Тема 6.2 Система виртуальных машин VMware

Система виртуализации – это специализированное программное обеспечение, используемое для имитации работы одной или нескольких реальных ЭВМ. Имитируемые ЭВМ называются виртуальными машинами.

Впервые термин «Виртуальная машина» появился в конце шестидесятых годов прошлого века, когда электронные вычислительные машины стали неотъемлемой частью жизни человека. Однако, они разительно отличались от современных персональных ЭВМ и представляли собой огромные и дорогие устройства. Экономически невыгодно было отдавать таких монстров в единоличное владение отдельным пользователям, поэтому начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени.

В таких системах компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Причем время реакции вычислительной системы было достаточно мало для того, чтобы пользователю была не слишком заметна параллельная работа с компьютером. Разделяя, таким образом, компьютер, пользователи получили возможность за сравнительно небольшую плату пользоваться преимуществами компьютеризации. Именно тогда и возникло понятие «Виртуальная машина».

Сегодня, когда практически каждый может получить в единоличное пользование ЭВМ, виртуальные машины переживают второе рождение. Но теперь они призваны не выделять каждому пользователю свою, небольшую часть вычислительных ресурсов ЭВМ, а дать возможность иметь компьютер в компьютере или даже целую вычислительную систему внутри одной единственной ЭВМ.

По существу, виртуальная ЭВМ ничем не отличается от реальной и представляет собой набор программных средств, имитирующих работу реальной ЭВМ. Для нее можно выбирать аппаратную конфигурацию, например, объем оперативной памяти и жесткого диска, наличие аудио адаптеров, дисководов, сетевых плат и других элементов ЭВМ.

Когда виртуальная ЭВМ создана и запущена, то создается полная иллюзия работы с реальным компьютером. Все это дает пользователям множество преимуществ, к которым в первую очередь относятся:

1. Возможность запускать в рамках одной реальной ЭВМ несколько виртуальных машин, моделировать вычислительные системы и сети, разрабатывать и отлаживать для них программное обеспечение.

2. Возможность имитировать работу реального оборудования, например, бортовых вычислительных систем на стандартной персональной ЭВМ. Это значительно экономит время при разработке и отладке программного обеспечения, так как дает неограниченный доступ к стенду вычислительной системы, для которой ведется разработка. Так же это дает возможность начать работу над программным обеспечением, не дожидаясь поставки реального оборудования.

3. Возможность работать сразу с несколькими операционными системами и динамически переключаться между ними, что особенно важно для производителей программного обеспечение, требующего тестирования на совместимость с различными операционными системами.

4. Возможность быстро переносить виртуальные ЭВМ и вычислительные системы с одного реального компьютера на другой, и размножать их простым копированием файлов виртуальных машин.

5. Возможность легко изменять конфигурацию виртуальных ЭВМ, добавляя новое оборудование и изменяя параметры уже выбранных элементов.

Но не все так безоблачно. Существует и ряд недостатков свойственных виртуальным машинам:

1. Виртуализация увеличивает риск отказа работающего на нем программного обеспечения, так как виртуализатор сам является программой, которая не застрахована от ошибок, а, следовательно, вероятность краха операционной системы, запущенной на виртуальной машине, существенно увеличивается.

2. Выход из строя реальной ЭВМ, в рамках которой работало несколько виртуальных машин, приводит к выходу из строя всех этих виртуальных машин.

3. При создании виртуальной вычислительной системы надо жестко следить за распределением ресурсов реальной ЭВМ между виртуальными машинами, так как отдельные ЭВМ виртуальной вычислительной системы могут надолго захватить, скажем, процессор и использовать его практически на 100%, что сразу же приведет к падению производительности остальных виртуальных машин. Аналогичная ситуация может произойти и при сетевом взаимодействии, и при любом другом единоличном использовании элементов ЭВМ.

