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OpenShift Virtualization：容器與虛擬機整合完整指南【2026】

2/4/202615 min 分鐘閱讀

#OpenShift#Virtualization#KubeVirt#VMware#混合工作負載

OpenShift Virtualization：容器與虛擬機整合完整指南

容器是趨勢，但不是所有東西都能塞進容器裡。

那台跑了十年的 Windows Server、授權綁 MAC 的老軟體、不知道原始碼在哪的黑盒子應用⋯⋯這些東西短期內不可能容器化，但你又想統一管理。

OpenShift Virtualization 的解法是：讓 VM 也變成 Kubernetes 的一等公民。

本文將完整介紹 OpenShift Virtualization，從技術原理到實際部署，幫助你評估這個混合架構方案。如果你對 OpenShift 還不熟悉，建議先閱讀 OpenShift 完整指南。

OpenShift Virtualization 簡介

什麼是 OpenShift Virtualization？

OpenShift Virtualization 是 OpenShift 的附加功能，讓你在同一個平台上同時運行容器和 虛擬機。

傳統架構：

┌─────────────────┐  ┌─────────────────┐
│  容器平台        │  │  虛擬化平台      │
│  (Kubernetes)   │  │  (VMware/KVM)   │
│  ┌───┐ ┌───┐   │  │  ┌───┐ ┌───┐   │
│  │Pod│ │Pod│   │  │  │VM │ │VM │   │
└──┴───┴─┴───┴───┘  └──┴───┴─┴───┴───┘
     兩套系統、兩套管理

OpenShift Virtualization 架構：

┌─────────────────────────────────────┐
│         OpenShift 統一平台           │
│  ┌───┐ ┌───┐ ┌─────┐ ┌─────┐       │
│  │Pod│ │Pod│ │VM   │ │VM   │       │
│  │   │ │   │ │(Pod)│ │(Pod)│       │
└──┴───┴─┴───┴─┴─────┴─┴─────┴───────┘
          一套系統、一套管理

技術基礎：KubeVirt

OpenShift Virtualization 基於開源專案 KubeVirt：

CNCF 孵化專案
讓 Kubernetes 能夠管理 VM
VM 跑在特殊的 Pod 裡面（virt-launcher）
用 Kubernetes API 操作 VM 生命週期

KubeVirt 的設計理念：VM 就是一種特殊的 Pod。

調度、網路、儲存都用 Kubernetes 原生機制，只是裡面跑的不是容器，而是虛擬機。

為什麼需要「容器化 VM」？

場景一：混合工作負載

某企業有：

新開發的微服務（容器）
舊的 Monolithic 應用（VM）
想要統一管理、統一監控

場景二：VMware 遷移

VMware 授權費用越來越高，想遷移到開源方案，但：

應用太多，不可能全部容器化
需要一個過渡方案

場景三：開發測試環境

開發者需要：

測試容器化應用
同時測試 VM 上的舊版本
不想維護兩套環境

插圖：左右對照圖。左邊「傳統架構」顯示容器平台和虛擬化平台分離，各...

場景描述： 左右對照圖。左邊「傳統架構」顯示容器平台和虛擬化平台分離，各自有管理介面、監控、網路。右邊「整合架構」顯示 OpenShift 統一管理容器和 VM，共用監控、日誌、網路。用箭頭表示從左到右的轉變，標註「統一管理」。

視覺重點：

主要內容清晰呈現

必須出現的元素：

依據描述

需要顯示的中文字： 無

顏色調性： 專業、清晰

避免元素： 抽象圖形、齒輪

Slug: openshift-virtualization-unified-platform

核心功能

VM 生命週期管理

OpenShift Virtualization 支援完整的 VM 生命週期操作：

操作	說明	CLI 指令
建立	從模板或 YAML 建立 VM	`oc apply -f vm.yaml`
啟動	啟動已停止的 VM	`virtctl start my-vm`
停止	正常關機	`virtctl stop my-vm`
重啟	重新開機	`virtctl restart my-vm`
暫停	暫停執行	`virtctl pause my-vm`
刪除	刪除 VM	`oc delete vm my-vm`

VirtualMachine YAML 範例：

apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: my-vm
spec:
  running: true
  template:
    spec:
      domain:
        cpu:
          cores: 2
        memory:
          guest: 4Gi
        devices:
          disks:
          - name: rootdisk
            disk:
              bus: virtio
          interfaces:
          - name: default
            masquerade: {}
      networks:
      - name: default
        pod: {}
      volumes:
      - name: rootdisk
        dataVolume:
          name: my-vm-disk

