Proxmox VE 中启用嵌套虚拟化

嵌套虚拟化是一项强大功能，允许在虚拟机内部运行另一台虚拟机。该功能对于需要多层虚拟化的测试、开发及实验环境至关重要。作为领先的开源虚拟化平台，Proxmox VE 支持嵌套虚拟化，使用户能够在基于 Proxmox 的虚拟机中运行虚拟机监控程序。

什么是嵌套虚拟化？

嵌套虚拟化是一种允许在虚拟机内部运行虚拟机的技术。简单来说，就像把一个盒子放进另一个盒子中。物理主机上运行虚拟化软件（例如 VMware 或 KVM），从而创建第一层虚拟机（例如您计算机上的虚拟机）。借助嵌套虚拟化，可以在这些第一层虚拟机中再安装另一套虚拟化软件，进而创建第二层虚拟机，甚至更多层级的虚拟机。该技术突破了传统单层虚拟化的限制，提供了前所未有的灵活性。

要实现嵌套虚拟化，硬件和软件都必须满足相应要求。在硬件方面，CPU 必须支持虚拟化扩展功能；在软件方面，宿主机的虚拟化平台需启用嵌套虚拟化支持，且第一层虚拟机（L1）的配置必须进行相应调整。然而，嵌套虚拟化会带来显著的性能开销：每增加一层虚拟化，运行速度可能下降 10% 至 30%。例如，第二层虚拟机（L2）的性能通常明显低于第一层虚拟机（L1），尤其在计算密集型任务中更为明显。

PVE 作为嵌套虚拟化管理程序

PVE 可以：

托管嵌套（客户）虚拟机监控程序：默认情况下，PVE 不向其虚拟机暴露硬件辅助虚拟化扩展（例如 Intel VT-x/AMD-V）。因此，若不进行额外配置，客户虚拟机监控程序（嵌套虚拟机监控程序）无法为其内部虚拟机提供最佳性能。为实现高效的嵌套虚拟化，需将虚拟机的 CPU 类型设置为“host”，且物理 PVE 主机必须启用嵌套虚拟化扩展。

以嵌套（客户）虚拟机监控程序方式运行：如果PVE运行于另一虚拟机监控程序之上，且该监控程序向PVE暴露了硬件辅助虚拟化扩展功能，则PVE可利用这些扩展来提升其内部虚拟机的性能。否则，在PVE嵌套于PVE（即一个PVE实例运行于另一个PVE实例内部）等情况下，嵌套PVE中的虚拟机仅能在禁用KVM硬件虚拟化时运行。

注意： 启用了嵌套虚拟化的虚拟机（vmx/svm 标志）无法执行实时迁移！

如何在 PVE 中启用嵌套虚拟化？

检查 PVE 虚拟系统是否支持虚拟化

默认情况下，在 PVE 中创建的虚拟机的 CPU 不支持 VMX，即未启用嵌套虚拟化。您可以在虚拟机内部使用以下命令验证这一点：

egrep --color 'vmx|svm' /proc/cpuinfo

如果没有输出，则不支持嵌套虚拟化。如果显示“vmx”或“svm”并高亮，则表示支持。

启用嵌套虚拟化的步骤

1. 在 PVE 主机上启用嵌套虚拟化，并关闭所有虚拟机。

通过运行以下命令检查 PVE 系统上是否启用了嵌套虚拟化：

cat /sys/module/kvm_intel/parameters/nested

如果输出为“Y”，则表示该功能已启用。

如果输出为“N”，则表示未启用。

如果未启用嵌套虚拟化，则必须在继续操作之前关闭所有虚拟机，因为启用内核支持要求所有虚拟机均处于关闭状态。

运行以下命令以启用嵌套虚拟化：

modprobe -r kvm_intel
modprobe kvm_intel nested=1

验证是否已成功启用：

cat /sys/module/kvm_intel/parameters/nested

如果输出为“Y”，则表示已启用嵌套虚拟化。

如果遇到错误“模块 kvm_intel 正在使用中”，请先关闭所有虚拟机，再重试。

2. 在系统启动时自动启用嵌套虚拟化

为使嵌套虚拟化在系统重启后仍然有效，请将以下行添加到配置文件中：

echo "options kvm_intel nested=1" >> /etc/modprobe.d/modprobe.conf

这可确保重启后自动启用嵌套虚拟化。

3. 将虚拟机 CPU 类型设置为“host”

qm set <vmid> --cpu cputype=host

或者，您可以通过 PVE 图形界面进行此配置：

选择虚拟机 — 硬件 — 处理器 — 类型 — 主机

注意：在 PVE7 中，默认启用嵌套虚拟化。

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Proxmox 嵌套虚拟化常见问题解答

1. 我能否在 Proxmox 虚拟机中运行 Proxmox？

是的，启用嵌套虚拟化后，您可以在 Proxmox 主机上将 Proxmox 作为客户虚拟机安装。

2. 嵌套虚拟化是否存在安全问题？

运行嵌套虚拟化可能引发安全问题，尤其是当嵌套虚拟机未得到适当隔离时。虚拟化层中的漏洞可能穿透多个层级传播。因此，定期应用安全补丁，并在虚拟机之间维持恰当的隔离，至关重要。

结论

Proxmox VE 中的嵌套虚拟化可构建功能强大的多层虚拟环境，非常适合测试与开发。尽管其正常运行依赖于合适的硬件支持与正确配置，但能显著提升灵活性。然而，用户需注意启用嵌套虚拟化后可能带来的性能损耗，以及无法对虚拟机执行实时迁移的问题。按照本文所述步骤操作，即可在 Proxmox VE 中成功启用并优化嵌套虚拟化。