PVE 制作基于 Cloud Init 的虚拟机模板

§00. 准备工作

首先需要在 PVE 创建一个新虚拟机：

操作系统
- 勾选 不使用任何介质
系统
- 勾选 QEMU 代理
- 其他均保持默认
硬盘
- 删除硬盘
- 若已添加，先分离后删除
CPU
- 类型修改为 host
内存
- 取消勾选 Bollooning

创建后，进入【硬件】页面，继续修改：

删除 CD / DVD 驱动器
添加 串行端口
- 序号 0
- 这一步非必须，如果没有通过 xterm.js 访问虚拟机的需求，可以不添加
添加 CloudInit 设备
- 总线 / 设备 选择 SCSI
- 序号 1

接下来记住虚拟机 ID（本文以 108 为例）， SSH 连接到 PVE 宿主机，下载 cloud-init 版本的系统镜像：

本文以 debian-12-generic-amd64-20230723-1450.qcow2 镜像为例，要了解 Debian 的不同版本 cloud 镜像的区别，可以参考： https://cloud.debian.org/images/cloud/

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curl -OL https://cloud.debian.org/images/cloud/bookworm/20240507-1740/debian-12-generic-amd64-20240507-1740.qcow2

校验下载的文件是否正确，完整：

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sha512sum debian-12-generic-amd64-20240507-1740.qcow2

查看计算出的 SHA512 值，是否和官网公布的一致，不一致需要重新下载，或者更换镜像源。如果一致，那么将下载到的文件转换为虚拟机磁盘：

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qm importdisk 108 ~/debian-12-generic-amd64-20240507-1740.qcow2 nfs_g4600 --format=qcow2

其中，108 为上文创建好的虚拟机的 ID， nfs_g4600 为 PVE 宿主机用于存储【磁盘镜像】的存储配置（如果你没有修改过 PVE 宿主机的存储配置，那么这里应该是 local-lvm ）， --format=qcow2 表示导入后的磁盘格式为 qcow2 ，不加这个参数的话，默认导入后的磁盘格式为 raw ，是无法拍摄快照的，使用起来比较不便。

导入完成后，查看虚拟机的【硬件】配置，应该能看到下方多了一行 未使用的磁盘 0 ，双击此项后勾选 SSD 仿真 （这一步非必需），总线 / 设备 选择 SCSI ，点击“添加”按钮，添加为磁盘后，单击新添加的磁盘，点击上方的“磁盘操作”按钮，选择“调整大小”，输入 1 ，点击“确认”，给磁盘增加 1 G 容量，否则下文配置时会出现磁盘空间不足的情况（默认的硬盘只有 2 G 容量）。

然后进入【选项】修改：

使用平板仿真
- 改为 否
引导顺序
- 勾选刚导入的硬盘，并拖至第一行

在启动该虚拟机之前，还有最后一个需要修改的地方，那就是 cloud-init 配置，进入 Cloud-Init 配置页面：

用户
- 系统内第一个非 root 用户的名称，可自定义（建议配置）
- 若未配置
  - 系统启动后不会新增用户，默认使用 root 用户
  - 默认允许 root 用户通过 SSH 登录
密码
- 系统内第一个非 root 用户的密码，可自定义（建议配置）
- 若【用户】未配置，则此处的密码则为 root 密码
DNS 域 / DNS 服务器
- 留空则使用 DHCP，配置了则使用静态 DNS
SSH 公钥
- 若未配置，则 SSH 允许通过密码登录
- 若已配置，则 SSH 禁止通过密码登录，仅允许通过公钥对应的私钥登录
IP 配置
- 可分别配置对应网卡的 IPv4 和 IPv6 地址策略
- 支持静态 IP 或 DHCP

配置完成后，启动虚拟机，准备配置模板系统。

§01. 配置模板系统

这部分内容强烈建议通过 SSH 连接至虚拟机操作，通过 PVE web 端的【控制台（noVNC）】体验过于生草（比如不支持复制粘贴），严重不推荐。如果因为某些原因，只能通过网页后台来连接，那么建议点击右上角的“控制台”按钮旁的下拉三角，选择【xterm.js】来使用，这里至少可以正常的复制粘贴内容

在创建虚拟机时如果没有添加 串行端口 ，或者 串行端口 的序号不为 0 ，那么是没法使用【xterm.js】的

闲话少说，首先配置 sudo 命令免密码，这样避免每次使用 sudo 命令时都需要输入前面在 cloud-init 中配置的用户密码：

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sudo tee /etc/sudoers.d/$USER <<< '$USER ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL'

修改一下 SSH 配置文件，显式地禁止 root 用通过 SSH 登录，顺便关闭普通用户的密码登录，仅允许密钥登录，提升安全性（如果上文在 PVE 中配置 cloud-init 时配置了 SSH 密钥，这里应该默认以及禁止了密码登录：