Live Migration

Live Migration（即時遷移） 可以在不停機的情況下，把 VM 從一個 Node 移到另一個：

# 觸發 Live Migration
virtctl migrate my-vm

# 查看遷移狀態
oc get vmim

Live Migration 的用途：

Node 維護時不中斷服務
資源平衡
硬體升級

Live Migration 需求：

共享儲存（所有 Node 都能存取）
足夠的網路頻寬
目標 Node 有足夠資源

快照與備份

VM 快照讓你保存某個時間點的狀態：

apiVersion: snapshot.kubevirt.io/v1alpha1
kind: VirtualMachineSnapshot
metadata:
  name: my-vm-snapshot
spec:
  source:
    apiGroup: kubevirt.io
    kind: VirtualMachine
    name: my-vm

還原快照：

apiVersion: snapshot.kubevirt.io/v1alpha1
kind: VirtualMachineRestore
metadata:
  name: my-vm-restore
spec:
  target:
    apiGroup: kubevirt.io
    kind: VirtualMachine
    name: my-vm
  virtualMachineSnapshotName: my-vm-snapshot

模板管理

OpenShift Virtualization 內建多種 VM 模板：

RHEL 7/8/9
CentOS Stream
Fedora
Windows Server（需要自備授權）

也可以建立自訂模板，預先設定 CPU、記憶體、網路等配置。

架構設計

組件架構

OpenShift Virtualization 主要組件：

組件	功能
virt-controller	管理 VM 生命週期
virt-handler	每個 Node 上的代理
virt-launcher	包含 VM 的 Pod
virt-api	提供 API endpoint
CDI（Containerized Data Importer）	匯入 VM 磁碟映像

架構圖：

┌─────────────────────────────────────────────┐
│                 Control Plane                │
│  ┌───────────────┐  ┌───────────────┐       │
│  │ virt-api      │  │ virt-controller│       │
│  └───────────────┘  └───────────────┘       │
├─────────────────────────────────────────────┤
│                  Worker Node                 │
│  ┌───────────────┐  ┌───────────────────┐   │
│  │ virt-handler  │  │ virt-launcher (Pod)│   │
│  │               │  │  ┌─────────────┐  │   │
│  │               │  │  │    VM       │  │   │
│  └───────────────┘  └──┴─────────────┴──┘   │
└─────────────────────────────────────────────┘

網路設計

OpenShift Virtualization 支援多種網路模式：

模式	說明	適用場景
Pod Network（masquerade）	VM 使用 Pod 網路	一般用途，簡單
Bridge	直接連接實體網路	需要固定 IP
SR-IOV	直接存取實體網卡	高效能需求

Pod Network（預設）：

VM 使用跟 Pod 一樣的網路，透過 NAT 存取外部：

spec:
  template:
    spec:
      networks:
      - name: default
        pod: {}
      domain:
        devices:
          interfaces:
          - name: default
            masquerade: {}

Bridge Network：

VM 直接橋接到實體網路，可以有獨立的 IP：

spec:
  template:
    spec:
      networks:
      - name: bridge-net
        multus:
          networkName: br-external
      domain:
        devices:
          interfaces:
          - name: bridge-net
            bridge: {}

儲存設計

VM 磁碟用 DataVolume 管理，底層是 PVC：

apiVersion: cdi.kubevirt.io/v1beta1
kind: DataVolume
metadata:
  name: my-vm-disk
spec:
  source:
    http:
      url: "https://download.example.com/rhel9.qcow2"
  pvc:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    resources:
      requests:
        storage: 50Gi
    storageClassName: ocs-storagecluster-ceph-rbd

儲存類型選擇：

存取模式	說明	支援 Live Migration
ReadWriteOnce（RWO）	單節點讀寫	否
ReadWriteMany（RWX）	多節點讀寫	是

Live Migration 需要 RWX 儲存（如 ODF、NFS）。

安裝與設定

前置需求

硬體需求：

支援虛擬化的 CPU（Intel VT-x 或 AMD-V）
Worker Node 至少 16GB RAM
建議使用 SSD 儲存

軟體需求：

OpenShift 4.12 或更新版本
Bare Metal 或支援巢狀虛擬化的環境

確認虛擬化支援：

# 在 Worker Node 上檢查
cat /proc/cpuinfo | grep -E "(vmx|svm)"

安裝 Operator

透過 Web Console：

進入 Operators → OperatorHub
搜尋 OpenShift Virtualization
點擊 Install
選擇 openshift-cnv namespace
等待安裝完成

