Murray Stokely Contributed by Virtualization(虛擬機器) Synopsis 虛擬機器軟體可以讓同一台機器得以同時執行多種作業系統。 在 PC 上, 通常這類系統都是在宿主(host)機器上裝虛擬機器軟體,來跑一堆 guest OS 。 讀完這章,您將了解︰ host OS 以及 guest OS 的區別。 如何在 Linux 上以 &xen; 來安裝 FreeBSD。 如何在搭載 &intel; CPU 的 &apple; &macintosh; 電腦上安裝 FreeBSD 。 如何在虛擬機器對 FreeBSD 系統作性能調校,以取得最佳效能。 在開始閱讀這章之前,您需要︰ 瞭解 &unix; 及 FreeBSD 相關基本概念 ()。 知道如何安裝 FreeBSD()。 知道如何設定網路()。 知道如何以 ports/packages 來安裝應用程式 ()。 安裝 FreeBSD 為 Guest OS MacOS 上的 Parallels &mac; 版的 Parallels Desktop 乃是可用於搭配 &intel; CPU 以及 &macos; 10.4.6 以上的 &apple; &mac; 電腦的商業軟體。 FreeBSD 是其有完整支援的 guest OS 之一。 在 &macos; X 裝好 Parallels 後, 必須針對所欲安裝的 guest OS 來作相關的虛擬機器設定。 在 Parallels/&macos; X 上安裝 FreeBSD 在 &macos; X/Parallels 上安裝 FreeBSD 的第一步是新增虛擬機器。 如下所示,在提示視窗內請將 Guest OS Type 勾選為 FreeBSD 並依據自身需求來規劃硬碟容量跟記憶體的分配。 對大多數在 Parallels 使用的情況而言,大約 4GB 硬碟以及 512MB RAM 就夠用了: 接下來,選擇網路種類以及網路卡: 最後,儲存設定檔就完成設定了: 在 FreeBSD 虛擬機器新增後,就可以繼續以其安裝 FreeBSD。 安裝方面,比較好的作法是使用官方的 FreeBSD 光碟或者從官方 FTP 站下載 ISO image 檔。 若您的 &mac; 本機已經有該 ISO 檔, 或者 &mac; 的光碟機內有放安裝片,那麼就可以在 FreeBSD 的 Parallels 視窗右下角按下光碟片圖示。 接著會出現一個視窗,可以把虛擬機器內的光碟機設定到該 ISO 檔, 或者是實體光碟機。 設好光碟片來源之後,就可以按下重開機圖示以重開 FreeBSD 虛擬機器。 Parallels 會以特殊 BIOS 開機,並與普通的 BIOS 一樣會先檢查是否有光碟機。 此時,它就會找到 FreeBSD 安裝片,並開始在 內所介紹到的 sysinstall 安裝過程。 這時候也可順便裝 X11,但先不要進行相關設定。 完成安裝過程之後,就可以重開剛裝的 FreeBSD 虛擬機器。 在 &macos; X/Parallels 上設定 FreeBSD 把 FreeBSD 成功裝到 &macos; X 的 Parallels 之後,還需要作一些設定步驟, 以便將虛擬機器內的 FreeBSD 最佳化。 設定 boot loader 參數 最重要的步驟乃是藉由調降 來降低 Parallels 環境內 FreeBSD 的 CPU 佔用率。 可以在 /boot/loader.conf 內加上下列設定即可: kern.hz=100 若不作這設定,那麼光是 idle 狀態的 FreeBSD Parallels guest OS 就會在僅單一處理器的 &imac; 上佔了大約 15% 的 CPU 佔用率。 作上述修改之後,佔用率就會降至大約 5%。 設定新的 kernel 設定檔 可以放心把所有 SCSI、FireWire、USB 相關設備都移除。 Parallels 有提供 &man.ed.4; 的虛擬網卡,因此,除了 &man.ed.4; 以及 &man.miibus.4; 以外的其他網路卡也都可以從 kernel 中移除。 設定網路 可以替虛擬機器簡單用 DHCP 來設定與 &mac; 相同的 LAN 網路環境,只要在 /etc/rc.conf 內加上 ifconfig_ed0="DHCP" 即可完成。 其他進階的網路設定方式,請參考 Fukang Chen (Loader) Contributed by 在 Linux 透過 &xen; 跑 FreeBSD &xen; hypervisor 乃是開放源碼的 paravirtualization 產品,並由商業公司(XenSource)提供支援。 Guest OS 通常被稱為 domU domains,而 host OS 則是被稱為 dom0。 在 Linux 上建立 FreeBSD 虛擬機器的第一步,則是安裝 Linux dom0 的 &xen;。 在本例中, host OS 乃是 Slackware Linux。 在 Linux dom0 上設定 &xen; 3 從 XenSource 網站下載 &xen; 3.0 下載 xen-3.0.4_1-src.tgz 解壓縮 &prompt.root; cd xen-3.0.4_1-src &prompt.root; KERNELS="linux-2.6-xen0 linux-2.6-xenU" make world &prompt.root; make install 為 dom0 重新編譯 kernel: &prompt.root; cd xen-3.0.4_1-src/linux-2.6.16.33-xen0 &prompt.root; make menuconfig &prompt.root; make &prompt.root; make install 舊版的 &xen; 可能需要用 make ARCH=xen menuconfig 增加選項到 Grub 的 menu.lst 選單 修改 /boot/grub/menu.lst 加上下列設定: title Xen-3.0.4 root (hd0,0) kernel /boot/xen-3.0.4-1.gz dom0_mem=262144 module /boot/vmlinuz-2.6.16.33-xen0 root=/dev/hda1 ro 重開機並進入 &xen; 首先,修改 /etc/xen/xend-config.sxp 加上下列設定: (network-script 'network-bridge netdev=eth0') 接下來,就可以啟動 &xen; &prompt.root; /etc/init.d/xend start &prompt.root; /etc/init.d/xendomains start 現在 dom0 已經開始運作: &prompt.root; xm list Name ID Mem VCPUs State Time(s) Domain-0 0 256 1 r----- 54452.9 FreeBSD 7-CURRENT domU http://www.fsmware.com/ 下載搭配 &xen; 3.0 的 FreeBSD domU kernel 相關檔案 kernel-current mdroot-7.0.bz2 xmexample1.bsd xmexample1.bsd 設定檔放到 /etc/xen/,並修改 kernel 及 disk image 相關位置。 