1 \section{Windows в Xen}

2

3 Здесь рассматривается процедура подготовки и запуска домена с Windows в системе виртуализации Xen на платформе с аппаратной поддержкой виртуализации (HVM). Выполнять Windows в паравиртуальном режиме (т.е. без использования аппаратных архитектурных расширений виртуализации) на сегодняшний день нельзя. Возможно, это можно будет сделать в будущем.

4

5 \section{Предварительные требования}

6 В первую очередь, для установки Windows XP, как и любой другой не портированной на Xen системы,

7 необходима поддержка центральным процессором технологии виртуализации Intel®Virtualization Technology (VT) или Pacifica (AMD).

8 Информацию о поддержке процессорами аппаратной виртуализации можно посмотреть на странице Аппаратные требования Xen.

9 Поддержка аппаратной виртуализации должна быть и у Xen.

10

11 \subsection{Поддержка VMX}

12 Убедиться в наличии поддержки VMX можно так.

13

14 Для процессоров Intel:

15 \begin{verbatim}

16 # xm dmesg | grep VMX

17 (XEN) VMXON is done

18 (XEN) VMXON is done

19 ...

20 \end{verbatim}

21

22 Если используется процессор AMD:

23 \begin{verbatim}

24 # xm dmesg | grep -i svm

25 (XEN) AMD SVM Extension is enabled for cpu 0.

26 (XEN) AMD SVM Extension is enabled for cpu 1.

27 \end{verbatim}

28

29 В общем случае:

30 \begin{verbatim}

31 # xm info | grep caps

32 hw_caps : 178bfbff:ebd3fbff:00000000:00000010:00002001:00000000:0000001f

33 xen_caps : xen-3.0-x86_32p hvm-3.0-x86_32 hvm-3.0-x86_32p

34 \end{verbatim}

35

36 hvm-3.0-x86\_32 говорит о том, что XEN успешно обнаружил процессор, который поддерживает технологии Intel VT или AMD-V.

37

38 Если у вас другое сообщение, но вы уверены, что у процессора есть архитектурные расширения виртуализации, то проверьте настройки BIOS и,

39 если вы этого ещё не сделали, задействуйте поддержку VT.

40

41 Возможно, BIOS вашей материнской платы искусственно отключает виртуализацию.

42 В этом случае нужно обновить или исправить BIOS (см. например GA-M59SLI-S4)

43

44 \section{Конфигурационный файл домена}

45 В терминологии Xen гостевые домены, исполняющиеся в режиме аппаратной виртуализации называются HVM-доменами (Hardware Virtualization Mode).

46 Для облегчения процесса настройки существует пример конфигурационного файла такого домена

47 (при установке из исходников он называется \texttt{/etc/xen/xmexample.hvm}; при установке из пакетов путь может быть другим).

48 Множество параметров, использующихся в этом файле,

49 шире чем в конфигурационном файле паравиртуального домена:

50 \begin{itemize}

51 \item \textbf{kernel} — VMX firmware loader, для HVM-домена обычно \texttt{hvmloader}

52 \item \textbf{builder} — Тип домена. Для HVM-домена обязательно \texttt{hvm}

53 \item \textbf{acpi} — Поддержка ACPI внутри HVM-домена, по умолчанию равно \dq{}0\dq{} (отключено)

54 \item \textbf{apic} — Поддержка APIC внутри HVM-домена, по умолчанию равно \dq{}0\dq{} (отключено)

55 \item \textbf{pae} — Поддержка PAE внутри HVM-домена, по умолчанию равно \dq{}0\dq{} (отключено)

56 \item \textbf{vif} — Описание сетевых интерфейсов. Представляет собой список строк, каждая из которых описывает один интерфейс. В каждой строке, соответствующей интерфейсу, обязательно должен присутствовать компонент \texttt{bridge}, указывающий к какому мосту подключён интерфейс. Опционально может указываться MAC-адрес интерфейса (по умолчанию генерируется случайным образом внутри диапазона, выделенного Xen Source). Здесь же может задаваться модель эмулируемой сетевой карты (параметр \texttt{model}).