4. Виртуальные ЭВМ охватывают не весь спектр оборудования. Особенно, это касается специализированных каналов связи. В результате требуется либо накладывать жесткие ограничения на разрабатываемое и используемое программное обеспечение, либо самостоятельно разрабатывать эмуляторы требуемых каналов связи и элементов вычислительных машин.

5. Еще одна опасность виртуализации вытекает из ее преимущества, а именно - легкого распространения и изменения конфигурации. Неконтролируемое распространение виртуальных машин, из-за их простого дублирования, в конечном счете, может свести на нет все их преимущества.

Несмотря на возможные проблемы, связанные с виртуальными машинами, их преимущества все больше и больше заставляет обратить внимание на технологию виртуализации не только разработчиков программного обеспечения и организаций, работающих в области высоких технологий, но и простых пользователей ПК.

Естественно, для комфортной работы виртуальной машины, а тем более виртуальной вычислительной системы, необходима достаточно мощная реальная аппаратура. Например, для качественного функционирования виртуальной машины под управлением операционной системы Linux Ubuntu желательно выделить порядка 512 мегабайт оперативной памяти. Соответственно, запуск двух и более аналогичных виртуальных машин потребует значительного увеличения объема оперативной памяти. Не менее серьезные требования предъявляются и к производительности процессора, и к дисковой подсистеме, и к другим элементам ЭВМ. При этом не стоит забывать, что и основной операционной системе (в рамках которой запускаются виртуальные ЭВМ) также необходимы серьезные ресурсы.

Поэтому компьютер, на котором собираются устанавливать виртуальные машины, изначально, должен обладать некоторой избыточной мощностью, что, естественно, сказывается и на его стоимости. Однако, несмотря на это, значительно выгоднее использовать несколько виртуальных машин, чем покупать несколько отдельных компьютеров.

На данный момент существует большой выбор программ виртуализации, использующих разную технологию виртуализации и являющихся, как узкоспециализированными и ориентированными на специфические аппаратные платформы, так и предназначенными для решения широкого круга задач.

Тема 6.4 Инсталляция VMware

Задача: проинсталлировать ESX(несколько) и Virtual Center.

Решение:

Берем дистрибутивы. Проще всего, думаю, зайти на соответствующий раздел vmware.com. Попросят зарегестрироваться, сделаем. Насколько я помню, публичные домены не катят, т.е. мыло с yandex\mail.ru\gmail указывать смысла нет. После регистрации на мыло приходят письма с прямыми ссылками на скачивание. Нам нужны дистрибутивы актуальной версии VMware ESX \ VMware ESXi и VMware VirtualCenter. Чем отличаются VMware ESX \ VMware ESXi - читаем по ссылке. Совсем коротко - ничем особым, поэтому в инструкции буду писать просто ESX, кроме тех моментов, когда разница принципиальна.

Болваним скачаный образ на CD, загружаем с него сервер.

Запускается установка. Если ставим сервер удалено, а канал тонкий, может иметь смысл не нажимать enter как попросят, а сначала написать esx text - тогда менюшки будут нарисованы псевдографикой:)

В самом процессе установки нет ничего сложного. Две потенциальные грабли -

установить не на тот диск(потенциально опасно затереть что то нужное). Дабы избежать этого, лучше отключить все невостребованные на этапе установке ЛУНы от этого сервера.

выбрать не тот сетевой адаптер. Вам предложат выбрать сетевушку, через которую будет доступен управляющий интерфейс ESX. А в качестве идентификатора вам будут доступны только их PCI адреса, вида 1:2.1. Если у вас не любая сетевушка сервера смотрит в ту же сеть, что и ваш писюк, с которого будете управлять, то можно ошибиться. И по сети досупа к ESX не будет - а он нужен обязательно. Поправить это можно из командной строки.

