Xen用于Linux？内核的虚拟化技术简介

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Xen 是可用于 Linux? 内核的一种虚拟化技术，让您可以像在现有环境中一样安装并测试新的升级，而不必担心破坏原有的系统。作者将向您介绍如何使用 Fedora Core 安装 Xen，不过，安装之后，在任何发行版本上的 Xen 中，所有程序运转起来都是相同的。了解 Linux 上的虚拟化，知道具有一个用于测试新软件的沙盒的好处，并练习在同一台 Linux 机器上运行多个虚拟机。 　　随着对现有软件的改进和 bug 修复，开源世界的变化永无止境。要保持软件总是升级到最新，这可能得作为一份专职的工作。升级软件最难处理的问题之一是：您永远不会真正知道升级完成后应用程序是否还能够工作。大部分软件打包系统都具备回滚功能，但通常只有这项功能还不够；理想情况下，您应该去测试这些新的升级，并在一个不会破坏任何东西的环境中去尝试它们。
2 M3 z' r* b5 P; Q( j' _+ z　　就像玩耍的小孩子一样，您希望拥有一个属于自己的沙盒，在那里您可以随意做任何事情。
　　通常通过 虚拟化（Virtualization） （或者“沙盒（sandbox）”）将同一硬件上的应用程序和系统彼此隔离开来。从硬件模拟到完全硬件虚拟化，Linux 支持很多种不同形式的虚拟化。在不断增加的虚拟化技术列表中，Xen 是近来最引人注目的技术之一，它由剑桥大学开发。Xen 值得您关注，因为它具有空前的性能与安全性。
0 A* `8 y" T5 s初识 Xen
　　Xen 是在剑桥大学作为一个研究项目被开发出来的，它已经在开源社区中得到了极大的推动。Xen 是一款 半虚拟化（paravirtualizing） VMM （虚拟机监视器，Virtual Machine Monitor），这表示，为了调用系统管理程序，要有选择地修改操作系统，然而却不需要修改操作系统上运行的应用程序。虽然 VMWare 等其他虚拟化系统实现了完全的虚拟化（它们不必修改使用中的操作系统），但它们仍需要进行实时的机器代码翻译，这会影响性能。

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由于 Xen 需要修改操作系统，所以您不能直接让当前的 Linux 内核在 Xen 系统管理程序中运行，除非它已经移植到了 Xen 架构。不过，如果当前系统可以使用新的已经移植到 Xen 架构的 Linux 内核，那么您就可以不加修改地运行现有的系统。 图 1. 简单的 Xen 架构
获得 Xen
　　可以从 Xen 的项目主页上获得它的源代码（请参阅 参考资料 部分的链接），但是，如果已经在使用某个 Linux 发行版本，那么您或许能够通过软件包升级或者安装来获得 Xen。这些主流发行版本都包含了 Xen：
% W# T- ^7 w: z3 k. X# r" RFedora Core SUSE Linux Debian 可以获得位于 Gentoo's bugzilla 的实验用的 e-builds。 　　检查您的发行版本 —— 如果它不在这个列表中，那么您可能只能直接使用源代码。除了安装过程特定于发行版本之外，在任何发行版本上，Xen 中的所有工作都是相同的。
' J6 m" B5 L( W5 y$ t' P使用 Fedora Core
. T. W/ `$ |: `5 ?8 D; g　　我有一个可以使用的 安装，为了保持本文的简洁，我将讨论如何在 Fedora Core 上安装和运行系统。
6 Y" o7 v; l: C/ o3 ]" @0 [　　尽管软件包只是在最近才开始进行开发，但 Fedora 已经为大量 Xen 用户所使用。由于有很多人尝试在 Fedora 上使用 Xen，所以您可能成功地获得大量的在线帮助。
安装 Xen
　　为了帮助您迅速上手和使用，本节着重指出了 参考资料 部分中 Quick Start Guide 的要点。由于 Fedora 中正在融入 Xen 更新，所以随着时间的推移， Quick Start Guide 将很可能会发生变化，希望 wiki 会保持对这些变化的更新。
　　首先，为基础机器（base machine）进行最简化的服务器安装。这台基础机器是您的系统管理程序，将不会运行任何服务器应用程序。您将可以在运行于此机器之上的 Xen 服务器中安装所需要的软件包，所以现在不需要安装想要运行的应用程序。