以下是示範的例子: kernel = "/opt/kernel-current" memory = 256 name = "freebsd" vif = [ '' ] disk = [ 'file:/opt/mdroot-7.0,hda1,w' ] #on_crash = 'preserve' extra = "boot_verbose" extra += ",boot_single" extra += ",kern.hz=100" extra += ",vfs.root.mountfrom=ufs:/dev/xbd769a" 其中 mdroot-7.0.bz2 檔要記得解壓縮之。 接下來,要修改 kernel-current 設定檔的 __xen_guest 小節,並加上 &xen; 3.0.3 所需的 VIRT_BASE: &prompt.root; objcopy kernel-current -R __xen_guest &prompt.root; perl -e 'print "LOADER=generic,GUEST_OS=freebsd,GUEST_VER=7.0,XEN_VER=xen-3.0,BSD_SYMTAB,VIRT_BASE=0xC0000000\x00"' > tmp &prompt.root; objcopy kernel-current --add-section __xen_guest=tmp &prompt.root; objdump -j __xen_guest -s kernel-current kernel-current: file format elf32-i386 Contents of section __xen_guest: 0000 4c4f4144 45523d67 656e6572 69632c47 LOADER=generic,G 0010 55455354 5f4f533d 66726565 6273642c UEST_OS=freebsd, 0020 47554553 545f5645 523d372e 302c5845 GUEST_VER=7.0,XE 0030 4e5f5645 523d7865 6e2d332e 302c4253 N_VER=xen-3.0,BS 0040 445f5359 4d544142 2c564952 545f4241 D_SYMTAB,VIRT_BA 0050 53453d30 78433030 30303030 3000 SE=0xC0000000. 現在可以新增並啟動 domU 囉: &prompt.root; xm create /etc/xen/xmexample1.bsd -c Using config file "/etc/xen/xmexample1.bsd". Started domain freebsd WARNING: loader(8) metadata is missing! Copyright (c) 1992-2006 The FreeBSD Project. Copyright (c) 1979, 1980, 1983, 1986, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994 The Regents of the University of California. All rights reserved. FreeBSD 7.0-CURRENT #113: Wed Jan 4 06:25:43 UTC 2006 kmacy@freebsd7.gateway.2wire.net:/usr/home/kmacy/p4/freebsd7_xen3/src/sys/i386-xen/compile/XENCONF WARNING: DIAGNOSTIC option enabled, expect reduced performance. Xen reported: 1796.927 MHz processor. Timecounter "ixen" frequency 1796927000 Hz quality 0 CPU: Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 1.80GHz (1796.93-MHz 686-class CPU) Origin = "GenuineIntel" Id = 0xf29 Stepping = 9 Features=0xbfebfbff<FPU,VME,DE,PSE,TSC,MSR,PAE,MCE,CX8,APIC,SEP,MTRR,PGE,MCA,CMOV,PAT,PSE36,CLFLUSH, DTS,ACPI,MMX,FXSR,SSE,SSE2,SS,HTT,TM,PBE> Features2=0x4400<CNTX-ID,<b14>> real memory = 265244672 (252 MB) avail memory = 255963136 (244 MB) xc0: <Xen Console> on motherboard cpu0 on motherboard Timecounters tick every 10.000 msec [XEN] Initialising virtual ethernet driver. xn0: Ethernet address: 00:16:3e:6b:de:3a [XEN] Trying to mount root from ufs:/dev/xbd769a WARNING: / was not properly dismounted Loading configuration files. No suitable dump device was found. Entropy harvesting: interrupts ethernet point_to_point kickstart. Starting file system checks: /dev/xbd769a: 18859 files, 140370 used, 113473 free (10769 frags, 12838 blocks, 4.2% fragmentation) Setting hostname: demo.freebsd.org. lo0: flags=8049<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST> mtu 16384 inet6 ::1 prefixlen 128 inet6 fe80::1%lo0 prefixlen 64 scopeid 0x2 inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000 Additional routing options:. Mounting NFS file systems:. Starting syslogd. /etc/rc: WARNING: Dump device does not exist. Savecore not run. ELF ldconfig path: /lib /usr/lib /usr/lib/compat /usr/X11R6/lib /usr/local/lib a.out ldconfig path: /usr/lib/aout /usr/lib/compat/aout /usr/X11R6/lib/aout Starting usbd. usb: