt → KVM。

升级后遇到的串口输出问题（ruh-roh）

作者将 Debian 从 bookworm 升级到 trixie 后，启动虚拟机时无法获得串口输出。原本通过 virt-install 命令传递的内核引导参数（如 console=ttyS0,115200）似乎未写入虚拟机的 GRUB 配置。排查方法：登录虚拟机，检查 /etc/default/grub 中的 GRUB_CMDLINE_LINUX 和 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 行。若有修改，需执行 sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg && sudo reboot。

作者决定采用更稳健的方案：使用预置（preseed）配置文件自动安装虚拟机，避免依赖引导参数动态传递。这种方式使构建过程具有确定性和可版本化管理，并可预装基础软件，后续再通过 cloud-init 等工具在创建时添加定制软件。

预置（Preseeding）与 virt-install 实践

Preseeding 即通过预先提供安装过程中所有问题的答案（本地化、用户名密码、安装包等）来自动化创建虚拟机。Debian 官方提供了示例预配置文件。作者给出一个 virt-install 命令示例：

$ virt-install \
  --connect qemu:///system \
  --name kilgore-trout \
  --memory 8192 \
  --extra-args="preseed/file=/preseed.cfg console=ttyS0,115200n8" \
  --initrd-inject ./preseed.cfg \
  --install debian13 \
  --disk size=40 \
  --filesystem type=mount,source=/home/btoll/libvirt/kilgore-trout/mnt,target=shared,accessmode=mapped,driver.type=path,driver.wrpolicy=immediate \
  --network network=default \
  --...

其中 --extra-args 同时指定了 preseed 文件路径和串口参数；--initrd-inject 将本地的 preseed.cfg 注入到 initrd 中；--filesystem 设置宿主机与虚拟机之间的共享目录（通过 virtio-fs 或 9p 等实现）。

关键要点

• 放弃 Vagrant 的理由：Vagrant 对于轻量级个人使用而言过于臃肿；KVM 已内置于 Linux 内核，无需额外抽象层；直接使用原生工具让工作流更简单、可控。
• KVM、libvirt、virsh 三层架构：KVM 提供底层虚拟化，libvirt 提供统一管理接口，virsh 提供命令行操作入口。
• 安装与验证：通过 apt 安装 libvirt-daemon-system、libvirt-clients 和 virtinst；用 lsmod | ag kvm 或 /dev/kvm 确认 KVM 模块加载。
• 升级后的串口问题：引导参数可能未正确写入 GRUB，改用 preseed 文件注入可避免该问题。
• Preseeding 的优势：自动化安装、确定性构建、版本可控；可预装基础软件，后续用 cloud-init 等灵活扩展。
• 实际命令示例：virt-install 支持注入 preseed 文件、设置共享目录、指定网络等，覆盖完整虚拟机创建流程。

意义与影响

这篇文章展示了一个资深开发者主动简化技术栈、回归底层原语的心路历程。它提醒我们：在技术选型时，不应因习惯或便利而保留不必要的抽象层。直接使用 KVM + libvirt 不仅减少了一个依赖项（Vagrant），还降低了对第三方工具更新和兼容性问题的依赖。Preseeding 的引入使得虚拟机创建过程变得完全可重复和可审计，这在基础设施即代码（IaC）实践中至关重要。此外，作者对升级后问题的处理方式（从调试参数传送到改用静态配置文件）体现了工程中的“确定性优于魔法”原则。对于正在使用 Vagrant 但想更深入学习 Linux 虚拟化的读者，这篇文章提供了一个清晰的迁移路径和实用的命令参考。