　　系统开始运行后，您应该将其更新到 Fedora 的最新开发版本（称为 rawhide ）。要完成此任务，请遍历 /etc/yum.repos.d/ 目录中的元素，将除了 fedora-devel.repo 以外的所有元素都改为 enabled=0 ；将 fedora-devel.repo 改为 enabled=1 。

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</p>　　建立了 yum 储存库（repository）后，需要将机器更新到 rawhide，以便您可以开始使用最新发布的 Xen。
: p! @% v' N* s: r" U& S0 v清单 1. 将 FC3 更新到 rawhide 并安装 Xen 软件包
- R. `7 x9 [$ _' }- U+ {( d% Iyum update yum install xen kernel-xen0 kernel-xenU 　　然后，创建一个将要使用的虚拟文件系统。
% G) m1 H# s; ~清单 2. 格式化并建立 Xen 服务器文件系统
$ |1 V: c/ o8 ymkdir -p /xen/base dd if=/dev/zero of=/root/base.img bs=1M count=1 seek=1024 mkfs.ext3 /root/base.img mount -o loop /root/base.img /xen/base 　　格式化并挂载 Xen 服务器文件系统之后，下一个步骤是安装必要的软件包，以便在这些软件包上运行某些程序。为了在 Xen 服务器上运行一个 Web 服务器，您应该安装一组 Web-server 软件包。（警告： 这将需要一段时间！您可以先 运行 yum，然后出去散散步。）
) h+ C: B; ~0 X6 Q7 E: k$ N. [清单 3. 安装 Xen 服务器软件包
yum --installroot=/xen/base -y groupinstall web-server \ --enablerepo=base --disablerepo=development （现在应该去散步了。）
8 x. F; l) c+ w1 |5 N/ [　　现在已经安装了所有需要的软件包，不过您应该去查看一个简单的 fstab 文件，这个文件会告知 Xen 服务器它们将要获得根（root）设备 sda1，将该设备作为根。根设备实际上是来自系统管理程序的一个虚拟的设备，但您的服务器不会知道这一点。
清单 4. Xen 服务器 fstab 文件
  ]4 h, Y& u1 g# n1 I7 E/dev/sda1 / ext3 defaults 1 1 none /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0 none /dev/shm tmpfs defaults 0 0 none /proc proc defaults 0 0 none /sys sysfs defaults 0 0 　　将这个文件写入 /xen/base/etc/fstab。如果不是标准的 Fedora 安装，那么不会为您创建任何 fstab。预计 Fedora 的未来版本会包含处理此问题的工具。
2 z3 U; y- I" g$ [8 b　　最后，为了让系统正确地运行，您应该做一些处理。目前，Xen 使用 initrd 时仍然存在问题，所以，如果想要启动系统，则需要为自己创建一些设备代码。然后，为了让程序平稳运行，删除 TLS 程序库会有所帮助，因为目前它们与 Xen 冲突很严重。完成这个步骤后，可以卸载这个文件系统。
清单 5. 为开始运行所做的最后的处理
for i in console null zero ; do MAKEDEV -d /xen/base/dev -x $i ; done mv /lib/tls /lib/tls.disabled mv /xen/base/lib/tls /xeb/base/lib/tls.disabled umount /xen/base/ 运行 Xen
　　既然已经细心地手工建立起了客户系统，那么您现在就可以真正重新启动机器，开始使用 Xen 内核。您可能将会看到比平时多得多的打印输出，并且您还会看到关于 TLS 程序库（上一节中您删除的那个会出问题的程序库）的可怕的消息。

