KVMで仮想環境を構築する

KVM機能のインストール

CentOS9のインストール時に、ソフトウェアの選択画面になるが、Server with GUI もしくは、Server（GUIなし）のどちらかを選ぶが
今回は、自宅オンプレサーバーのため、GUIで仮想環境を管理する。（CUIでも管理可能）

CentOS 9でKVM（Kernel-based Virtual Machine）機能を利用する際の主な留意点

Server with GUIには、KVM関連は自動でインストールされないため、その他のソフトウェアで以下の項目にチェックを入れる。
①　Virtualization Client
②　Virtualization Hyperviser
③　Virtualization Tools

あとから気づいたんですが、ソフトウェア選択画面でVirtualization Hostとしてホスト専用のモードもあるみたいでした。（構築後気づいた！）
まずは、上記３つのチェックを入れれば、問題ないです。

Virtualization Clientでは、KVM (Kernel-based Virtual Machine)とその関連ツールがインストールされる。これには以下のようなパッケージが含まれる。
qemu-kvm: 仮想化環境を提供するソフトウェア。
libvirt: 仮想化環境を管理するためのライブラリとAPI。
virt-install: 仮想マシンを作成するためのコマンドラインツール。
virt-manager: 仮想マシンを管理するためのグラフィカルユーザーインターフェース

Virtualization Hyperviserでは、以下のコンポーネントがインストールされる。
KVM (Kernel-based Virtual Machine): Linuxカーネルの一部であり、仮想化機能を提供します。
QEMU: KVMと連携して仮想マシンをエミュレートするためのハードウェア仮想化ツールです。
libvirt: 仮想化環境の管理をサポートするAPIとデーモンを提供します。これは、仮想マシンの作成、管理、およびモニタリングに使用されます。
virt-manager: 仮想マシンの管理を簡単に行うためのGUIツールです。
virt-install: コマンドラインベースの仮想マシンインストールツールです。

Virtualization Toolsでは、仮想化環境を構築および管理するための一連のツールとライブラリがインストールされる。
virt-manager: 仮想マシンを管理するためのグラフィカルユーザーインターフェース。
virt-viewer: 仮想マシンに接続してコンソールアクセスを提供するツール。
virt-install: コマンドラインを使用して新しい仮想マシンをインストールするツール。
virt-top: 仮想化ホストとゲストのリソース使用状況を監視するためのツール。
libvirt-client: virshなどのコマンドラインツールを使用してlibvirtを操作するためのクライアントライブラリ。
qemu-kvm: KVMを使用して仮想マシンをエミュレートおよび実行するためのツール。
libguestfs-tools: 仮想マシンのディスクイメージを操作するためのツールセット。

※重複しているが、上記３つのソフトウェアは必須です！

仮想ブリッジbr0の作成

CentOS9のインストール後に、nmcliで行うことが推奨されている模様
①　
[root@flask ~]# nmcli con add type bridge ifname br0
このコマンドを実行すると、NetworkManagerはbr0という名前のブリッジインターフェースを作成します。このブリッジを使用して、
複数のネットワークインターフェースを1つの仮想ネットワークとしてまとめることができます。例えば、仮想マシンがホストの
物理ネットワークと通信できるようになります。

②　
[root@flask ~]# nmcli con mod bridge-br0 bridge.stp no
スパニングツリープロトコル（STP）は、ループを防止するためのプロトコルで、ブリッジやスイッチを使用するネットワークにおいて重要。
ただし、単純なホームネットワークや小規模なネットワークでは、STPを無効にすることでブリッジのパフォーマンスを向上させることができる。
今回は、無効にしたが、有効にしておいても良いものと思われる。