После завершения установки обращаемся браузером на IP нашего ESX сервера, с него скачиваем и устанавливаем на нашей машине VI Client. Запускаем его, уже им обращаемся на IP адрес ESX сервера. Учетная запись - root, пароль для нее мы указывали при установке. С помощью этого клиента производятся подавляющее большинство необходимых манипуляций с ESX сервером.
Если у нас есть Virtual Center - устанавливаем его. Устанавливаем тот же самый VI client - он доступен как на веб интерфейсе ESX, так и на веб интерфейсе VC. Запускаем, подключаемся на IP адрес машины куда поставили VC. Пользователь для подключения к VC - это пользователь той винды, в которую VC установлен. По умолчанию, авторизуемся учетной записью из группы локальных администраторов.
В консоли VC нам необходимо создать обьект "Datacenter", в него ткнуть правой кнопкой и выбрать "Add host". Таким макаром добавляем все наши ESX сервера.

Установка системы VMWare
Для установки необходимо сначала скачать ПО с сайта компании VMWARE Inc., а также получить лицензию на его использование. Можно, конечно, купить лицензию (стоимость ее около 300 долларов), однако можно пользоваться и временной (30-дневной) лицензией, тем более, что компания пока что позволяет без ограничений обновлять ее. Неудобство, конечно, но терпимое. Я вначале пользовался временной лицензией, пока эти мои заметки не были замечены фирмой VMWare Inc. В качестве поощрения за пропаганду системы в России фирма прислала мне персональную неограниченную лицензию.
Так что имейте в виду, что существует и третий путь для получения законной лицензии, например, написать статью в одно из печатных изданий. Но вернемся к вопросу о том, как установить систему.

Итак, заходим на сайт www.vmware.com, находим страничку Download, и регистрируемся. После регистрации Вы получаете сообщение, что лицензия отправлена Вам по почте (электронной, разумеется). В ожидании лицензии запускаем перекачку файла vmware-x.y.z-nnn.i386.rpm (где x.y.z - номер версии, а nnn - номер релиза). После ее завершения выполняем следующие действия:

Для инсталляции СВМ надо иметь права root-а, поэтому запускаем терминальное окно и выполняем команду su

Производим установку rpm-пакета.
rpm -Uhv vmware-x.y.z-nnn.i386.rpm
(где vmware-x.y.z-nnn.i386.rpm - имя файла, который Вы скачали)

Запускаем конфигурационный скрипт.
/usr/bin/vmware-config.pl
Замечание: Этот скрипт можно будет использовать для того, чтобы заново сконфигурировать VMware каждый раз, когда Вы произведете замену или обновление ядра. Переустанавливать VMware нет необходимости.
При выполнении этого скрипта необходимо ответить на несколько вопросов. Я расскажу о тех вопросах, которые были заданы мне. Надеюсь, что этот рассказ поможет сориентироваться и Вам.

Вначале скрипт сообщил, что нет скомпилированных модулей, соответствующих ядру:
None of VMware's pre-built vmmon modules is suitable for your running kernel. Do you want this script to try to build the vmmon module for your system (you need to have a C compiler installed on your system)? [yes]
Можно ответить на это просто нажатием клавиши [Enter].
Далее был задан вопрос о местонахождении файлов заголовков, соответствующих запущенной версии ядра:

