Linux (CachyOS) 下 Windows 虚拟机安装与使用指南

虽然 Linux 下很多场景可以通过 Wine 来运行 Windows 软件，但总有一些特殊场景 Wine 无法完美覆盖——比如某些专业的 Windows-only 办公软件、网银 U 盾驱动、或是依赖特定 Windows API 的行业工具。

这时，一台 Windows 虚拟机就是最佳的补充方案。在 Linux 上使用 KVM/QEMU + virt-manager 搭建 Windows 虚拟机，性能损失极小（接近原生），而且与宿主机无缝集成。

本文基于 CachyOS / KDE / Wayland 环境，参考 CachyOS Wiki - QEMU and VMM Setup 整理。

💡 不熟悉 KVM、QEMU、libvirt、SPICE 等概念？建议先阅读 虚拟化核心概念图解，了解这些组件的关系后再动手。

前提条件

检查 CPU 虚拟化支持

确保 CPU 支持硬件虚拟化，且已在 BIOS 中开启：

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lscpu

应该能看到 VT-x（Intel）或 AMD-V（AMD）字样。如果没看到，需要重启进 BIOS 开启。

检查 KVM 可用性

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ls /dev/kvm

如果存在 /dev/kvm 文件，说明 KVM 模块已加载。

1. 安装 QEMU/KVM 与 virt-manager

CachyOS 下安装很直接，一条命令搞定：

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sudo pacman -S qemu-full virt-manager swtpm

几个包的作用：

Windows 10 不需要 TPM，所以如果只装 Win10 可以不用 swtpm。但装 Windows 11 则必须要有 TPM 模块。

2. 配置 libvirt 服务

2.1. 防火墙后端配置

CachyOS（以及现代的 Arch Linux）默认使用 nftables 作为防火墙子系统。libvirt 从 9.x 版本开始原生支持 nftables 后端，通常能自动检测并正常运作，不需要手动干预。

如果你遇到虚拟机无法上网的问题，可以检查防火墙后端状态：

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# 查看当前 libvirt 防火墙后端
cat /etc/libvirt/network.conf | grep firewall_backend

如果该行被注释或不存在，libvirt 会自动选择可用的后端（优先 nftables）。需要显式指定时才取消注释：

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# /etc/libvirt/network.conf
# 二选一：
# firewall_backend = "nftables"   # 原生 nftables（推荐，现代 CachyOS 默认走这个）
# firewall_backend = "iptables"   # 通过 iptables-nft 兼容层（旧方案）

iptables-nft 兼容层：CachyOS 虽然底层是 nftables，但 iptables 命令仍然可用——它由 iptables-nft 包提供，会将 iptables 指令翻译为 nftables 规则。所以即使设置为 "iptables" 后端也能工作，但这不是必要的。

2.2. 将当前用户加入 libvirt 组

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sudo usermod -aG libvirt $USER

需要注销并重新登录才能生效，或者直接执行 newgrp libvirt 临时切换到新组。

2.3. 启动 libvirt 服务

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# 启动并启用 libvirt 守护进程
systemctl enable --now libvirtd.service
systemctl enable --now libvirtd.socket

# 设置默认网络自动启动
sudo virsh net-autostart default

2.4. 防火墙配置

如果不放行虚拟网络流量，虚拟机可能无法正常上网：

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sudo ufw route allow from 192.168.122.0/24

如果你使用 firewalld，libvirt 会自动添加相关规则，一般无需手动配置。

2.5. （可选）开启 QEMU User Session

如果你需要从外部直接访问虚拟机（如 SSH 连接）、或者需要 3D 加速，建议启用 User Session。

在 virt-manager 中：File -> Add Connection... → Hypervisor 下拉选择 QEMU/KVM user session 即可。

更多细节参考 CachyOS Wiki - QEMU User Session。

3. 准备安装介质

3.1. 下载 Windows 10 ISO

可以从微软官网下载：

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# 使用 wget 直接下载（注意替换为最新链接）
# 或者从浏览器访问微软官网下载页面

建议将 ISO 文件集中存放在一个目录，比如 ~/vm/isos/，方便 virt-manager 管理。

3.2. 下载 VirtIO 驱动 ISO

VirtIO 驱动是 KVM 虚拟机获得优秀磁盘/网络性能的关键：

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# 下载最新的 VirtIO 驱动 ISO
wget -O ~/vm/isos/virtio-win.iso https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/stable-virtio/virtio-win.iso

也可以在浏览器中打开 VirtIO 驱动下载页 手动下载。

4. 创建虚拟机与安装 Windows

4.1. 启动 virt-manager 并创建虚拟机

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virt-manager

点击 “创建新虚拟机”（带星号的屏幕图标），或 File -> New Virtual Machine，按向导逐步操作：

4.2. 正常安装

与普通 Windows 安装无异：选择磁盘 → 文件复制 → 自动重启 → 设置区域和账户。

4.3. 安装 VirtIO 驱动和 SPICE 工具

进桌面后，打开虚拟机的 CDROM（virtio-win ISO），运行 virtio-win-guest-tools.exe，勾选所有组件（Network、Storage、Video、Balloon 等）安装。

安装后即可获得：

• 鼠标无缝切换：鼠标自由穿梭，无需按热键
• 动态分辨率：virt-manager 窗口缩放时自动适配

安装完成后 重启虚拟机。

5. 配置虚拟机自动启动

如果这台 Windows 虚拟机是你日常高频使用的工具，可以设置为宿主机启动时自动启动：

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sudo virsh autostart win10

其中 win10 是虚拟机的名称，可以用 sudo virsh list --all 查看。

6. KDE/Wayland 下的日常使用

6.1. 启动方式

从应用菜单启动 Virtual Machine Manager，双击虚拟机即可开机和管理。

创建一个桌面快捷方式 ~/Desktop/win10-vm.desktop：

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[Desktop Entry]
Name=Windows 10 VM
Comment=Windows 10 虚拟机
Exec=virt-manager -c qemu:///system
Icon=computer
Terminal=false
Type=Application
Categories=System;