57 \item \textbf{disk} -- Определяет дисковые устройства, к которым гостевой домен должен иметь доступ. Если для домена используется физический носитель в качестве диска, то он должен быть описан строкой типа:

58 \end{itemize}

59 \begin{verbatim}

60 phy:UNAME,DEV,MODE

61 \end{verbatim}

62 где \textbf{UNAME} -- имя устройства, \textbf{DEV} -- имя диска, как его видит домен и \textbf{MODE} принимает значения \textbf{r} для read-only и \textbf{w} для read-write. Раньше нужно было ещё указывать параметр \texttt{ioemu}, сейчас это уже не обязательно \url{http://lists.xensource.com/archives/html/xen-devel/2006-08/msg00369.html}.

63

64 Если используется образ диска, находящийся в файле, то строка принимает вид:

65 \begin{verbatim}

66 file:FILEPATH,DEV,MODE

67 \end{verbatim}

68

69 Если используется больше одного диска, то они разделяются запятой. Например:

70 \begin{verbatim}

71 disk = ['file:/var/images/image1.img,hda,w', 'file:/var/images/image2.img,hdb,w']

72 \end{verbatim}

73

74 Если какой-то из образов является образом компакт-диска, и предполагается, что в виртуальной машине должен эмулироваться привод CD-ROM, нужно использовать суффикс \texttt{:cdrom} в описании диска:

75 \begin{verbatim}

76 disk = ['file:/var/images/image1.img,hda,w', 'file:/var/images/image2.iso,hdc:cdrom,w']

77 \end{verbatim}

78

79 CD-ROM\rq{}ов может быть несколько.

80 \begin{itemize}

81 \item \textbf{boot} — Загрузка с floppy (a), hard disk (c) или CD-ROM (d).

82 \item \textbf{device\_model} — Инструмент эмуляции устройств для HVM-домена. Обычно \texttt{qemu-dm}

83 \item \textbf{sdl} — Задействует библиотеку SDL для отображения графики, по умолчанию равно \dq{}0\dq{} (отключено)

84 \item \textbf{vnc} — Задействует библиотеку VNC для отображения графики, по умолчанию равно \dq{}0\dq{} (отключено)

85 \end{itemize}

86 Пользователь может использовать \textbf{vncviewer} для подключения к домену. Например:

87 \begin{verbatim}

88 $ vncviewer domain0_IP_address:0

89 \end{verbatim}

90

91 \begin{itemize}

92 \item \textbf{vncconsole} — Нужно ли автоматически запускать \textbf{vncviewer} при старте домена. Имеет смысла только если \texttt{vnc=1}. По умолчанию равно 0.

93 \item \textbf{serial} — Перенаправление последовательных портов гостевого домена на файл устройства в домене 0.

94 \item \textbf{usb} — Включение поддержки USB без указания специфического устройства. По умолчанию эта функция отключена, в случае же определения параметра usbdevice, ее необходимо задействовать.

95 \item \textbf{usbdevice} — Включение поддержки конкретных устройств. Например, поддержка мыши PS/2 через USB:

96 \end{itemize}

97

98 \begin{verbatim}

99 usbdevice='mouse'

100 \end{verbatim}

101

102 \begin{itemize}

103 \item \textbf{localtime} — Установка локального времени. По умолчанию равно \dq{}0\dq{}, т.е UTC

104 \item \textbf{soundhw} — Тип звукового устройства для эмуляции. Обычно \texttt{sb16}

105 \item \textbf{full-screen} — Поддержка полноэкранного режима.

106 \item \textbf{nographic} — Не использовать графический интерфейс, работать только через консоль. В этом случае опции \rq{}sdl\rq{} или \rq{}vnc\rq{} не работают.

107 \end{itemize}

108

109 \section{Создание дискового раздела для гостевой системы}

110 Создаем образ диска Xen:

111

112 \begin{verbatim}

113 # mkdir -p /root/xenimages

114 # cd /root/xenimages

115 # dd if=/dev/zero of=WS128.img bs=1M count=4096

116 \end{verbatim}

117

118 Также необходимо создать ISO-образ системы Windows XP, который мы собираемся использовать при инсталляции. В данном случае, разместим его в каталоге \texttt{/root/xenimages}.

