Xen - Instalando o Windows 2003 Server no Debian Etch amd64

Colaboração: Geovane Gonçalves

Data de Publicação: 17 de Outubro de 2007

A virtualização de servidores não é nenhuma novidade e tem sido utilizada pela IBM talvez a mais de três décadas. Entretanto, o atual contexto tecnológico têm potencializado o seu desenvolvimento. Com a fabricação de processadores cada vez mais poderosos que utilizam tecnologias avançadas como múltiplos núcleos e suporte a virtualização por hardware a preços bastante competitivos, a virtualização tornou-se alcançável para a maioria das organizações. Além disso, no mundo Open Source já existem ferramentas consolidadas de virtualização como o Xen, OpenVZ e Vserver. Como benefícios diretos da virtualização podemos citar: potencialização no uso dos recursos de processamento disponível, economia de energia e espaço, flexibilidade de gerenciamento, plataforma de disaster recovery e maior disponibilidade de serviços.

Existem diversas técnicas de virtualização utilizadas, no nosso contexto as mais interessantes são: virtualização assistida por hardware -Intel VT e AMD-V- (Xen), paravirtualização (Xen, VM-Ware) e virtualização em nivel de sistema operacional (OpenVZ e Linux Vserver). A performance cresce na mesma seqüência das plataformas citadas. Mais informações sobre as técnicas de virtualização podem ser obtidas no artigo bastante interessante: x86 Virtualization da Wikipédia (http://en.wikipedia.org/wiki/X86_virtualization).

Utilizaremos o Xen nessa tarefa, com a técnica de virtualização por hardware, pois a instalação do Windows sobre o Linux só é possível através dessa técnica ou da virtualização completa (em processadores sem suporte à virtualização) como o VMWare, que oferece um desempenho similar.

Optamos pelo Xen pelos seguintes motivos:

1. Ferramenta Open Source, com histórico razoável em virtualização de sistemas operacionais livres (Linux e outros "unix like..") que utiliza a técnica de paravirtualização, onde a máquina hospedeira e a virtual utilizam sistemas operacionais modificados, para, em conjunto com o hipervisor, utilizarem o hardware de maneira otimizada, buscando a performance nativa. Como o Windows é um sistema fechado, até então não era suportado.
2. O Xen agregou a sua plataforma de virtualização as características de virtualização por hardware disponível nas novas CPUs, permitindo assim, a virtualização de servidores Windows. Embora a performance de I/O seja baixa na versão Open Source, existe a tendência de que a comunidade de desenvolvedores crie a versão Open Source dos drivers paravirtualizados (rede e disco) para Windows. Esses drivers estão disponíveis na versão comercial do Xen e aceleram operações de I/O.
3. Embora o VMWare esteja mais consolidado no mercado, as tecnologias utilizadas no Xen mostram-se bastante promissoras.
4. Além disso, caso exista interesse em migrar para uma plataforma suportada comercialmente, a opção pelo Xen oferece uma boa relação custo/benefício em comparação ao VMWare e também possui uma plataforma de gerenciamento das máquinas virtuais, além dos já citados drivers paravirtualizados para Windows.

A recente aquisição da XenSource pela Citrix e a supervalorização das ações ofertadas na Nasdaq pela VmWare escrevem novos capítulos nessa história. Acrescente-se o suporte à virtualização em hardware, a lei de Moore, e teremos um cenário do que o mercado está aguardando na área de virtualização para os próximos anos.

#cat /proc/cpuinfo | grep vmx

#cat /proc/cpuinfo | grep svm

1. Instalação do Xen

A versão estável do debian possui um pacote completo (versão atual:xen-linux-system-2.6.18-4-xen-amd64) que instala o kernel modificado para rodar o xen, o hypervisor e algumas ferramentas necessárias.

Infelizmente a versão do xen disponibilizada no pacote apresentou bugs que não permitiram o funcionamento correto do Windows 2003 64 bits. Assim, foi necessário baixar e instalar a última versão do Xen (3.1 binary tarball), disponível em: http://www.xensource.com/download/dl_31tarballs.html. Após baixar o pacote binário correspondente à nossa plataforma basta seguir o guia de instalação da Xensource (http://www.xensource.com/files/xen_install_windows.pdf), que aliás, é bastante completo e cobre desde particionamento com LVM para abrigar a máquina virtual até um exemplo de arquivo de configuração.

