虚拟化技术xen的简介和安装

虚拟化技术的分类：

1，模拟：Emulation

​ Qemu，PearPC，Bochs

2，完全虚拟化：Full Virtualization，Native Virtualization

​ HVM：hardware virtualization machine

​ vmware workstation，virtualBox，Parallels desktop（mac），KVM，xen

3，半虚拟化：pava-virtualization

​ 必须修改guestOS的内核，让它知道自己不是允许在物理机器删上，而是允许在虚拟环境中。

​ 使用hypercall调用物理机的cpu

​ xen，UML（user-mode Linux）

4，容器虚拟化

​ docker，openvz，LXC（linux container），libcontainer，virtuozzo，linux V Server

5，库级别虚拟化

​ wine

xen

剑桥大学开发的开源vmm（virtual machine monitor），虚拟机监视器。

xen是安装在物理机器上的。

xen只控制物理机器的cpu和内存，I/O控制，交给了在它上面安装的第一个虚拟内核（叫dom0）。处理dom0的虚拟机叫：domU，在domU上的I/O操作，都是直接发给dom0，dom0再去操作硬件控制器。domU上的I/O接口叫frontend，dom0上的I/O叫backend。

组成部分：

• xen hypervisor

  分配cpu，memory，interrupt

• dom0：

  特权域，I/O分配

  • 网络设备

    net-front（guestOS），net-backend（dom0）

  • 块设备

    block-front（guestOS），block-backend（dom0）

  linux kernel：

  ​ 2.6.37开始支持允许dom0

  ​ 3.0对关键特性进行了优化

  提供管理domu的工具：

  ​ 实现对虚拟机的添加，启动，快照，停止，删除等类似在，virtualBox上的操作。

• domU：非特权域，根据虚拟化方式，有多种类型

  • PV：半虚拟化

  • HVM：硬件提供虚拟化支持，有的cpu提供虚拟化支持

  • PV ON HVM

xen的PV技术

不依赖于CPU的HVM特性，但要求guestOS的内核要做出修改，以达到知晓自己不是允许在物理机上。

运行于domu上的os：linux（2.6.24+），Netbsd，Freebsd，openSolaris

xen的HVM技术

依赖于Intel VT或AMD的AMD-V，还有依赖Qemu来模拟I/O设备

运行于domu上的os：几乎所有支持x86平台的

PV on HVM

cpu为HVM模式运行，I/O设备为PV模式运行。

运行于domu上的os：只要OS能驱动PV接口类型的IO设备（net-front，block-front）

xen的pv架构

xen的工具栈

• xm/xend：在xen hypervisor的dom0中要启动xend服务。是最早的控制台，好像已经被弃用了。
• xl：不需要启动xend服务。是轻量级的

下图是xm和xl的对比：

• xe/xapi：提供了多xen管理的api，因此多用于cloud环境。

  上面的cloud环境：

  • xen server（也是linux内核）
  • XCP（xen cloud platform）

• xenstore：为各个domainU提供的共享信息存储空间，有层级结构的名称空间，位于Dom0

统一的虚拟化管理工具

背景：虚拟化技术有xen，kvm，qemu等，每个虚拟化铲平都有自己的管理工具，学习这么多的管理工具太费劲了，所有就出现了一个救世主，virsh。它可以管理下面的3个虚拟化产品，只用一套命令即可。

virsh/libvirt：用python开发的图像化管理工具，类似VMware的图形界面，对应用户很友好。但是它必须启动libvirtd守护进程，也挺消耗资源。

RHCL对Xen的支持：

• RHCL 5.7：默认的虚拟化技术是xen

• RHCL 6+：仅支持kvm（红帽收购了以色列的kvm公司）

  Dom0上无法安装centos6+

  DomU上可以安装centos6+

如何在centos6+上安装xen？

1，编译3.0以上版本的内核，启动对Dom0的支持

2，编译xen程序

可以使用制作好的程序包项目：

• xen4centos：xen官方专门为centos制作的rpm包
• xen made easy

在Centos6.10上安装xen

1，去清华的yum源上找到xen的rpm下载网址，自己做一个repo文件（文件名为xen4.repo），指向那个地址即可

xen4.repo内容：注意url不要写错。

[xen4centos]
name=xen4 for centos 6
baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/centos/6.10/virt/x86_64/xen-410/
gpgcheck=0

2，yum install xen

由于要更新内核，所以有点慢。成功后，/boot目录下多了下面的文件。

# ls /boot/xen*
/boot/xen-4.10.4.36.g6cb1cb9c63-1.el6.config  /boot/xen-4.10.4.36.g6cb1cb9c63-1.el6.gz  /boot/xen.gz

3，修改/etc/grub.conf文件

修改前：

kernel /vmlinuz-4.9.206-36.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg_c610-lv_root rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us LANG=\
en_US.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=vg_c610/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg_c610/lv_root rd_NO_DM rh\
gb quiet
initrd /initramfs-4.9.206-36.el6.x86_64.img

修改后：

kernel /xen.gz dom0_mem=1024M cpufrep=xen dom0_max_vcpus=2 dom0_vcpus_pin
module /vmlinuz-4.9.206-36.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg_c610-lv_root rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us LANG=\
en_US.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=vg_c610/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg_c610/lv_root rd_NO_DM rh\
gb quiet
module /initramfs-4.9.206-36.el6.x86_64.img

修改内容：

• 加了一行：kernel /xen.gz dom0_mem=1024M cpufrep=xen dom0_max_vcpus=2 dom0_vcpus_pin

  宣告说kernel已经不是centos了，而是我xen了，原来的kernel降级成module了。
  
  xen的命令行参数说明的官方文档

• 把原来的2行，其中的第一行的kernel替换成module；第二行的initrd替换成module。

修改后的/etc/grub.conf文件

# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/mapper/vg_c610-lv_root
#          initrd /initrd-[generic-]version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS (4.9.206-36.el6.x86_64)
        root (hd0,0)
        kernel /xen.gz dom0_mem=1024M cpufrep=xen dom0_max_vcpus=2 dom0_vcpus_pin
        module /vmlinuz-4.9.206-36.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg_c610-lv_root rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us LANG=\
en_US.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=vg_c610/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg_c610/lv_root rd_NO_DM rh\
gb quiet
        module /initramfs-4.9.206-36.el6.x86_64.img
title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.x86_64)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg_c610-lv_root rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us LANG=\
en_US.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=vg_c610/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg_c610/lv_root rd_NO_DM rh\
gb quiet
        initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img

4，重启系统

5，确认结果

# uname -r
4.9.206-36.el6.x86_64
# xl list
Name                                        ID   Mem VCPUs      State   Time(s)
Domain-0                                     0  1024     2     r-----      28.2

发现内核升级了，并且在dom0上安装了centos，分配的内存是1024M，分配的cpu是2个。

正确的做法是在物理机器上安装xen，然后在xen上安装dom0和其他domu。

• 安装xen之前的的学习环境是：物理机器上装的是window，在window上装的virtualbox，在virtualBox上装的是centos6（内核是2.6.32-754.el6.x86_64）。
• 安装xen之后的的学习环境是：物理机器上装的是window，在window上装的virtualbox，在virtualBox上装的是xen，在xen上装的dom0，dom0里的系统是centos6（内核是4.9.206-36.el6.x86_64）。

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