透過 CLI：

# 建立 Namespace
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: openshift-cnv
---
# 建立 OperatorGroup
apiVersion: operators.coreos.com/v1
kind: OperatorGroup
metadata:
  name: kubevirt-hyperconverged-group
  namespace: openshift-cnv
spec:
  targetNamespaces:
  - openshift-cnv
---
# 訂閱 Operator
apiVersion: operators.coreos.com/v1alpha1
kind: Subscription
metadata:
  name: hco-operatorhub
  namespace: openshift-cnv
spec:
  source: redhat-operators
  sourceNamespace: openshift-marketplace
  name: kubevirt-hyperconverged
  channel: stable

建立 HyperConverged

安裝 Operator 後，需要建立 HyperConverged 資源來啟用功能：

apiVersion: hco.kubevirt.io/v1beta1
kind: HyperConverged
metadata:
  name: kubevirt-hyperconverged
  namespace: openshift-cnv
spec:
  infra: {}
  workloads: {}

等待所有 Pod 就緒：

oc get pods -n openshift-cnv

建立虛擬機

從模板建立

Web Console 提供最簡單的方式：

進入 Virtualization → Catalog
選擇作業系統模板（如 RHEL 9）
設定名稱、CPU、記憶體
選擇儲存類型
點擊 Create VirtualMachine

從 ISO 安裝

上傳 ISO 並建立 VM：

# 建立 DataVolume 存放 ISO
apiVersion: cdi.kubevirt.io/v1beta1
kind: DataVolume
metadata:
  name: windows-iso
spec:
  source:
    upload: {}
  pvc:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    resources:
      requests:
        storage: 6Gi
---
# 建立空白磁碟
apiVersion: cdi.kubevirt.io/v1beta1
kind: DataVolume
metadata:
  name: windows-disk
spec:
  source:
    blank: {}
  pvc:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    resources:
      requests:
        storage: 100Gi

上傳 ISO：

virtctl image-upload dv windows-iso \
  --image-path=/path/to/windows.iso \
  --uploadproxy-url=https://cdi-uploadproxy-openshift-cnv.apps.cluster.example.com

匯入現有 VM

從 QCOW2 或 VMDK 匯入：

apiVersion: cdi.kubevirt.io/v1beta1
kind: DataVolume
metadata:
  name: imported-disk
spec:
  source:
    http:
      url: "https://example.com/vm-disk.qcow2"
  pvc:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    resources:
      requests:
        storage: 50Gi

VMware 遷移

對於想從 VMware 離開的企業，OpenShift Virtualization 提供 MTV（Migration Toolkit for Virtualization）。

MTV 工具介紹

MTV 可以自動化地：

探索 VMware vSphere 環境
選擇要遷移的 VM
轉換磁碟格式（VMDK → QCOW2）
遷移到 OpenShift Virtualization

安裝 MTV

從 OperatorHub 安裝 Migration Toolkit for Virtualization：

apiVersion: operators.coreos.com/v1alpha1
kind: Subscription
metadata:
  name: mtv-operator
  namespace: openshift-mtv
spec:
  source: redhat-operators
  sourceNamespace: openshift-marketplace
  name: mtv-operator
  channel: release-v2.6

遷移規劃

Step 1：建立 Provider

連接 VMware vCenter：

apiVersion: forklift.konveyor.io/v1beta1
kind: Provider
metadata:
  name: vmware-source
  namespace: openshift-mtv
spec:
  type: vsphere
  url: https://vcenter.example.com/sdk
  secret:
    name: vmware-credentials

Step 2：建立 NetworkMap

對應 VMware 網路到 OpenShift 網路：

apiVersion: forklift.konveyor.io/v1beta1
kind: NetworkMap
metadata:
  name: network-mapping
  namespace: openshift-mtv
spec:
  map:
  - source:
      id: network-123
    destination:
      type: pod
  provider:
    source:
      name: vmware-source

Step 3：建立 StorageMap

對應儲存：

apiVersion: forklift.konveyor.io/v1beta1
kind: StorageMap
metadata:
  name: storage-mapping
  namespace: openshift-mtv
spec:
  map:
  - source:
      id: datastore-456
    destination:
      storageClass: ocs-storagecluster-ceph-rbd
  provider:
    source:
      name: vmware-source