③　
[root@flask ~]# nmcli con mod bridge-br0 ipv4.method manual ipv4.address "192.168.0.204/24" ipv4.gateway "192.168.0.1" ipv4.dns 8.8.8.8
ここでは、物理インターフェイスのenp0sと同じ静的IP、デフォルトゲートウエイ、DNSを設定する。
物理インターフェイス enp0と同じIPアドレス設定をブリッジインターフェイス br0 に適用する理由は、ブリッジが
物理インターフェイスと仮想インターフェイス間のネットワークトラフィックを中継するためです。
ブリッジの役割として、物理ネットワークインターフェイスと仮想ネットワークインターフェイス（たとえば仮想マシンのネットワークアダプタ）を接続し、
これらのインターフェイス間でトラフィックを中継します。ブリッジインターフェイスがIPアドレスを持つことで、ネットワーク上で通信を行う際の
ゲートウェイとして機能します。 なぜ同じIP設定を使うのか疑問になるとおもう。ブリッジインターフェイス br0 に物理インターフェイス enp0と
同じIPアドレス設定を適用することで、ネットワークの構成が簡略化され、ネットワーク全体の通信が円滑に行われることが理由とのことだった。

④　
[root@flask ~]# nmcli con add type bridge-slave ifname enp0 master bridge-br0

root@flask ~]# nmcli con del enp0 && reboot

ここでは、今まで設定してきたbr0を新しく接続する。enp0はスレーブとしマスタでbr0として再起動する。

⑤　
[root@flask ~]# nmcli dev　　　　　　　　　　　　　#確認作業
DEVICE TYPE STATE CONNECTION
br0 bridge 接続済み br0
enp0s25 ethernet 接続済み bridge-slave-enp0-1
lo loopback 接続済み (外部) lo
virbr0 bridge 接続済み (外部) virbr0
vnet0 tun 接続済み (外部) vnet0
vnet1 tun 接続済み (外部) vnet1
vnet5 tun 接続済み (外部) vnet5
enp2s0 ethernet 切断済み --

上手くいった。

[root@flask ~]# ip a　　　　　#これで確認でも良い物理インターフェイスとbr0がUPされている事が確認できると思う。

所管として、作業自体は特に難解なことはなかったか、nmcli con add type bridge-slave ifname enp0 master bridge-br0して
mcli con del enp0 && rebootしたあと、ターミナルの接続が切れることは、理解していたが、rebootしてから何故か再接続出来なかったので、
自宅富士通PCサーバーの直接のコンソールでip aで確認したら上手く行っていた。再度ターミナルソフト(RLogin)で再接続したら普通に接続できた。
（ここが次回同じオペレーションをしたときにどうなるか若干心配ではある）しかし、やり方は、十分に調べたので間違っていないと思う。
今回AI（copilot）にも質問してみたが、原因はわからずだった。その後、数日以上仮想ゲストOS3つで運用しているが、
不具合はなく、安定稼働している状況。

ゲストOSのインストール

今回は、自宅サーバーということもあり、GUIでCentOSを設定しているので、GUIのソフトウェアを利用した。もちろんCUIでも設定可能であります。
Gnomeのソフトウェアのところに仮想マシンマネージャがあるので、起動すれば良い。操作は直感的に行えると思うので、割愛するが、
インストールするOSのISOイメージを用意しておくことと/var/lib/libvirt/images/　配下に用意がいいです。（どこにあっても良いが一元管理できる。
ゲストOSのイメージファイルも/var/lib/libvirt/images/　配下に用意される（マシン名.qcow2)仮想マシンのメモリの設定とCPUの数を設定し、
割り当てるディスクイメージ容量を決定する。あとはマシン名を設定する。
この時ネットワークの選択とあるのでNATではなく、ブリッジデバイスを選択し、デバイス名　br0　とすること。
ゲストOSは、LinuxであればMem1GiB CPU 1 Disk 20GiB～100GiBくらいで良いかと思う。
（用途によりますね）単なる開発環境であれば20GiBもあれば大丈夫！

最後に

今回は、WEB上に多く情報があるので、特に問題なく設定できた。KVMホストサーバーとして利用した場合は、
OSインストール時に自動パーティション設定にしないことが肝心ですね。
自動にするとほとんどの容量を/home に割り当てられるので、カスタムパーティションにすることを覚えておいたほうが良いと思った。
ちなみに今回のホストは以下のとおり。