adj 2008-1-3 21:24
巧妙運用 Virt-Manager 在RHEL5 Xen之中進行虛擬網路設定與管理
不可諱言，「伺服器虛擬化」這門技術，當下對於多數企業而言，確實愈來愈有顯學的意味，此乃由於，伴隨企業資訊應用史一路演進至今，業已累積了滿坑滿谷的歷史包袱，而這些包袱彼此間的協同運作效率偏弱、資源使用效率不彰，連帶迫使企業資訊管理架構變成了複雜且難解的習題，再加上機房、能源等現實環境因子交相壓迫，在在鋪陳出虛擬化技術「趁亂崛起」的時空背景；因此，現在朝虛擬化技術高談闊論者，已不再僅止於VMware、XenSource或微軟等虛擬軟體供應者，就連CPU、甚或中介軟體廠商，也積朝向此一領域靠攏。
相信對於Red Hat Enterprise Linux(簡稱RHEL)作業系統稍有研究的人們，都已知道，其自從5.0版本開始，便已將Xen虛擬化軟體，內建於系統的Kernal之中，不像先前的RHEL 4.5僅支援Xen而未內建。
深究Xen的虛擬化技術核心，箇中最精采之處，著實可用「半虛擬化(Para-virtualization)」這個字眼一言以蔽之(註：在配合Intel VT或AMD-V等CPU虛擬化技術，亦可執行全虛擬化)，其與諸如VMware Server及Workstations、抑或微軟Virtual Server的全虛擬化技術之間，最大的差別在於，它需要修改被虛擬化系統的核心，緊接著，所有攸關硬體資源的調度事宜，通通都透過Xen Hypervisor來運籌帷幄，藉由此一模式所造就的虛擬化執行效率，相對接近於裸機上的效能水準，比起全虛擬化強過許多。
儘管半虛擬化是1項相當出色的技術，但對於從前僅熟稔全虛擬化的人們，在進入此一全新應用領域之初，肯定都會碰上一大難題，亦即不知如何進行虛擬網路管理，縱使稍有認知，也可能為繁複的步驟而苦惱；緣於此故，本文特以Virt-Manager這個GUI工具為出發點，引領讀者進入RHEL5 Xen虛擬網路管理的實戰步驟，期能化繁為簡，輕鬆搞定這項艱難的任務。
而在進入RHEL5 Xen虛擬網路管理的實戰步驟之前，茲先以若干文字的鋪陳，提供予讀者一些基本概念，繼而對Xen的技術內涵有所掌握。
[b]360°技術－半虛擬化
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所謂半虛擬化(Para-virtualization)，就好比作業系統的Supervisor一般，本身就如同OS，可在虛擬機器作業系統、底層硬體架構之間，居中負責溝通、調度，並支應虛擬機器所需之運算資源，故經常被稱之為Hypervisor，其道理便在於此；另外，人們經常聽聞的虛擬機器監視器(VMM)一詞，其所指的也是半虛擬化。
有別於全虛擬化，半虛擬化的Hypervisor，並不需要真實電腦的整套硬體資源進行虛擬化，而是透過抽象層次的介面來執行資源調度、溝通事宜，且其僅負責直接執行Guest OS，而非就完整的x86指令集加以虛擬化，故其運行虛擬機器的效率，會比全虛擬化要來得優異。
[b]一窺Xen基本知識 躋身虛擬化實用殿堂[/b]
Xen是1款虛擬化軟體，其可同時支援半虛擬化、全虛擬化等模式，就算不在現今被炒得火熱的Hardware-assisted虛擬化技術基礎(譬如Intel VT)上，也照樣跑得起來，但就僅能以半虛擬化模式來運行。而所謂半虛擬化，即是需要修改被虛擬系統的內部核心，藉以讓系統能夠完美、平順地被虛擬化於Xen之上，而半虛擬化之下的系統效能，其實已相當接近在裸機上的計算性能。
此外，Xen是由1個名為xend者，作為其進程維護的樞紐，換言之，意欲運行虛擬系統，就得先開啟xend；而xend的配置檔案，係身處於/etc/xen/xend-config.sxp之中，其內容包含了Host系統類型、Host OS資源使用設定、網路連結架構，以及攸關於vnc連結的若干內容，假設用戶欲於系統中增加虛擬網路設備，同樣都得在xend配置檔案裡進行設定。
用戶意欲讓被虛擬化的系統，能夠伴隨著Host主系統一併啟動的話，則必須將該虛擬系統的相關配置檔案，置於/etc/xen/auto目錄之中。此外，/etc/xen/scripts則屬於腳本檔案的集散之處，讓用戶藉以針對譬如虛擬網橋等各式虛擬設備進行初始化，值得一提的，假使用戶要想增加1個虛擬網路設備，亦必須在此處做一些相對應的調節動作。
而在/etc/xen底下，則會夾帶部分配置檔案，且多半是關於虛擬系統引導之際，所必須使用到的引導記錄與硬體資訊。在配置工具方面，本文標題所帶到的Virt-Manager即屬一例，它是用於管理暨安裝系統，其餘較常見者尚有virt-install、xm，前者旨在滿足系統安裝需求，至於後者，則被用以啟動系統。