Step 4：建立 Plan 並執行

apiVersion: forklift.konveyor.io/v1beta1
kind: Plan
metadata:
  name: migration-plan
  namespace: openshift-mtv
spec:
  provider:
    source:
      name: vmware-source
    destination:
      name: host
  map:
    network:
      name: network-mapping
    storage:
      name: storage-mapping
  vms:
  - id: vm-789
    name: web-server-01

VMware 遷移是大工程，需要完善的規劃。預約架構諮詢，讓我們幫你制定遷移策略。

插圖：展示 MTV 遷移流程。從「VMware vSphere」出...

場景描述： 展示 MTV 遷移流程。從「VMware vSphere」出發，經過「探索 VM」→「建立 Network/Storage Map」→「建立遷移計畫」→「執行遷移」→「驗證測試」，最終到達「OpenShift Virtualization」。每個步驟用方框表示，箭頭連接各步驟。

視覺重點：

主要內容清晰呈現

必須出現的元素：

依據描述

需要顯示的中文字： 無

顏色調性： 專業、清晰

避免元素： 抽象圖形、齒輪

Slug: openshift-mtv-migration-flow

最佳實踐

資源規劃

CPU：

不要過度分配（overcommit）CPU
生產環境建議 CPU 預留比例 < 150%

記憶體：

VM 記憶體是實際佔用，不像容器
規劃時要計算所有 VM 的記憶體總和

儲存：

使用 SSD 或高效能儲存
Live Migration 需要 RWX 儲存
預留足夠空間給快照

安全設定

網路隔離：

使用 Network Policy 隔離 VM 流量
敏感 VM 放在獨立的 namespace

存取控制：

使用 RBAC 限制誰能管理 VM
敏感操作（如刪除）需要額外權限

# 限制只能啟動/停止 VM，不能刪除
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: vm-operator
rules:
- apiGroups: ["kubevirt.io"]
  resources: ["virtualmachines"]
  verbs: ["get", "list", "watch", "update", "patch"]
- apiGroups: ["kubevirt.io"]
  resources: ["virtualmachineinstances"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

監控日誌

監控：

VM 指標自動整合到 OpenShift Monitoring
可用 Prometheus 查詢 VM CPU、記憶體、網路

日誌：

VM 內部日誌需要安裝 Guest Agent
Guest Agent 也提供額外指標

常見問題 FAQ

Q1：OpenShift Virtualization 跟 VMware 比效能如何？

效能取決於底層硬體和設定。KubeVirt 使用 QEMU/KVM，這是 Linux 原生的虛擬化技術，效能成熟穩定。對於一般工作負載，效能差異不大。高效能需求（如資料庫）可以用 SR-IOV 網路和專用儲存優化。

Q2：所有 VM 都能遷移過來嗎？

大部分 Linux 和 Windows VM 可以遷移。但有些情況需要注意：（1）使用 VMware 專屬功能（如 vSphere HA）的 VM 需要重新設計高可用機制；（2）授權綁硬體的軟體可能需要重新授權；（3）某些老舊 OS 可能需要驅動程式調整。

Q3：Live Migration 會中斷服務嗎？

正常情況下不會。Live Migration 會先複製記憶體，最後才切換執行位置，切換時間通常只有毫秒級。但如果 VM 記憶體寫入非常頻繁，可能需要多次迭代複製，遷移時間會拉長。

Q4：可以混用容器和 VM 的應用嗎？

可以。這是 OpenShift Virtualization 的核心價值。容器和 VM 可以：（1）使用同一個 Service 暴露；（2）透過 Service 互相呼叫；（3）共用監控和日誌。例如前端跑容器，後端資料庫跑 VM。

Q5：授權費用怎麼算？

OpenShift Virtualization 包含在 OpenShift Container Platform 訂閱中，不需要額外付費。但要注意：（1）VM 內的 OS 授權（如 Windows）需要另外處理；（2）遷移來的 VM 軟體授權可能需要確認；（3）硬體資源成本要算進去。

想把 VM 和容器統一管理？

OpenShift Virtualization 是答案，但架構設計要做對。從儲存規劃到網路設計，每個決策都會影響後續的遷移成本和維運效率。

預約架構諮詢，讓我們評估你的混合工作負載需求。

參考資源

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