自从用上 m1 的电脑，本地开发环境偶尔会遇到兼容性的问题。比如之前尝试用 Colima 在虚拟机中运行容器运行时和 Kubernetes，其实际使用的还是 aarch64 虚拟机，实际使用还是会有些差异。

手上有台之前用的黑苹果小主机，吃灰几个月了，实属浪费。正好元旦假期，有时间折腾一下。

CPU: Intel 8700 6C12T
MEM: 64G DDR4
DISK: 1T SSD

折腾的目的：

  • 将平台虚拟化
  • 提供多套实验环境
  • 快速创建销毁实验环境
  • 体验基础设施即代码 IaaS

主要用到的工具：

  • 虚拟化工具 Proxmox VE
  • Terraform：开源的基础设施即代码工具
  • terraform-provider-proxmox：Terraform Proxmox Provider，通过 Proxmox VE 的 REST API 在创建虚拟机。

安装 Proxmox 虚拟化工具

从官网 下载 ISO 镜像，写入到 U 盘中。macOS上推荐使用 balenaEtcher 写盘。

电脑上插入 U 盘并从 U 盘启动，按照步骤一步步完成设置。

官方的 wiki 安装步骤很详细。

安装完成之后就可以创建虚拟机了，可以用命令行 qm create 或者 https://localhost:8006 Web UI来创建。

这样毕竟还是有点麻烦，每次都要执行很多操作。虽说可以编写脚本，但是通用型不够好。因此我们选择 Terraform，实现基础设施即代码。

创建 Ubuntu Cloud-Init Template

这里选用 Cloud-Init 的方式，从 cloud-init template 来克隆虚拟机。cloud-init 的虚拟机可以完成一些高级定制的初始化工作，有兴趣的参考 Cloud Init 文档。

登陆到 Proxmox VE 宿主机，使用 Ubuntu 20.04 cloud init image 来创建模板，从官网下载：

wget https://cloud-images.ubuntu.com/releases/focal/release/ubuntu-20.04-server-cloudimg-amd64.img

执行下面的命令创建一个虚拟机：

qm create 9000 --name "ubuntu-2004-cloudinit-template" --memory 1024 --cores 1 --net0 virtio,bridge=vmbr0
qm importdisk 9000 ubuntu-20.04-server-cloudimg-amd64.img local-lvm
qm set 9000 --scsihw virtio-scsi-pci --scsi0 local-lvm:vm-9000-disk-0
qm set 9000 --boot c --bootdisk scsi0
qm set 9000 --ide2 local-lvm:cloudinit
qm set 9000 --serial0 socket --vga serial0
qm set 9000 --agent enabled=1

将刚创建好的虚拟机转换成模板：

qm template 9000

模板与普通的虚拟机会有些许的不同，使用模板我们可以快速创建虚拟机。这里我们不会用 UI来创建。

proxmox虚拟化技术方案 proxmox创建虚拟机_ubuntu

proxmox虚拟化技术方案 proxmox创建虚拟机_proxmox虚拟化技术方案_02

创建 Proxmox 用户及 API Token

使用 Proxmox VE 的 REST API 需要权限校验，有用户名密码或者 API Token 两种方式。我们选用后者，登陆到 Proxmox 宿主机，执行如下命令创建角色、用户以及 API Token：

pveum role add TerraformProv -privs "VM.Allocate VM.Clone VM.Config.CDROM VM.Config.CPU VM.Config.Cloudinit VM.Config.Disk VM.Config.HWType VM.Config.Memory VM.Config.Network VM.Config.Options VM.Monitor VM.Audit VM.PowerMgmt Datastore.AllocateSpace Datastore.Audit"
pveum user add terraform-prov@pve
pveum aclmod / -user terraform-prov@pve -role TerraformProv
pveum user token add terraform-prov@pve terraform-token --privsep=0