論及半虛擬化Linux的安裝之道，其實方法不僅1種，用戶可以先行建立鏡像檔案，然後加以格式化，再將之附掛到本地檔系統，接著把虛擬系統所須動用的檔案複製進去，同時做必要的修改，再以手動模式建立配置檔案，隨之將其啟動，即可大功告成；另1項做法是，藉由Linux的網路安裝模式來進行安裝，包括像http、nfs或ftp等途徑，都在選項範圍之列，此後再配合RHEL5自動生成配置檔案的動作，即可完成安裝程序。或許有讀者好奇，過去在全虛擬化環境中，藉由Local端光碟機抑或ISO鏡像等途徑，不也一樣可完成安裝作業？但在半虛擬化模式之中，並不支援這些方式。
提到網路設備的虛擬化，主要含括了Bridge、NAT或Router等模式，其中的Bridge模式為系統所默認，透過此一模式，虛擬系統和Host主系統兩者之間，將被認為具有並列關係，故虛擬系統一旦被配置IP或DHCP後，即可與Host主系統進行溝通。
值得一提的，若在RHEL5版本之前的作業環境，iptables並無力針對Bridge模式下的資料封包，從事任何的處理作為，但進入RHEL5世代，其iptables當中便增加1個名為physdev的模組，俾使用戶能透過iptables -m physdev –h，進行必要的查驗動作，據此解決此一難題。
在瞭解RHEL5 Xen的來龍去脈後，事不宜遲，用戶便可趕緊赴rhn之上，下載並安裝Virt-Manager此一用以管理虛擬機器的GUI工具。
[b]下載相關套件 啟動虛擬網路[/b]
用戶可先行造訪[url=http://www.rhn.redhat.com/][color=#0000ff]www.rhn.redhat.com[/color][/url]網址，經登錄使用者名稱及密碼後，從中找尋以下套件，然後進行下載動作。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-1-RZY6K.jpg[/img]
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-2-RZY6K.jpg[/img]
圖說：如圖顯示的6項rpm套件，堪稱建立Virt-Manager管理機制的必備標的物。
待下載完前述相關rpm套件後，便可隨即進行重新啟動，其程序如下步驟指引。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-3-RZY6K.jpg[/img]
此後，即將進入虛擬網路的啟動程序，惟在進行之前，用戶不妨可先看看下列的檔案。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-4-RZY6K.jpg[/img]
為何要留意前述檔案？此乃由於，此一檔案即是網路的設定檔，用戶一旦進入它，即可細看到類似於下列頁面圖之內容。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-5-RZY6K.jpg[/img]
與此同時，用戶不妨可考慮採用virsh，藉以針對虛擬網路進行必要的管理作為，而相關使用步驟如下。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-6-RZY6K.jpg[/img]
一路下來，當前述這些程序逐步完成後，此時用戶便不難在操作畫面上，看到virbr0新網路卡的存在，即代表設定動作初步圓滿成功。
[b]建立全新虛擬網段 做足Xen安裝前夕的必要準備[/b]
在進入Xen的安裝作業之前，用戶還有必要的準備工作尚待進行，即是建立1個全新的虛擬網段，從而在前段落的virbr0新網路卡之外，再創建另1張名為virbr1的網路卡；至於虛擬網段的建構程序，則可參考如下步驟。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-7-RZY6K.jpg[/img]
緊接著，再依循前段落的virsh使用方式，針對虛擬網路進行管理，其相關步驟如下。完成此道程序後，用戶便可看到virbr1全新網路卡的誕生。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-8-RZY6K.jpg[/img]
[b]利用全新的網路環境 進行Xen安裝作業[/b]
完成了虛擬網路、虛擬網段等相關設定暨建立程序後，此時用戶即可透過這個全新的網路環境，來執行Xen的安裝作業；不過，在進入實際的安裝步驟之前，該做的準備功夫仍絲毫馬虎不得，至於相關的準備動作，可參酌下例，惟此處附帶說明的是，下例中第2道有關「#cp *.iso /data/os/rhel5.0/ISO」的設定程序，主要用意是針對RHEL5當中的5個ISO文件，進行必要的複製動作。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-9-RZY6K.jpg[/img]
準備妥當後，用戶即可進入令人興奮的虛擬機器建立程序，此時，從主功能表中先找到「系統工具」的目錄，再進入其項下的「Virtual Machine Manager」，隨即朝「新建」按下Enter鍵。