Kernel module not available: No such file or directory Starting local daemons:. Updating motd. Starting sshd. Initial i386 initialization:. Additional ABI support: linux. Starting cron. Local package initialization:. Additional TCP options:. Starting background file system checks in 60 seconds. Sun Apr 1 02:11:43 UTC 2007 FreeBSD/i386 (demo.freebsd.org) (xc0) login: 現在 domU 應該可以跑 &os; 7.0-CURRENT kernel: &prompt.root; uname -a FreeBSD demo.freebsd.org 7.0-CURRENT FreeBSD 7.0-CURRENT #113: Wed Jan 4 06:25:43 UTC 2006 kmacy@freebsd7.gateway.2wire.net:/usr/home/kmacy/p4/freebsd7_xen3/src/sys/i386-xen/compile/XENCONF i386 接下來是設定 domU 的網路,&os; domU 會用代號為 xn0 的特殊網路卡: &prompt.root; ifconfig xn0 10.10.10.200 netmask 255.0.0.0 &prompt.root; ifconfig xn0: flags=843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX> mtu 1500 inet 10.10.10.200 netmask 0xff000000 broadcast 10.255.255.255 ether 00:16:3e:6b:de:3a lo0: flags=8049<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST> mtu 16384 inet6 ::1 prefixlen 128 inet6 fe80::1%lo0 prefixlen 64 scopeid 0x2 inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000 在 dom0 Slackware 上應該會出現一些 &xen; 專用的網路卡: &prompt.root; ifconfig eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:07:E9:A0:02:C2 inet addr:10.10.10.130 Bcast:0.0.0.0 Mask:255.0.0.0 UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:815 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:1400 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:204857 (200.0 KiB) TX bytes:129915 (126.8 KiB) lo Link encap:Local Loopback inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0 UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1 RX packets:99 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:99 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:9744 (9.5 KiB) TX bytes:9744 (9.5 KiB) peth0 Link encap:Ethernet HWaddr FE:FF:FF:FF:FF:FF UP BROADCAST RUNNING NOARP MTU:1500 Metric:1 RX packets:1853349 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:952923 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:2432115831 (2.2 GiB) TX bytes:86528526 (82.5 MiB) Base address:0xc000 Memory:ef020000-ef040000 vif0.1 Link encap:Ethernet HWaddr FE:FF:FF:FF:FF:FF UP BROADCAST RUNNING NOARP MTU:1500 Metric:1 RX packets:1400 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:815 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:129915 (126.8 KiB) TX bytes:204857 (200.0 KiB) vif1.0 Link encap:Ethernet HWaddr FE:FF:FF:FF:FF:FF UP BROADCAST RUNNING NOARP MTU:1500 Metric:1 RX packets:3 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:2 errors:0 dropped:157 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1 RX bytes:140 (140.0 b) TX bytes:158 (158.0 b) xenbr1 Link encap:Ethernet HWaddr FE:FF:FF:FF:FF:FF UP BROADCAST RUNNING NOARP MTU:1500 Metric:1 RX packets:4 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:112 (112.0 b) TX bytes:0 (0.0 b) &prompt.root; brctl show bridge name bridge id STP enabled interfaces xenbr1 8000.feffffffffff no vif0.1 peth0 vif1.0 在 &windows;/&mac;/&linux; 上的 VMware 本節尚未撰寫。 以 FreeBSD 為 Host OS 目前,尚未有任何虛擬機器軟體有官方支援 FreeBSD 作為 host OS, 但蠻多人都有在用舊版 VMware 所提供的這項功能。 不過,目前已經有人為讓 &xen; 能夠以 FreeBSD 為 host OS 為目標,而進行相關工作。