What is the location of the directory of C header files that match your running kernel? [/usr/src/linux/include]
К сожалению предлагаемый по умолчанию путь оказался неподходящим. Дело в том, что я устанавливал ядро не из исходников, а только из rpm-пакета (при инсталляции, видимо, тоже происходит установка ядра из такого пакета).
Пришлось установить пакет kernel-headers-2.2.16-1.i386.rpm (соответствующий установленному у меня ядру) и указать путь к файлам заголовков [/usr/src/linux-2.2.16/include; правильное значение этого пути можно узнать, просмотрев вывод команды rpm -qpl kernel-headers-2.2.16-1.i386.rpm]
После этого скрипт выдал следующие сообщения, на каждое из которых я отвечал утвердительно (лучше всего просто нажимать клавишу [Enter], соглашаясь тем самым с предлагаемым по-умолчанию вариантом выбора):
Making sure that both the parport and parport_pc kernel services are available.
Trying to find a suitable vmppuser module for your running kernel.
None of VMware's pre-built vmppuser modules is suitable for your running kernel. Do you want this script to try to build the vmppuser module for your system (you need to have a C compiler installed on your system)? [yes]
Do you want this script to automatically configure your system to allow your Virtual Machines to access the host filesystem? (yes/no/help)
Если сервер Samba не запущен на Вашем компьютере, отвечайте на этот вопрос утвердительно, и тогда инсталлятор VMware сконфигурирует его для Вас. Когда Вам будет задан вопрос об имени пользователя и пароле, введите имя, которое Вы использовали на этапе 1 выше.
Если сервер Samba уже установлен на Вашем компьютере, на этот вопрос рекомендуется отвечать отрицательно.
Do you want to be able to use the network in your Virtual Machines? [yes]
Trying to find a suitable vmnet module for your running kernel.
None of VMware's pre-built vmnet modules is suitable for your running kernel.
Do you want this script to try to build the vmnet module for your system (you need to have a C compiler installed on your system)? [yes]
Do you want to be able to use host-only networking in your Virtual Machines? [yes]
Do you want this script to probe for an unused private subnet? (yes/no/help) [yes]
В моем случае скрипт обнаружил, что компьютер не подключен к IP-сети и предложил использовать подсеть 192.168.230.0/255.255.255.0:
Probing for an unused private subnet (this can take some time).
Either your host is not connected to an IP network, or its network configuration does not specify a default IP route. Consequently, the subnet 192.168.230.0/255.255.255.0 appears to be unused.
На этом этапе как раз сказывается, был ли до установки VMWare установлен сервер Samba. В моем случае обнаружилось, что сервер Samba (CIFS/SMB server) запущен. Зачем запущен, я и сам не знаю, просто выбрал опцию при инсталляции. Теперь скрипт сообщил, что если я хочу предоставить этот сервер виртуальным машинам, работающим во внутренней сети, необходимо модифицировать файл
/etc/smb.conf, вписав в него строку примерно такого вида:
interfaces = 192.168.230.1/255.255.255.0
За подробностями предлагается обратиться к man-странице smb.conf(5).
Далее предлагается принять условия пользовательской лицензии (the end user license agreement - EULA):

Press enter to display the DHCP server copyright information.
Вы можете пролистать текст лицензии с помощью клавиши пробела. Если подсказка "Do you accept " не появляется, можно просто нажать Q для перехода к следующему этапу.
После того, как Вы согласитесь принять условия лицензии, скрипт завершает работу, выдав следующие сообщения Hit enter to continue.
Starting VMware services:
Virtual machine monitor [ OK ]
Virtual bidirectional parallel port [ OK ]
Virtual ethernet [ OK ]
Bridged networking on /dev/vmnet0 [ OK ]
Host-only networking on /dev/vmnet1 (background) [ OK ]
The configuration of VMware 2.0.1 build-570 for Linux for this running kernel completed successfully.
You can now run VMware by invoking the following command: "/usr/bin/vmware".
Enjoy,
--the VMware team

После этого Вы можете покинуть shell, запущенный от имени root-а.
exit

Инсталляция собственно системы виртуальных машин завершена, однако надо еще установить лицензию и VMWare Tools.

Установка лицензии на использование VMware
После завершения инсталляции VMware, Вы должны установить лицензию на ее использование. Если Вы зарегистрировались на Web-сайте VMware, Вы должны были получить лицензию в виде сообщения по электронной почте. Лицензия высылается в виде текстового файла, присоединенного к сообщению. Для ее установки необходимо выполнить следующие действия:

Перейдите в свой домашний каталог
cd <Enter>

Если в нем еще нет подкаталога с именем.vmware (обратите внимание на то, что имя начинается с точки), создайте такой каталог.
ls -al
(Вы увидите список всех каталогов; если.vmware существует, переходите к шагу 3.)
mkdir.vmware

Скопируйте полученный файл лицензии в каталог.vmware. Убедитесь, что имя файла начинается на license -- маленькими буквами.

