1 \section{Преобразование независимых систем в виртуальные домены Xen}

2

3 Здесь описывается как выполнять систему, установленную на компьютере,

4 внутри домена Xen или с помощью эмулятора QEMU, исполняющегося на другом компьютере.

5 Может быть полезно при консолидации и виртуализации систем,

6 при работе с устаревшими системами, при тестировании.

7

8 \subsection{Идея}

9 В связи с постоянным увеличением вычислительной мощности и объёма оперативной памяти машин, наблюдающимся в настоящее время, большую популярность приобретает идея виртуализации систем. В особенности популярным этот подход становится

10 при построении серверной инфраструктуры.

11

12 Виртуализированная серверная инфраструктура редко строится с нуля. Чаще всего существует парк физических (не виртуализированных) серверов, которые безостановочно работают, выполняя возложенные на них задачи.

13 Нередко для хранения информации (операционной системы, программного обеспечения и данных) эти серверы используют не внешние хранилища, а собственные жётские

14 диски.

15

16 Виртуализация сервера в данном случае может быть выполнена одним из указанных способов:

17 \begin{enumerate}

18 \item \textit{Миграция служб.} В виртуальной системе новый сервер разворачивается с нуля. Затем на него переносятся службы старого сервера. После чего старый сервер выводится из эксплуатации.

19 \item \textit{Миграция операционной системы.} Старый сервер останавливается, а затем на нём по сети (с компакт-диска или другого внешнего носителя информации) запускается другая операционная система, которая экспортирует установленный в сервере жёсткий диск системе виртуализации. Система виртуализации исполняет операционную систему, проинсталированную на этом диске. При условии, что виртуализация удалась, данные переносятся на хранилище системы виртуализации и старый сервер выключается.

20 \end{enumerate}

21

22 Последний способ проще и быстрее, но он должен допускать возможность

23 временной, непродолжительной остановки сервера (на время запуска другой операционной системы, экспорта, запуска виртуальной машины поверх экспортированных данных).

24 В случае правильного выполнения всех операций простой в этом случае составит до 10 минут.

25

26 Обратите внимание что данные, расположенные на жёстком диске,

27 при загрузке новой операционной системы, выполнящей экспорт,

28 никак не используются. Загрузка выполняется по сети, с компакт-диска или другого внешнего носителя. Диск экспортируется для доступа к нему системы виртуализации. Изменения на диске может делать только сама операционная система, установленная на этом же диске, после того как она запущена в виртуальном домене.

29

30 Ниже детально рассматривается процесс миграции,

31 выполненный по второму сценарию.

32

33 \subsection{Постановка задачи}

34 Пусть есть две системы:

35 \begin{itemize}

36 \item \textit{Старая система} (old) --- система, которая должна быть экспортирована.

37 \item \textit{Xen-система} (xen) --- система, внутри которой должен исполняться домен под управлением экспортированной системы.

38 \end{itemize}

39

40 Необходимо создать новую виртуальную машину,

41 которая будет использовать в качестве жёсткого диска жёсткий диск удалённого хоста, экспортированный для доступа по сети с помощью протоколов сетевого доступа к дисковым хранилищам.

42

43 \subsection{Запуск второй операционной системы в домене Xen установленной на том же компьютере}

44 Рассмотрим для начала простейший случай, когда на одном компьютере

45 установлено две операционные системы.

46 Он отличается от интересующей нас задачии тем, что не нужно

47 выполнять экспорт диска как сетевого устройства.

48

49 Если на компьютере установлены две операционные системы,

50 и одна из них это Xenolinux (Xen + Linux),

51 то вторую можно запустить как пользовательский домен Xen.

52

53 Запуск систем, не подготовленных для использования в паравиртуальном домене Xen,

54 внутри Xen возможен только в том случае, если центральный процессор системы поддерживает аппаратную виртуализацию.

55 В противном случае вместо Xen можно использовать QEMU.