119

120 На основе эталонного файла конфигурации создадим свой собственный:

121

122 \begin{verbatim}

123 # cat /etc/xen/winxp

124 kernel = "hvmloader"

125 builder='hvm'

126 memory = 512

127 name = "winxp"

128 vcpus=1

129 pae=0

130 acpi=0

131 apic=0

132 cpus = ""

133 vif = [ 'bridge=xenbr0' ]

134 disk = [

135 'file:/root/xenimages/winXP128.img,hda,w',

136 'file:/root/xenimages/en_winxp_pro_with_sp2.iso,hdc:cdrom,r'

137 ]

138 on_poweroff = 'destroy'

139 on_reboot = 'destroy'

140 on_crash = 'destroy'

141 device_model = 'qemu-dm'

142 boot='d'

143 sdl=0

144 vnc=1

145 vncconsole=0

146 stdvga=0

147 serial='pty'

148 \end{verbatim}

149

150 Обратите внимание на то, что указан параметр \texttt{boot=\rq{}d\rq{}}, что необходимо для установки.

151 Впоследствии его необходимо заменить на \texttt{boot=\rq{}c\rq{}}. Доступ к гостевому домену будет осуществляться через VNC, использование SDL не предполагается.

152

153 \section{Запуск домена и инсталляция гостевой системы}

154 Начинаем установку и подсоединяемся к домену с помощью VNC. Для этого сразу после создания домена запускаем \textbf{vncviewer}.

155

156 \begin{verbatim}

157 # xm create /etc/xen/winxp

158 Using config file "/etc/xen/winxp".

159 Started domain Winxp

160 % vncviewer :0

161 \end{verbatim}

162

163 С установкой могут быть проблемы. Можно попробовать решить проблему так: на экране установки, предлагающем нажать F6 для установки SCSI или RAID контроллера, надо нажать F5 и выбрать пункт \texttt{Standard PC} из предложенного меню.

164

165 \begin{verbatim}

166 ACPI Multiprocessor PC

167 ACPI Uniprocessor PC

168 Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) PC

169 Compaq SystemPro Multiprocessor or 100% Compatible PC

170 MPS Uniprocessor PC

171 MPS Multiprocessor PC

172 Standard PC

173 Standard PC with C-Step i486

174 Other

175 \end{verbatim}

176

177 После того как программа установки Windows отформатирует диск и скопирует на него необходимые файлы, выполняется перезагрузка. В соответствии с файлом конфигурации,

178 виртуальная машина при перезагрузке будет завершена, и нам предоставится возможность отредактировать параметр \texttt{boot=\rq{}c\rq{}},

179 после чего виртуальную машину можно будет запускать вновь и соединяться с её консолью:

180

181 \begin{verbatim}

182 # xm create /etc/xen/winxp

183 Using config file "/etc/xen/winxp".

184 Started domain winxp

185 % vncviewer :0

186 \end{verbatim}

187

188

189 \subsection{Паравиртуальные драйверы}

190

191 Аппаратная виртуализация берёт на себя основные трудности по переключению контекстов гостевых операционных систем и хост-системы, но она ничего (пока что) не делает для ускорения ввода/вывода. Как только задача требует ввода/вывода любая система виртуализации (но не паравиртуализации!) существенно замедляет свою работу.

192

193 Одна из главных причин разработки и использования паравиртуальных драйверов — возможность существенного повышения производительности работы гостевых систем, работающих в режиме полной виртуализации.

194

195 Во второй половине 2007 года появились первая реализация свободных паравиртуальных драйверов под Windows, сделанная Джеймсом Харпером (James Harper).

196

197 В конце 2007 года вышла версия 0.5.0 драйверов, которые можно рассматривать как экспериментальные. Их можно ставить в виртуальную машину и играться с ними, но их пока что ни в коем случае не стоит использовать на производственных системах.

198

199 В настоящий момент свободные паравиртуальные драйверы Xen для Windows находятся в сыром состоянии и могут использоваться исключительно в экспериментальных целях.

200

201 Последняя известная (на момент правки) версия свободных паравиртуальных драйверов — 0.9.10.