Resumidamente, o processo de instalação do pacote envolve os seguintes passos:

Descompactar o pacote e executar o script de instalação (./install.sh)

Identificar a versão do kernel que foi instalada e gerar a lista de dependência dos módulos:

#depmod 2.6.18-xen

Criar uma nova imagem ramdisk de inicialização para o kernel do xen:

#mkinitramfs /boot/initrd-2.6.18-xen.img 2.6.18-xen

Adicionar o daemon do xen às rotinas de inicialização do Debian, caso ainda não esteja, através do aplicativo rcconf .

Adicionar a nova entrada do kernel xen ao grub, editando o arquivo /boot/grub/menu.lst:

title Xen 3.1 / XenLinux 2.6
root (hd0,2)
kernel /boot/xen-3.1.gz console=vga
module /boot/vmlinuz-2.6-xen root=/dev/sda3 ro console=tty0
module /boot/initrd.img-2.6-xen
savedefault

Bootar com o novo kernel.

Após o boot, verificar se o xen identificou corretamente o suporte à virtualização por hardware através do seguinte comando:

#xm info | grep cap

A saída deve conter a seguinte string: hvm-3.0-x86_64 , correspondente a nossa arquitetura. Caso não apareça, talvez você não tenha habilitado o suporte na bios ou o processador não tem esse suporte.

2. Configuração da Máquina Virtual Windows

Em primeiro lugar deve ser criada a partição que suportará a nova máquina virtual. Sugerimos, como o próprio manual da Xensource, pela flexibilidade oferecida, que se utilize LVM2. A criação dos volumes lógicos não vai ser abordada nesse documento e pode ser aprofundada nos seguintes locais:

1. Site: http://tldp.org/HOWTO/LVM-HOWTO/
2. Capítulo 36 do livro Descobrindo o Linux 2a Edição de João Eriberto Mota Filho Editora Novatec, que aliás é uma ótima literatura de referência para administração de servidores Linux, especialmente Debian.

O arquivo de configuração da máquina virtual deve ser colocado na pasta /etc/xen/ . O script de instalação do Xen colocou nessa pasta alguns modelos de configuração. Podemos utilizar como base o arquivo xmexample.hvm que utiliza o módulo para arquitetura x86. O outro exemplo xmexample.vti carrega o módulo para plataforma i64. Esses arquivos possuem diversos comentários sobre parâmetros de configuração.

Segue abaixo o arquivo de configuração utilizado em nossa instalação:

import os, re
arch = os.uname()[4]
if re.search('64', arch):
 arch_libdir = 'lib64'
else:
 arch_libdir = 'lib'

kernel = '/usr/lib/xen/boot/hvmloader'
builder='hvm'
memory = 512
shadow_memory = 8
name = "vm-windows03"
vcpus=2
vif = [ 'type=ioemu, bridge=xenbr0' ]
disk = [ 'phy:/dev/vms/vm-windows03,ioemu:hda,w', 'phy:/dev/hda,hdd:cdrom,r' ]
on_poweroff = 'destroy'
on_reboot = 'restart'
n_crash = 'restart'
device_model= '/usr/lib/xen/bin/qemu-dm'
boot="cd"
sdl=1
vnc=0

A configuração de rede para a máquina virtual é feita através da seguinte linha do arquivo de configuração acima:

vif = [ 'type=ioemu, bridge=xenbr0' ]

Como pode-se deduzir é feita através de uma bridge (xenbr0) criada automaticamente pelo Xen nos seus scripts de inicialização. Confirme se isso ocorreu como deveria: no arquivo "xend-config.sxp" a seguinte linha deve estar descomentada:

(network-script network-bridge)

Caso necessário, descomente-a e reinicie o Xen:

#/etc/init.d/xend restart

O efeito prático dessa configuração de rede é similar a você conectar a interface de rede de sua máquina virtual a uma porta do mesmo switch onde está conectada a sua máquina real.

Coloque o CD de instalação do windows no drive de CDRom.

Agora podemos levantar a máquina virtual com a ferramenta de gerenciamento do Xen, o XM:

#xm create vm-windows03

Se tudo correu bem, você deve estar visualizando a tela de instalação do Windows.