56

57 Операционная система, загруженная в родном режиме:

58

59 \begin{center} \resizebox{10cm}{!}{\includegraphics[width=12cm]{/var/lib/mediawiki/images/2/29/Win2003_native.JPG}}\\ \textit{}\end{center}

60

61 Конфигурационный файл домена Xen:

62

63 \begin{verbatim}

64 %$ egrep -v '^#|^\ *$' /etc/xen/win2003

65 kernel = "hvmloader"

66 builder='hvm'

67 memory = 512

68 shadow_memory = 8

69 name = "win2003"

70 acpi=1

71 vif = [ 'type=ioemu, bridge=br0' ]

72 disk = ['phy:/dev/hda,hda,w' ]

73 device_model = 'qemu-dm'

74 boot="c"

75 sdl=0

76 vnc=1

77 vnclisten="127.0.0.1"

78 stdvga=0

79 serial='pty'

80 soundhw='sb16'

81 \end{verbatim}

82

83 В данном случае операционная система Windows установлена

84 на жёсткий диск IDE, подключенный в системе в режиме Primary Master

85 (блочное устройство \texttt{/dev/hda}).

86

87 Старт домена выполняется стандартным образом:

88

89 \begin{verbatim}

90 %# xm create win2003

91 %# vncviewer 127.0.0.1:0

92 \end{verbatim}

93

94 Здесь вместо 0 может быть указан другой номер, в зависимости от номера

95 VNC-сеанса, который будет соответствовать заданному домену Xen.

96 Подробнее см. руководство пользователя Xen.

97

98 Домен Xen, загруженный с жёсткого диска:

99

100 \begin{itemize}

101 \item Процессор AMD 3000+

102 \item 512 Mb ОЗУ

103 \end{itemize}

104

105 \begin{figure}

106 \includegraphics[width=12cm]{/var/lib/mediawiki/images/b/bc/W2003_xen.png}

107 \end{figure}

108

109 На домен, в котором работает установленная операционная система

110 распространяются все те же законы, которые распространяются на систему, которая установлена в домен с нуля

111 традиционным способом.

112

113 \subsection{Запуск домена с экспортированного образа}

114 Если операционная система установлена не локально,

115 а на другом компьютере, необходимо каким-то образом его донести системе виртуализации, так что бы, грубо говоря, виртуальный домен увидел диск.

116

117 Процедура включает три шага:

118 \begin{enumerate}

119 \item Выполнить бездисковую загрузку старой системы \textit{old} под управлением Linux;

120 \item Выполнить экспорт диска загруженной системы \textit{old} с помощью AoE или iSCSI;

121 \item На работающей Xen-системе \textit{xen} запустить домен, который будет использовать экспортированный старой машиной.

122 \end{enumerate}

123

124 \subsubsection{Подготовка сервера бездисковой загрузки}

125 Детально процедура подготовки сервера бездисковой загрузки

126 описана на странице \htmladdnormallinkfoot{PXE}{http://xgu.ru/wiki/PXE}.

127 Ниже приводятся только примеры конфигурационных

128 файлов ключевых систем, использующихся в работе.

129

130 \paragraph{DHCP}

131 Конфигурация демона dhcpd в файле \textbf{/etc/default/dhcp}:

132

133 \begin{verbatim}

134 %$ egrep -v '^#|^\ *$' /etc/default/dhcp

135 INTERFACES="br0"

136 \end{verbatim}

137

138 Сам конфигурационный файл \textbf{/etc/dhcpd.conf}:

139

140 \begin{verbatim}

141 %$ egrep -v '^#|^\ *$' /etc/dhcpd.conf

142 option domain-name "clinika.com";

143 option domain-name-servers 192.168.15.254;

144 option subnet-mask 255.255.255.0;

145 default-lease-time 600;

146 max-lease-time 7200;

147 subnet 192.168.7.0 netmask 255.255.255.0 {

148 range 192.168.7.200 192.168.7.220;

149 option routers 192.168.7.254;

150 filename "pxelinux.0";

151 }

152 host clinika {

153 hardware ethernet 00:13:8f:49:b0:31;

154 fixed-address 192.168.7.253;

155 }

156 \end{verbatim}

157

158 \paragraph{TFTP}

159

160 \begin{verbatim}

161 %$ egrep -v '^#|^\ *$' /etc/default/tftpd-hpa

162 RUN_DAEMON="yes"

163 OPTIONS="-l -s /var/lib/tftpboot/ltsp/i386/"

164 \end{verbatim}

165

166 \paragraph{PXE}

167 Наполнение каталога TFTP-сервера.

168 Здесь присутствуют файлы загрузчика PXELINUX.