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sudo vim /etc/ssh/sshd_config
# 删除下面这行前面的注释符号，并确认末尾的值为 no
#PermitRootLogin no
# 检查下面这行，前面不能有注释符号，并确认末尾的值为 no
#PasswordAuthentication no
# 最后重启 sshd 服务，使修改后的配置生效
sudo systemctl restart sshd

§系统时间配置

配置时区：

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sudo timedatectl set-timezone Asia/Hong_Kong

默认情况下 Debian 12 应该已包含了 systemd-timesyncd 软件包，并开启了时钟同步，可以通过 timedatectl status 这个命令来确认（输出中 System clock synchronized 值为 yes ）。

§安装 qemu 代理

不安装的话在 PVE 网页中无法方便的管理虚拟机，比如网页中无法操作重启，无法查看虚拟机的 IP 信息等，建议安装：

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sudo apt update && sudo apt install qemu-guest-agent

启用代理：

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sudo systemctl enable --now qemu-guest-agent

现在在 PVE 网页后台应该能看到这台虚拟机的 IP 信息了。

§配置 zsh 和 oh-my-zsh

所以接下来先更新一下系统以及自带软件包，并安装系统基础软件：

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sudo apt update && sudo apt upgrade -y && sudo apt install -y git htop neofetch

安装并配置 zsh（通过 oh-my-zsh）：

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# 安装 zsh
sudo apt update && sudo apt install -y zsh
# 安装 oh-my-zsh
sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/robbyrussell/oh-my-zsh/master/tools/install.sh)"
# 配置主题（ys），并重载配置使其生效
sed -i '/^ZSH_THEME=/c\ZSH_THEME="ys"' ~/.zshrc && source ~/.zshrc
# 安装插件
## zsh-syntax-highlighting（代码高亮）
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-syntax-highlighting $ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-syntax-highlighting
## zsh-autosuggestions（自动建议）
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-autosuggestions $ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-autosuggestions
## zsh-completions（自动补全）
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-completions $ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-completions && echo "fpath+=$ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-completions/src" >> ~/.zshrc
# 启用插件，并重载配置使其生效
sed -i '/^plugins=/c\plugins=(sudo zsh-autosuggestions zsh-syntax-highlighting)' ~/.zshrc && sed -i '/source $ZSH\/oh-my-zsh.sh/d' ~/.zshrc && echo 'source $ZSH/oh-my-zsh.sh' >> ~/.zshrc && source ~/.zshrc
# 关闭 oh-my-zsh 自动更新，避免阻塞
sed -i "/omz:update.*disabled/s/^#\s*//" ~/.zshrc

oh-my-zsh 插件注意事项：

~~根据 zsh-syntax-highlighting 插件的安装说明， .zshrc 文件中所有的 source 命令都要放在文件的末尾~~ 此为误读，仅在未使用 oh-my-zsh 管理插件时，source ./zsh-syntax-highlighting/zsh-syntax-highlighting.zsh 这行需要在 .zshrc 文件末尾
根据 zsh-completions 插件的安装说明， .zshrc 文件中插入的 fpath+=$ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-completions/src 命令要出现在原有的 source "$ZSH/oh-my-zsh.sh" 之前
综上，在上面的命令最后在 source ~/.zshrc 之前，先将原本的 source $ZSH/oh-my-zsh.sh 移动到了文件末尾
默认关闭了 oh-my-zsh 的自动更新，有需要时可以执行 omz update 手动更新

§配置 UFW 防火墙

安装 UFW 防火墙：

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sudo apt update && sudo apt install ufw

此时需要再手动安装一下 linux-headers 软件包，否则后续开启防火墙时，会因为缺少依赖的内核模块导致防火墙无法正常放行端口（这个问题俺在 debian-12-generic-amd64-20230723-1450.qcow2 镜像中遇到了，而且如果在创建虚拟机时未扩容硬盘，那么此时会因为硬盘容量不足，安装失败，此时可以扩容后手动重启一下虚拟机，会自动生效）：

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sudo apt install linux-headers-$(uname -r)

安装好后，先确认一下防火墙状态，应该是 inactive ：

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sudo ufw status

由于 UFW 默认的规则为【拒绝全部端口入站，允许全部端口出站】，因此需要手动允许 SSH 端口入站，避免开启防火墙后 SSH 链接被断开：

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sudo ufw allow 22/tcp

开启防火墙，注意此时会提示 SSH 连接可能会断开，输入 y 确认即可：

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sudo ufw enable

UFW 基础操作：

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# 允许端口入站
sudo ufw allow 22
sudo ufw allow 22/tcp
sudo ufw allow 22:29/tcp
# 查看防火墙状态（简略）
sudo ufw status
# 查看防火墙状态（详细）
sudo ufw status verbose
# 查看防火墙状态（在每行前面增加序号）
sudo ufw status verbose
# 删除规则
sudo ufw delete <序号>

§安装 docker （可选）

安装依赖：

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sudo apt update && sudo apt install -y ca-certificates curl gnupg