Поскольку я вхожу в систему либо под именем root, либо как обычный пользователь с именем kos, я выполнил установку лицензии (одной и той же) как в каталог /root, так и в каталог /home/kos.

Тема 6.6 Загрузка VMware

1) В качестве сервера загрузки по сети использовать виртуальное решение - UDA, Ultimate Deployment Appliance. Про нее я не раз писал, и даже когда то налабал инструкцию.

• Скачали(я использовал версию под Workstation)
• Запустили.
• Дал ей нужный IP адрес.
  Для этого надо залогиниться в локальную командную строку - root/test.
  Открыть конфиг
  nano -w /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  поправить IP
  После этого:
  /etc/sysconfig/network-scripts/ifdown eth0
  /etc/sysconfig/network-scripts/ifup eth0

(кстати, запоздалое спасибо Денису Березовскому)

• Теперь зашел на этот IP браузером, залогинился в веб интерфейс - admin/admin.
  В веб интерфейсе необходимо настроить DHCP сервер(если нас не устраивают настройки по умолчанию).

2) Качаем ESXi 3.5 Update 4 и syslinux.
Из исошника ESXi распаковываем файлы
# mboot.c32
# binmod.tgz
# boot.cfg
# cim.tgz
# environ.tgz
# license.tgz
# oem.tgz
# vmkernel.tgz
Я пользовался сначала winrar - для распаковки.dd(как описано тут), потом.dd открывал шароварным winImage и извлекал файлы из списка.
из дистрибутива syslinux распаковываем файлы(выбираем.zip вариант для скачивания)
com32\menu\menu.c32
core\pxelinux.0

3) Теперь надо распакованные файлы закинуть внутрь UDA'ы.
Я пользовался WinSCP.
Все полученное в п.2 копируем в папку /var/public/tftproot
Обратите внимание, что pxelinux.0 там уже есть - его надо перезаписать.

Теперь, в папке /var/public/tftproot/pxelinux.cfg редактируем файл default(создаем если его нет) - его содержимое заменяем на следующее:

default menu.c32
menu title PXE Boot VMware ESXi
timeout 100
label ESXi
menu label Boot VMware ESXi
kernel mboot.c32
append vmkernel.gz --- binmod.tgz --- environ.tgz --- cim.tgz
ipappend 2
label Hard
menu label Boot from local drive
localboot 0
4) запускаем целевую машину(у меня это была виртуалка) - и загружаем ее по сети. Видим вот такую картинку

5) В общем то, все:

так как я делал это из простого интереса, что тут надо доделать для реального использования

· Настроить DHCP на выдачу конкретного IP каждому ESXi по мак адресу. По маку его управляющего интерфейса, который виртуальный.

· Сделать подгрузку конфига, уникального для каждого ESXi.
Что примерно для этого надо:
1) создать в pxelinux.cfg файл с именем = мак адрес уже физической сетевушки ESXi, через которую идет загрузка
2) Забекапить конфиг для каждого ESXi, можно попробовать вот такой командой

vicfg - cfgbackup -- server esxihost 2. local. com - s / tmp / host 2 -- username root
Это команда RCLI, который надо будет скачать - ссылка на RCLI.
3) В файлике /tmp/host2 должен оказаться бекап конфигa ESXi.
Скопируем его в корень tftp - у нас это /var/public/tftproot и п.3
Переименуем его в configBundle.tgz
Теперь конфиг в pxelinux.cfg поменяем на такой:.
label ESXi
menu label Boot VMware ESXi
kernel mboot.c32
append vmkernel.gz --- binmod.tgz --- environ.tgz --- cim.tgz --- configBundle.tgz
Т.е. должно получиться. что в tftproot у нас лежит конфиг для каждого ESXi, а в tftproot/pxelinux.cfg - файл загрузки по сети с именем = мак адресу каждого ESXi сервера, в которых прописана подгрузка соответствующих конфигов.