┌──────────────┬──────────────────────────────────────┐
│ key          │ value                                │
╞══════════════╪══════════════════════════════════════╡
│ full-tokenid │ terraform-prov@pve!terraform-token   │
├──────────────┼──────────────────────────────────────┤
│ info         │ {"privsep":"0"}                      │
├──────────────┼──────────────────────────────────────┤
│ value        │ 9748c040-a283-4c72-a48b-9ce784778eed │
└──────────────┴──────────────────────────────────────┘

这里我们会用到 token 的full-tokenid 和 value。

Terraform

有了 token 和 cloud-init 模板后，就是定义虚拟机了。

安装最新版本的 terraform。

brew install terraform

在空目录中创建 ubuntu.tf 文件，并按步骤进行配置：

配置要使用的 provider：

terraform {
  required_providers {
    proxmox = {
      source = "telmate/proxmox"
    }
  }
}

配置 provider

需要提供 pm_api_url、pm_api_token_id 和 pm_api_token_secret：

provider "proxmox" {
  pm_tls_insecure     = true
  pm_api_url          = "https://192.168.1.4:8006/api2/json"
  pm_api_token_id     = "terraform-prov@pve!terraform-token"
  pm_api_token_secret = "9748c040-a283-4c72-a48b-9ce784778eed"
}

配置虚拟机资源

可以参考provider 的配置说明：

resource "proxmox_vm_qemu" "proxmox-ubuntu" {
  count = 1
  name  = "ubuntu-${count.index + 1}"
  desc  = "Ubuntu develop environment"

  # 节点名
  target_node = "pve"

  # cloud-init template
  clone = "ubuntu-2004-cloudinit-template"

  # 关机 guest agent
  agent   = 0
  os_type = "ubuntu"
  onboot  = true
  # CPU
  cores    = 4
  sockets  = 1
  cpu      = "host"
  # 内存
  memory   = 16384
  scsihw   = "virtio-scsi-pci"
  bootdisk = "scsi0"

  # 硬盘设置，因计算的方式 101580M 代替 100G
  disk {
    slot     = 0
    size     = "101580M"
    type     = "scsi"
    storage  = "local-lvm"
    iothread = 1
  }

  # 网络
  network {
    model  = "virtio"
    bridge = "vmbr0"
  }

  lifecycle {
    ignore_changes = [
      network,
    ]
  }
  # 记住这里要使用IP CIDR。因为只创建一个虚拟机，虚拟机的 IP 是 192.168.1.91。如果要创建多个虚拟机的话，IP 将会是 .91、.92、.93 。
  ipconfig0 = "ip=192.168.1.9${count.index + 1}/24,gw=192.168.1.2"

  # 用户名和 SSH key
  ciuser  = "addo"
  sshkeys = <<EOF
  SSH KEYS HERE
  EOF
}

创建虚拟机

第一次需要先执行 init 命令进行初始化：

terraform init

可以使用 terraform fmt 和 terraform validate 对配置文件进行格式化和校验。

然后执行 terraform apply 并输入 yes 开始创建虚拟机，

proxmox_vm_qemu.proxmox-ubuntu[0]: Creating...
proxmox_vm_qemu.proxmox-ubuntu[0]: Still creating... [10s elapsed]
proxmox_vm_qemu.proxmox-ubuntu[0]: Still creating... [20s elapsed]
proxmox_vm_qemu.proxmox-ubuntu[0]: Still creating... [30s elapsed]
proxmox_vm_qemu.proxmox-ubuntu[0]: Still creating... [40s elapsed]
proxmox_vm_qemu.proxmox-ubuntu[0]: Creation complete after 42s [id=pve/qemu/100]

这样虚拟机就创建成功了，使用前面配置的私钥和 IP 地址就可以 ssh 到虚拟机中。

销毁虚拟机

虚拟机的销毁也很简单，执行 terraform destory 并输入 yes 即可。

总结

有了 Terraform 和 Proxmox VE 后，就可以愉快的使用干净的实验环境了。但是干净到一些开发中常用软件都没有，使用起来也不方便。

后续考虑通过 cloud-init 来对虚拟机进行高级定制，比如容器环境和 K3s 等等。