添加 docker 官方源：

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# 导入 docker 官方的 GPG key
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg
# 配置 docker 官方仓库
echo \
  "deb [arch="$(dpkg --print-architecture)" signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/debian \
  "$(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME")" stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
# 刷新 apt 缓存
sudo apt update

安装 docker 及 compose 插件：

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sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin

配置 docker 免 sudo（可选）：

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# 新增 docker 用户组
sudo groupadd docker
# 将当前用户加入 docker 用户组
sudo usermod -aG docker $USER
# 使用户组的改动生效
newgrp docker
# 查看 docker 版本，验证改动生效
docker version

修改 docker 默认配置：

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# 限制日志文件大小，并开启 ipv6
sudo bash -c 'cat > /etc/docker/daemon.json' << EOF
{
    "log-driver": "json-file",
    "log-opts": {
        "max-size": "20m",
        "max-file": "3"
    },
    "ipv6": true,
    "fixed-cidr-v6": "fd00:dead:beef:c0::/80",
    "experimental":true,
    "ip6tables":true
}
EOF

重载 docker 配置文件，并重启 docker 服务：

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sudo systemctl reload docker && sudo systemctl restart docker

允许 docker 开机自启动：

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sudo systemctl enable docker

§清理善后

执行 sudo dmesg | grep cfg80211 看看结果中有没有包含这一行：

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cfg80211: failed to load regulatory.db

没有的话可以直接跳到下一段，清理缓存后关机了。如果有，那么需要额外安装 iw 软件包：

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sudo apt install -y iw

需要安装的软件包全部安装完毕后，可以清理一下 apt 的缓存，毕竟是作为模板使用的虚拟机，硬盘空间尽量精简一些，加快后续克隆新虚拟机时的速度，克隆出来的虚拟机可以自行扩容硬盘后再添加其他软件。

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sudo apt clean
sudo apt autoclean
sudo apt --purge autoremove

至此，准备用作模板的虚拟机已配置完成。

在 PVE 管理后台点击“关机”，然后在左侧的虚拟机列表中右键点击这台虚拟机，选择“转换为模板”。这样，一个基于 cloud-init 的虚拟机模板即制作完成了。

模板基于 debian-12-generic-amd64-20230723-1450 ，其中安装好了以下软件包（需要包含哪些软件包可以参考上文的安装过程自行定义，丰俭由人）：

git
htop
neofetch
qemu-guest-agent
zsh
oh-my-zsh
ufw
linux-headers-6.1.0-21-amd64
iw
- 解决开机时的 cfg80211: failed to load regulatory.db 报错
docker
- 可选安装
- 俺个人的选择是：不在模板中预装，只在需要的虚拟机中按照上文的操作，手动安装

§02. 使用模板

§克隆新的虚拟机

右键单击模板，选择“克隆”：

模式
- 两种模式的区别
  - 链接克隆 ：类似快照，磁盘上仅存储【克隆后的副本相对于模板发生变化的部分】，克隆后的虚拟机无法使用迁移功能，但优势是占用的磁盘空间较小
  - 完整克隆 ：直接将模板对应的虚拟机磁盘文件全量复制一份，虚拟机中的任何改动，只会存储在自己的虚拟磁盘文件中，可以在 PVE 集群中自由地迁移
- 如果 PVE 宿主机只有一台，即 PVE 是单节点模式部署的，那么此处可以随意选择
- 如果 PVE 宿主机不止一台，且组成了集群，有节点迁移和高可用的需求，那么此处最好选择 完整克隆
VM ID
- 可以自定义，也可以使用 PVE 默认的自增 ID
名称
- 需要自己定义一个，开机后，cloud-init 会使用虚拟机名称作为虚拟机的 hostname

复制完成后，在开机前，最好进入虚拟机的【硬件】页面，自定义一下虚拟机的硬件配置：

内存，处理器，网络等
- 可以随意按需修改
硬盘
- 最好扩容一下，因为按照上文配置的虚拟机模板，硬盘只有 3 GB，一般来说是不够用的

§开机

得益于模板是基于 Debian 的 cloud image 制作的，机器开机后会自动按照 cloud-init 的配置调整系统，比如生成各种需要随机的 id 和 MAC 地址，配置网络等，一般来说系统开机后就可以直接使用了。

开机后，虽然在系统内通过 hostname 命令查看主机名，显示确实是虚拟机名称，但在路由器的 DHCP 服务端看来，不知为何依然是和模板相同的 hostname
- 解决方法倒是很简单，将虚拟机重启，即可对外展示正确的 hostname 了
如果开机前忘记扩容硬盘了，那么此时也可以进行扩容
- 在 PVE 网页后台扩容完成后，重启机器，系统会自动识别并使用扩展后的硬盘容量，可以执行 df -h 确认

参考链接：

PVE 制作基于 Cloud Init 的虚拟机模板

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