第1步，先行設定好系統名稱，然後按Enter。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-10-RZY6K.jpg[/img]
此後選擇「半虛擬化」，按Enter，再安裝介質URL，操作程序如下所示。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-11-RZY6K.jpg[/img]
接著進入「簡單文件」，把檔案位置設定好(譬如/var/lib/xen/images/xentest.img)，再將文件的Size定義妥當(譬如10000MB)後，務必記得，還需要針對下列功能進行取消，待取消過後，再繼續前進到「Virtual network」。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-12-RZY6K.jpg[/img]
進入「Virtual network」後，把Network設定好，然後再進入下一道步驟。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-13-RZY6K.jpg[/img]
安裝作業行進至此，想必用戶走來是輕鬆寫意，無須考慮過多枝節，然而接下來的設定程序，就必須盱衡自身現實環境，方能做出正確設定；倘若設定失當，Xen的安裝作業也就等於宣告失敗，千萬小心！
若用戶本身的Host主機內部，存在著4GB容量的記憶體資源，並有2顆處理器，則可參酌下列步驟來執行，從容設定虛擬機器可使用之記憶體上限，以及起始記憶體(Startup Memory)可使用之記憶體上限等數值。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-14-RZY6K.jpg[/img]
必須提醒的是，前述設定步驟當中的「VCPUS」，其所對應的設定數據，絕對不能超過Host伺服器內實體處理器的數量(譬如僅有單顆CPU，卻硬要把VCPUS設定為2)，一來，亂設一通也毫無用處，再者，也會讓Xen安裝作業功敗垂成，百害而無一益。
待完成記憶體、處理器等相關設定程序後，此時整個設定作業，差不多已臻至大功告成的境地，用戶接下來的動作，即是確定先前的設定一切無誤後，隨即按下「結束」。
緊接著，便將進入虛擬系統的安裝程序，但此過程其實十分簡單，用戶僅須一路朝「OK」猛按，直到系統出現提示字樣－「找不到安裝介質」後，再從「NFS Setup」的介面中，重新就NFS來源資訊進行設定即可，相關步驟的範例如下。
[img]http://office.digitimes.com.tw/newsimg/2007/1012/67375-15-RZY6K.jpg[/img]
[b]360°技術－RHEL5
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RHEL5是最新版Red Hat Enterprise Linux作業系統的簡稱，箇中核心與Fedora Core 6系統相同，皆為2.6.18版本，而其較受到外界矚目之處有二，其一是將Xen虛擬軟體整合在內，另外，則是打破先前RHEL作業系統細分為Server、Workstation、Desktop等3大型態的慣性，精簡到只剩下Server與Desktop等2個版本。
在此之中，RHEL5的Server版產品中，又再細分為Advanced Platform與Base Server等2項子系統，其劃分方式，頗類似早先的RHEL AS、ES等分野，惟值得一提的，過去需要透過額外採購的Global File System、HA等進階功能，目前都已直接內建於Advanced Platform版產品當中。
[b]360°技術－Virt-Manager
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所謂Virt-Manager，其本質為虛擬機器管理員，為1種圖形化介面，可幫助RHEL5 Xen使用者，藉由單一管理介面、佐以簡易的操作程序，即能夠在管理本機的各個虛擬機器之餘，猶能管理到區域網路所及的其他domU主機。
Virt-Manager圖形化介面，其實與Fedora Core 6 GUI幾無二致，此乃由於，RHEL5採用了與Fedora Core 6相同的核心所致。其存在的意義在於，裨益用戶僅須憑藉簡單步驟，即可視需求新增、刪除或啟動虛擬機器，而且就連區域網路範圍內其他Xen伺服器上的虛擬機器，亦可一併獲得納管；換言之，使用者透過Virt-Manager單一介面，即可一目瞭然的，綜觀所有虛擬機器的運行狀態。
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