7. Host 与 Guest 文件共享

Virtio-fs 是 KVM/QEMU 官方推荐的虚拟机文件共享方案，通过共享内存在 Guest 和 Host 之间直接传输文件，不经过网络栈。配置完毕后，Host 上的共享目录会以驱动器（默认 Z:）的形式出现在 Windows 资源管理器中。

注意：Virtio-fs 在 Windows Guest 下走用户态 WinFsp 实现，大文件拷贝速度约 ~105 MB/s。日常传文档、图片完全够用；如果你需要频繁读写 GB 级别的大文件，建议另行研究 Samba 方案。

7.1. Host 侧配置（virt-manager GUI）

1. 打开 virt-manager，选中虚拟机 → “Open” → 点击蓝色 ⓘ 图标进入详情

2. 选择 “Memory” 标签，勾选 “Enable shared memory”

   如果看不到这个选项，需要在 XML 中手动添加（见下方）

3. 点击 “Add Hardware” → 选择 “Filesystem”

   • Driver: 选择 virtiofs
   • Source path: Host 上要共享的目录，比如 /home/你的用户名/vm-share/
   • Target path: 填写一个 mount tag（名字随意），比如 hostshare
   • 按需勾选 “Export filesystem as readonly mount”

   注意：Target path 不是 Windows 中的路径，它只是一个标识符（mount tag），稍后在 Guest 中通过它来挂载。

4. 点击 “Finish”，然后启动或重启虚拟机。

如果 virt-manager 中找不到 “Enable shared memory” 选项，可以手动编辑 XML：

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sudo virsh edit win10

在 <domain> 内添加：

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<memoryBacking>
  <source type='memfd'/>
  <access mode='shared'/>
</memoryBacking>

并在 <devices> 内添加：

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<filesystem type='mount' accessmode='passthrough'>
  <driver type='virtiofs' queue='1024'/>
  <source dir='/home/你的用户名/vm-share'/>
  <target dir='hostshare'/>
</filesystem>

7.2. Guest 侧配置（Windows）

Step 1: 下载并安装 WinFsp（Windows 文件系统代理，virtiofs 的依赖）

• 运行安装程序，保留默认选项（”Core” 组件）即可

Step 2: 安装 virtiofs 驱动（二选一）

• 方式 A（推荐）：运行之前下载好的 virtio-win-guest-tools.exe，确保 “Viofs” 组件被勾选（默认即勾选），然后一路 Next 完成安装。
• 方式 B（手动最小安装）：挂载 virtio-win ISO → 打开设备管理器 → 找到 “Other devices” 下的 “Mass Storage Controller” → 右键 → “Update driver” → “Browse my computer” → 选择 virtio-win ISO 所在驱动器（勾选 “Include subfolders”）→ 自动安装。

安装成功后，设备管理器的 “System devices” 下会出现 “VirtIO FS Device”。

Step 3: 启动 VirtIO-FS 服务

• 在 Windows 搜索栏输入 services，以管理员身份运行”服务”App
• 找到 “VirtIO-FS Service” → 右键 → “属性”
• 将 “启动类型” 改为 “自动”，然后点击 “启动” → “确定”

Step 4: 打开文件资源管理器，应该能看到一个新的驱动器（默认 Z:），内容就是 Host 上的共享目录。

如果没看到，重启 Windows 再试。virtiofs 默认从 Z: 开始向下查找可用的盘符。

8. 常见问题

Q: 虚拟机无法上网？

检查 libvirt 默认网络是否启动：

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sudo virsh net-list --all

如果 default 网络未启动，执行：

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sudo virsh net-start default

另外检查防火墙是否放行了 192.168.122.0/24 网段。

Q: 虚拟机性能差，感觉卡顿？

• 确认使用了 VirtIO 磁盘和网络驱动
• 检查 CPU 是否开启 “Copy host CPU configuration”
• 确认内存分配充足（Windows 10 至少 4GB）
• 可尝试在虚拟机显示设置中将 Video 模型从 QXL 改为 virtio（需要 VirtIO 驱动支持）

Q: 宿主机休眠/唤醒后虚拟机无法操作？

停止虚拟机后重新启动，或在 virt-manager 中点击 “Send Ctrl+Alt+Del” 尝试解锁。

Q: 如何备份虚拟机？

虚拟机的核心数据是磁盘镜像文件（.qcow2），默认存放在 /var/lib/libvirt/images/ 或 ~/vm/ 目录。可以直接复制备份：

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# 先停止虚拟机
sudo virsh shutdown win10

# 备份磁盘镜像
cp /var/lib/libvirt/images/win10.qcow2 /backup/path/

# 备份虚拟机配置
sudo virsh dumpxml win10 > win10.xml

Q: 如何卸载？

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# 删除虚拟机（会同时删除磁盘镜像，请先备份数据）
sudo virsh undefine win10 --remove-all-storage

# 卸载软件包
sudo pacman -Rns qemu-full virt-manager swtpm

参考

• CachyOS Wiki - QEMU and VMM Setup
• CachyOS Wiki - QEMU User Session
• Arch Wiki - QEMU
• Arch Wiki - libvirt
• libvirt - Sharing files with Virtiofs
• virtio-win - Virtio-fs Quick Start
• KVM - Windows Guest Drivers