169

170 \begin{verbatim}

171 %$ ls -l /var/lib/tftpboot/ltsp/i386/

172 итого 10690

173 -rw-r--r-- 1 root root 203 2007-10-04 boot.msg

174 -rw-r--r-- 1 root root 80023 2007-07-11 config-2.6.21-2-486

175 lrwxrwxrwx 1 root root 23 2007-10-04 initrd.img -> initrd.img-2.6.21-2-486

176 -rw-r--r-- 1 root root 3691052 2007-10-04 initrd.img-2.6.21-2-486

177 -rw-r--r-- 1 root root 9519 2007-10-04 logo.16_1

178 lrwxrwxrwx 1 root root 20 2007-10-04 nbi.img -> nbi.img-2.6.21-2-486

179 -rw-r--r-- 1 root root 5019136 2007-10-04 nbi.img-2.6.21-2-486

180 -rw-r--r-- 1 root root 13944 2007-10-04 pxelinux.0

181 drwxr-xr-x 2 root root 104 2007-10-05 pxelinux.cfg

182 -rw-r--r-- 1 root root 780664 2007-07-11 System.map-2.6.21-2-486

183 lrwxrwxrwx 1 root root 20 2007-10-04 vmlinuz -> vmlinuz-2.6.21-2-486

184 -rw-r--r-- 1 root root 1319152 2007-07-11 vmlinuz-2.6.21-2-486

185 \end{verbatim}

186

187 Конфигурационный файл загрузчика PXELINUX:

188

189 \begin{verbatim}

190 clint:Dom0~$ cat /var/lib/tftpboot/ltsp/i386/pxelinux.cfg/default

191 DISPLAY boot.msg

192 TIMEOUT 150

193 DEFAULT vmlinuz

194 PROMPT 1

195

196 LABEL 2.6.21.2

197 KERNEL vmlinuz

198 APPEND nfsdir=192.168.7.254:/opt/ltsp/i386 lang=ru ramdisk_size=1000000

199 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.7.254:/opt/ltsp/i386/ ip=dhcp initrd=initrd.img

200 \end{verbatim}

201

202 \paragraph{Корневая файловая система, загружаемая по сети}

203 В каталоге \texttt{/opt/ltsp/i386/}

204 развёрнута операционная система Linux.

205 Инсталляция выполняется с помощью \textit{debootstrap}

206 или аналогичным способом.

207

208 В системе должны быть установлены пакеты:

209 \begin{itemize}

210 \item vblade

211 \end{itemize}

212

213 \subsubsection{Экспорт диска старой машины по сети}

214 Сервер, который будет экспортирован,

215 перезагружается и загружается

216 по сети.

217

218 После этого необходимо выполнить следующие действия.

219

220 Будем считать, что экспорт выполняется с помощью протокола

221 ATA over Ethernet.

222 Можно использовать другой протокол доступа к диску по сети.

223

224 Убедитесь, что загружен модуль \textbf{aoe}:

225

226 \begin{verbatim}

227 ltsp:~# lsmod | grep aoe

228 aoe 24416 0

229 \end{verbatim}

230

231 Экспортируйте диск \texttt{/dev/hda} (или другой -- тот, на котором установлена система) с помощью \textbf{vblade}:

232

233 \begin{verbatim}

234 ltsp:~# vblade 1 0 eth0 /dev/hda

235 pid 3344: e1.0, 78165360 sectors O_RDWR

236 \end{verbatim}

237

238 \subsubsection{Запуск домена с экспортированного образа}

239 На системе виртуализации

240 загрузите модуль \textbf{aoe}:

241

242 \begin{verbatim}

243 clint:Dom0~$ ls -l /dev/etherd

244 ls: /dev/etherd: Heт такого файла или каталога

245 %# modprobe aoe

246 aoe: aoe_init: AoE v22 initialised.

247 aoe: 00138f49b031 e1.0 v400c has 78165360 sectors

248 %# sudo lsmod | grep aoe

249 aoe 23456 0

250 \end{verbatim}

251

252 При этом

253 в \texttt{/var/log/messages}

254 должны появиться сообщения:

255

256 \begin{verbatim}

257 ... kernel: aoe: aoe_init: AoE v22 initialised.

