Xen recipes #2: creazione di macchine virtuali

Una delle migliori feature di Xen, secondo mio modesto parere, è il supporto di due tipi di virtualizzazione. Quella più tradizionale, vera e propria emulazione di una macchina fisica, e quella che viene definita para-virtualizzazione.

La para-virtualizzazione è una variante della virtualizzazione in cui il sistema operativo host espone delle periferiche virtuali e non emulate al sistema operativo guest, il cui kernel deve essere scritto in modo appropriato per gestire queste periferiche (in parole povere il kernel para-virtualizzato sa di avere a che fare ad esempio con una VCPU anziché un processore vero). Questo kernel modificato è disponibile in quasi tutte le distro Linux ed in generale con sistemi operativi Unix based (Solaris, BSD, etc.). La para-virtualizzazione pertanto non può essere usata per far girare dei guest Windows.

Una macchina virtuale in XEN non è altro che un file di configurazione che elenca le proprietà e le periferiche emulate/passate nella macchina virtuale. Il template da usare, per

device_model = '/usr/lib/xen/bin/qemu-dm'
kernel = '/usr/lib/xen/boot/hvmloader'
builder = 'hvm'
memory = 4096
name = 'vm_name'
vif = [
        'type=ioemu, bridge=br0, mac=00:0b:27:1f:ed:75, model=e1000'
      ]
disk = [
        'phy:/dev/disk/by-id/scsi-SATA_SAMSUNG_HM640,ioemu:hda,w',
        'file:/xen/whs/install.iso,ioemu:hdc:cdrom,r'
]
pci = [
        '00:1d.0',  #front usb panel
]
boot = 'd'
vnc = 1
vncdisplay = 1
usb = 1
usbdevice = 'tablet'
vcpus = 4
localtime = 1

Le righe evidenziate sono quelle da modificare e che contengono il succo della configurazione della macchina virtuale.

Memory: quantità di RAM assegnata in MB
Name: nome della VM
Vif: contiene l’elenco delle schede di rete virtuali; è fondamentale settare correttamente il nome del bridge e creare un mac address ad hoc; se non si specifica il mac address ne verrà assegnato uno a caso diverso ad ogni avvio della macchina virtuale (Windows usa il mac address per l’attivazione)
Disk: l’elenco dei dischi fisici/virtuali da assegnare.
Pci: elenco delle schede PCI visibili al guest (richiede che il sistema supporti VT-d/IOMMU e che la scheda PCI sia sganciata dal sistema operativo host)
Vncdisplay: è la porta vnc da usare. 1 significa porta 5901, 2 significa 5902, ecc.
Vcpu: numero di CPU virtuali da assegnare

Prima di far partire la macchina virtuale bisogna però sganciare dal sistema host le periferiche PCI associate al guest. Per far ciò bisogna conoscere sia il PNP-id della periferica, sia l’indirizzo PCI associato.

Il secondo si ottiene usando il comando lspci che sul mio sistema sputa qualcosa del genere:

[…]
00:1d.0 USB Controller: Intel Series Chipset Family USB Enhanced 
        Host Controller #1 
01:00.0 VGA compatible controller: [FirePro V5700]
01:00.1 Audio device: ATI Technologies Inc RV710/730
[…]

Per ottenere il PNP-id va usato la variante:

lspci -n

che restituisce nel caso in esempio:

00:1d.0 0c03: 8086:1c26 (rev 04)
01:00.0 0300: 1002:949e
01:00.1 0403: 1002:aa38

A questo punto si ha a disposizione sia il PCI-id sia il PNP-Id e si può chiedere all’host di sganciare la periferica con questa serie di comandi prontamente trascritta in un file .sh:

echo "8086 1c26" >/sys/bus/pci/drivers/pci-stub/new_id
echo "0000:00:1d.0" >/sys/bus/pci/devices/0000:00:1d.0/driver/unbind
echo "0000:00:1d.0" >/sys/bus/pci/drivers/pci-stub/bind

La macchina virtuale poi può essere fatta partire via terminale sudato con:

xm create nome-file-configurazione

Una volta partita ci si può collegare usando un qualsiasi client VNC usando l’indirizzo IP della macchina host e la porta specificata nel file di configurazione. Nel caso in esempio poi tutte le periferiche USB collegate al controller PCI verranno viste nativamente dal sistema operativo guest (nel mio caso una stampante e una scheda audio USB).

Il passthru della scheda grafica richiede qualche piccola operazione dal lato client: vanno dapprima installati i driver della scheda grafica “fisica” assegnata, che verrà prontamente rilevata e riconosciuta dal sistema operativo guest, e in seguito va disabilitata la scheda grafica emulata tramite device manager. A causa di qualche problema di instabilità, il file di configurazione di Windows 7 contiene queste ulteriori due righe:

timer_mode = 2
viridian = 1

Last but not least l’uso di driver para-virtualizzati (firmati) disponibili a questa pagina può portare a qualche interessante miglioramento in termini di prestazioni delle periferiche ‘emulate’ (scheda di rete e hard drive).

Sulla necessità della seconda non sono però molto sicuro. E questo è quanto è necessario per ottenere ‘o miracol di una workstation completamente virtualizzata

Il prossimo appuntamento sarà dedicato alla para-virtualizzazione di Solaris.

-quack