3 x. x( z& f1 ^　　Xen 要求为运行的每个服务器准备配置文件。尽管您可以为所有服务器创建一个惟一的动态配置文件，但我还是建议您创建两个静态的配置文件，各用一个。如您所见，磁盘标签告诉服务器您的文件映像是 sda1 设备。也指定了您所使用的 xenU 内核，以及服务器客户将要获得的内存。

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</p>清单 6. Xen 服务器配置文件
/etc/xen/base kernel ="/boot/vmlinuz-2.6.10-1.1141_FC4xenU" memory = 64 name = "BaseServer" nics = 1 disk = ['file:/root/base.img,sda1,w'] root = "/dev/sda1 ro" /etc/xen/test kernel ="/boot/vmlinuz-2.6.10-1.1141_FC4xenU" memory = 64 name = "TestServer" nics = 1 disk = ['file:/root/test.img,sda1,w'] root = "/dev/sda1 ro" 　　要启动并运行服务器，首先要使用命令 xend start 启动 Xen 服务，然后使用命令 xm create base 通过基本配置文件创建 BaseServer。通过这些步骤，您将进入 Xen 客户系统中，可以看到该系统已经启动起来。不论何时，如果您想跳出客户系统控制台，那么按下
' {$ U3 W3 o+ x! P6 x) R4 M
- I. v% ?2 b1 N* A" dCtrl-] 组合键就可以直接返回到系统管理程序控制台。
使用 Xen
　　现在您已经用了一些时间来编辑配置，并建立了运行两个 Xen 服务器的系统。所有这些艰苦的工作完成后，接下来做什么？
' P& U0 F" u" U" l' N　　现在您拥有了一个系统的两个副本，它们运行相同内核，在同一台机器上被虚拟化。如果 BaseServer 代表的是您希望正常运行 Web 服务的稳定环境，那么 TestServer 代表的就是 Fedora rawhide 所提供的最新软件更新。您可以随意保持对 TestServer 系统的升级，尝试所有新版本的软件更新 —— 当您认为它足够稳定时，可以将 TestServer 作为 BaseServer 来运行。
设置 BaseServer
　　BaseServer 运行时，是修改将要运行的 httpd 服务的配置的好时机。您应该将 ssl.conf 文件移出 /etc/httpd/conf.d/ 目录，以此来停用 ssl；否则，您将需要为服务器生成证书。另外，可能需要向系统添加一个 apache 用户。
　　Xen 系统管理程序已经自动提供了一个可以使用的虚拟网络设备。如果您可以在这个设备上运行 dhcp，那么只需要执行 dhclient eth0 ，BaseServer 就会获得 IP 地址。
" I( H! b) Q5 o' F设置 TestServer
　　设置了 BaseServer 的配置之后，在 BaseServer 控制台中执行 poweroff 以关闭该实例。如果您已经从 BaseServer 注销，那么可以使用 xm console BaseServer 重新进入它。
　　现在，通过 cp /root/base.img /root/test.img 复制基础映像，以便获得同一文件系统的副本。当运行 xm create -c test 时，它会运行与 BaseServer 相同的服务器，但是它的名称是 TestServer。登录到 TestServer，然后像您在 安装 Xen 那一节中所做的那样启用 rawhide 支持，然后运行 yum update 。
/ b5 i" M4 k( q2 w% o; j+ F　　TestServer 实例拥有与 BaseServer 完全相同的配置，但是您已经升级到了 Fedora rawhide 所必须具备的最新的软件包。在此，您可以查看 Web 站点是否仍然可用。
% K3 B) A1 i# V% e. Q关于 Xen 还有哪些内容？
　　我希望这些简短的说明和简单的示例能够帮助您安装和运行 Xen，这样您就可以尝试使用它。为了让您迅速地熟悉 Xen，我没有介绍如何利用 LVM 与快照（snapshots）等功能，也没有介绍如何完成 Xen 服务器从一台机器到另一台机器的网络迁移。但是，既然您已经了解了 Xen 所具备的一些优势，请浏览下面的 参考资料 ，学习一些如何使用它的更为多变的技巧。