258 ... kernel: aoe: 00138f49b031 e1.0 v400c has 78165360 sectors

259 ... kernel: etherd/e1.0: p2 < p5 p6 p7 p8 p9 > p3

260 \end{verbatim}

261

262 В каталоге \texttt{/dev/etherd}

263 должны появиться новые файлы устройств,

264 соответствующие обнаруженным дискам

265 ATA over Ethernet:

266

267 \begin{verbatim}

268 %# ls -l /dev/etherd/

269 итого 0

270 c-w--w---- 1 root disk 152, 3 2007-10-05 21:46 discover

271 brw-rw---- 1 root disk 152, 256 2007-10-05 21:57 e1.0

272 brw-rw---- 1 root disk 152, 258 2007-10-05 21:46 e1.0p2

273 brw-rw---- 1 root disk 152, 259 2007-10-05 21:46 e1.0p3

274 brw-rw---- 1 root disk 152, 261 2007-10-05 21:46 e1.0p5

275 brw-rw---- 1 root disk 152, 262 2007-10-05 21:46 e1.0p6

276 brw-rw---- 1 root disk 152, 263 2007-10-05 21:46 e1.0p7

277 brw-rw---- 1 root disk 152, 264 2007-10-05 21:46 e1.0p8

278 brw-rw---- 1 root disk 152, 265 2007-10-05 21:46 e1.0p9

279 cr--r----- 1 root disk 152, 2 2007-10-05 21:46 err

280 c-w--w---- 1 root disk 152, 4 2007-10-05 21:46 interfaces

281 c-w--w---- 1 root disk 152, 5 2007-10-05 21:46 revalidate

282 \end{verbatim}

283

284 Далее необходимо создать конфигурационный файл

285 нового домена Xen

286 или модифицровать существующий.

287

288 \begin{verbatim}

289 %$ egrep -v '^#|^\ *$' /etc/xen/win2k

290 kernel = "hvmloader"

291 builder='hvm'

292 memory = 512

293 shadow_memory = 8

294 name = "win2k"

295 acpi=1

296 vif = [ 'type=ioemu, bridge=br0' ]

297 disk = ['phy:/dev/etherd/e1.0,hda,w' ]

298 device_model = 'qemu-dm'

299 boot="c"

300 sdl=0

301 vnc=1

302 vnclisten="127.0.0.1"

303 stdvga=0

304 serial='pty'

305 soundhw='sb16'

306 \end{verbatim}

307

308 После чего запустить домен:

309

310 \begin{verbatim}

311 %@ xm create win2k

312 \end{verbatim}

313

314 \subsubsection{Результат запуска}

315 Старая машина, загруженная самостоятельно.

316 \begin{itemize}

317 \item Процессор Sempron 2600

318 \item 457968KB ОЗУ

319 \end{itemize}

320 \begin{center} \resizebox{10cm}{!}{\includegraphics[width=12cm]{/var/lib/mediawiki/images/b/b9/W2k.jpg}}\\ \textit{}\end{center}

321

322 Домен Xen, загруженный удалённо

323 с жёсткого диска старой системы:

324 \begin{itemize}

325 \item Процессор AMD 3000+

326 \item 523800KB ОЗУ

327 \end{itemize}

328 \begin{center} \resizebox{10cm}{!}{\includegraphics[width=12cm]{/var/lib/mediawiki/images/c/cd/W2k_2.png}}\\ \textit{}\end{center}

329

330 Другие изображения:

331

332 \begin{center} \resizebox{10cm}{!}{\includegraphics[width=12cm]{/var/lib/mediawiki/images/f/f9/W2k_0.png}}\\ \textit{}\end{center}

333 \begin{center} \resizebox{10cm}{!}{\includegraphics[width=12cm]{/var/lib/mediawiki/images/7/75/W2k_1.png}}\\ \textit{}\end{center}

334

335 Мы бы не смогли подключиться к этой системе удалённо

336 в момент запуска, поскольку сетевая подсистема ещё не работает.

337 Такие изображения можно сделать только при запуске машины

338 в виртуальной системе или в эмуляторе.

339

340 \subsubsection{Перенесение образа старой машины}

341 Если старый сервер должен быть выведен

342 из эксплуатации, необходимо скопировать

343 данные на новое место.

344

345 Домен соответствующий виртуализируемому серверу должен быть потушен в момент копирования!

346

347 Например, если перенос выполняется на том LVM:

348

349 \begin{verbatim}

350 %# lvcreate -L 20G -n server2003 /dev/XEN

351 %# dd if=/dev/etherd/e1.0 of=/dev/XEN/server2003

352 %# sed -i -e s@/dev/etherd/e1.0@/dev/XEN/server2003@ /etc/xen/win2003

353 \end{verbatim}

354

355

356 \subsection{Дополнительная информация}

357 \begin{itemize}

358 \item \htmladdnormallinkfoot{Экспорт установленной системы в домен Xen}{http://xgu.ru/wiki/xen/export} (рус.)

359 \end{itemize}