202

203 \subsection{Проброс PCI-устройств внутрь домена Windows}

204

205 Начиная с Xen 3.2.0 при наличии в системе аппаратной поддерживи виртуализации ввода/вывода

206 Intel VT-d (не путать с виртуализацией процессора VT-x!)

207 существует возможность выполнять монопольное выделение PCI-устройства

208 домену Xen.

209 Раньше это было возможно для паравиртуальных доменов, но было невозможно для

210 HVM-доменов, а именно в таком исполняется Windows.

211

212 При выполнении проброс PCI-устройства Windows работает с ним напрямую,

213 на полной скорости, и использую собственные драйвера.

214 Это позволяет обойти проблемы с производительностью, которые есть при эмуляции устройств,

215 а также задействовать все возможности устройства, о которых знает драйвер.

216

217 При выделении устройства гостевому оно становится

218 недоступным для домена 0 и используется гостевым доменом монопольно.

219

220 Графический адаптер является очень специфическим устройством,

221 монопольное выделение которого пока не поддерживается.

222 Это означает, что запускать Counter Strike внутри гостевого

223 домена Xen и при этом напрямую использовать графическую карту

224 пока не получится.

225

226 \subsection{Вопросы и ответы}

227 \textbf{Вопрос: Виртуальная машина начала загружаться с образа компакт-диска или жёсткого диска. Спустя некоторое время её экран стал чёрным. Потреблённое процессорное время увеличивается, значит виртуальная машина работает. Но на экране нет никакой реакции. Что делать?}

228

229 Да, скорее всего виртуальная машина нормально работает.

230 Подключение к экрану виртуальной машины выполняется через VNC,

231 при смене разрешения экрана (а при загрузке Windows

232 именно это и происходит) нужно переподключаться,

233 то есть закрывать VNC-клиент, а потом запускать его вновь.

234

235 \textbf{Вопрос: не успел нажать никакую кнопку, когда было соответствующее приглашение при загрузке с компакт-диска, и виртуальная машина попыталась загрузиться с пустого жёсткого диска. А как вообще указать откуда именно будет выполняться загрузка виртуальной машины?}

236

237 Откуда именно будет загружаться виртуальная машина

238 определяется её конфигурационным файлом, а точнее параметром

239 \texttt{boot}, указанном в нём.

240 привода CDROM.

241

242 \begin{itemize}

243 \item \texttt{boot=\rq{}d\rq{}} — загружаться с CDROM\rq{}а (мнемоническое правило — «с диска D:» )

244 \item \texttt{boot=\rq{}c\rq{}} — загружаться с диска (мнемоническое правило — «с диска C:» )

245 \end{itemize}

246

247 \textbf{Вопрос: должен ли работать звук в виртуальной машине при подключении через RDP?}

248

249 Звук должен работать и работает.

250 Звук действительно можно прослушать только при подключении при помощи \textbf{rdesktop} по протоколу RDP.

251 Вообще с системой работать удобнее через RDP, чем через служебное VNC-подключение.

252

253 При заходе через \textbf{rdesktop}, для того чтобы

254 звук проигрывался локально, используйте ключ \textit{-rsound}:

255 \begin{verbatim}

256 rdesktop -rsound 192.168.1.1

257 \end{verbatim}

258

259 \textbf{Вопрос: мышь внутри виртуальной машины и точка-курсор соответствующая указателю VNC-клиента разбегаются. При использовании RDP-подключения такого нет. Почему?}

260

261 Расхождение одной и второй мыши связано с тем,

262 что \textbf{qemu-dm} эмулирует мышь, устройство относительно позиционирования,

263 на основе информации полученной от VNC-подключения, устройства абсолютного позиционирования.

264 Эмуляция выполняется с допущениями, поэтому точного совпадения курсоров нет.

265

266 VNC-подключение имеет множество других ограничений в сравнении с RDP,

267 и его стоит рассматривать как аварийный вариант.

268 Если возможности использовать RDP-подключение нет, стоит рассмотреть хотя бы возможность

269 использования полноценного VNC-сервера внутри виртуальной машины.

270

271 Если вы всё же используете встроенный VNC, то желательно отключить аппаратное ускорение мыши в Control Panel,

272 или перейти на эмуляцию другого устройства (не мыши, а планшета) в Xen.

273 Иначе у вас будет два курсора, одному из которых будет соответствовать ваша реальная мышь, а вторым виртуальная.

274

275 \textbf{Вопрос: Как поменять образ компакт-диска внутри виртуальной машины без её перезапуска?}

276

277 Есть два метода. Один для домашнего использования (он является небезопасным и по умолчанию в новых версиях Xen блокируется; чтобы использовать, его надо явно разрешать)

278 и второй — промышленный.

279

280 Первый способ.

281 В VNC-окне нажать ctr-alt-2, что переключит вас на консоль \textbf{qemu}.

282 Дальше использовать \textbf{eject} и прочие команды для смены диска.

283 После того как образ заменён, нажать ctrl-alt-1 (не F1! не путайте!) для возврата в консоль (графическую) гостевой операционной системы.

284

285 По умолчанию в новых версиях Xen эта возможность отключена.

286 Для того чтобы её включить, нужно указать в конфигурационном

287 файле домена

288

289 \begin{verbatim}

290 monitor=1

291 \end{verbatim}

292

293 (однако это считается небезопасным, см. ниже).

294

295 Второй: использовать \textbf{xm} \texttt{block-attach}, \textbf{xm} \texttt{block-detach}

296 (подробнее: Xen-block-attach).

297

298 Второй метод намного более правильный и более безопасный (первый является небезопасным, поскольку из консоли \textbf{qemu} можно сделать с доменом всё что угодно,

299 и, естественно, что это абсолютно не зависит от того, под каким пользователем вы вошли в гостевой домен).

300 Кроме того, второй метод позволяет менять не только компакт-диски, но и жёсткие дискаи и сетевые карты

301 (это касается PV-доменов, у HVM-доменов этот метод будет работать только при использовании паравиртуальных драйверов).

302

303 \textbf{Вопрос: Можно ли запускать HVM-домены на серверах с ОЗУ более 4 GB? В системе х86\_64 с 4GB ядро зависает с сообщением:\dq{}agpgart: Detected an Intel 965G Chipset.\dq{}, с 3GB — нормально.}

304

305 Это нормально.

306 Точнее, это не совсем нормально, но это возможно.

307

308 Можно попробовать следующие решения:

309

310 \begin{enumerate}

311 \item Использовать параметр ядра \texttt{agp=off};

312 \item Добавить модуль intel\_agp в чёрный список незагружаемых модулей;

313 \item Включить в BIOS фичу Memory Remap Feature (если она есть); это должно быть в конфигурации северного моста;

314 \item Использовать AMD.

315 \end{enumerate}

316

317 \textbf{Вопрос: На сервере 8Гб памяти, но больше 4 на гостевую систему в свободной версии xen выделить не получается. Поддержка PAE включена.}

318

319 Вероятно, речь идёт о гостевом HVM-домене (потому что если это PV-домен и он не видит >4G, то это странно вдвойне).

320 Скорее всего, проблема связана с багом \#971, из-за которого действительно нельзя было увидеть больше 4G памяти в HVM-домене.

321 Если так, то он уже давно исправлен и этой проблемы быть не должно.

322

323 Проверьте, что у вас:

324 \begin{enumerate}

325 \item Если в HVM-домене запускается Linux, ядро под которым запускается HVM-домен, имеет поддержку PAE. (это HVM, поэтому может работать и ядро без PAE на хосте с PAE, но конечно видеть >4G оно при этом не будет)

326 \item Если в HVM-домене запускается Windows, в конфигурации загрузчика (boot.ini) присутствует ключ /PAE

327 \end{enumerate}

328

329 \textbf{Вопрос: как передать Windows-системе, запущенной внутри домена Xen, флоппи-диск, если есть его образ?}

330

331 Используйте параметр \texttt{fda} в конфигурационном файле.

332

333 \begin{verbatim}

334 fda='/iso/winxp.img'

335 \end{verbatim}

336

337 \section{Дополнительная информация}

338 \subsection{Описание процесса запуска Windows в домене XenU}

339 \begin{itemize}

340 \item \htmladdnormallinkfoot{Инсталляция Windows XP в HVM-домене Xen}{http://xgu.ru/wiki/xen/winxp} (рус.)

341 \end{itemize}

342