Revisión del tipo de virtualización soportado por la máquina
Primero hay que revisar si hay soporte en Hardware para la virtualización, usando para ello:
$ egrep "vmx|svm" /proc/cpuinfo
Si se soporta la virtualización por Hardware aparecerá la bandera
Procesadores INTEL: vmx
Procesadores AMD: svm
Instalar y usar máquinas virtuales
Por omisión los equipos de tecnología de bajo desempeño no soportan la virtualización a nivel de
Hardware, pero siempre es posible su emulación mediante QEMU.
Si la computadora soporta virtualización a nivel de Hardware es posible usar KVM (o en QEMU la
bandera -enable-kvm). Según la versión de Linux, KVM puede existir como un paquete real o como
uno virtual, si es virtual, al instalar KVM lo que realmente se instala es QEMU y al correr KVM por ejemplo
$ kvm
es remplazado por
$ qemu-system-x86_64 -enable-kvm
estos tienen la misma sintaxis de uso, y para nuestros ejemplos sólo es necesario remplazar
qemu-system-x86_64 por kvm y en ambos siempre se usará qemu-img para manipular las imágenes.
Instalación de KVM (recomendado para virtualización por Hardware)
# aptitude install kvm
Instalación de QEMU (permite emular diversas arquitecturas de Hardware)
# aptitude install qemu
Nota: El desempeño de la emulación versus virtualización por Hardware es de varios ordenes de magnitud
menor, pero una imagen creada con cualquiera de ellos es usable con los otros virtualizadores. KVM sólo
soporta virtualizar arquitecturas X86-64 de INTEL y AMD, QEMU emula diversas arquitecturas, como son
ARM, CRIS, i386, M68k, MicroBlaze, MIPS, PowerPC, SH4, SPARC y x86-64.
Algunos problemas con KVM
Si se detectan las banderas para virtualización por Hardware y al tratarlo de usar KVM marca:
> open /dev/kvm: Permission denied
> Could not initialize KVM, will disable KVM support
Sólo hay que agregar, el login del usuario al grupo kvm en el archivo /etc/group
Si marca:
> open /dev/kvm: No such file or directory
> Could not initialize KVM, will disable KVM support
Sólo hay que activar en el BIOS la virtualización por Hardware
En el caso de querer usar un procesador particular en KVM y marca que algunas banderas no
estan soportadas, por ejemplo, al usar un procesador AMD y hacer uso del procesador Nehalem
Intel Core i7 9xx (Nehalem Class Core i7), mediante:
$ kvm -cpu Nehalem -cdrom TinyCore-current.iso
ó
$ qemu-system-x86_64 -enable-kvm -cpu Nehalem -cdrom TinyCore-current.iso
es común que marque:
warning: host doesn't support requested feature: CPUID.01H:ECX.ssse3 [bit 9]
warning: host doesn't support requested feature: CPUID.01H:ECX.sse4.1|sse4_1 [bit 19]
warning: host doesn't support requested feature: CPUID.01H:ECX.sse4.2|sse4_2 [bit 20]
si es necesario usar dichas banderas en el CPU, entonces usar:
$ qemu-system-x86_64 -cpu Nehalem -cdrom TinyCore-current.iso
en este caso avisará que:
warning: TCG doesn't support requested feature: CPUID.01H:EDX.vme [bit 1]
i.e. soporta el chip, pero no la virtualización (vme: Virtual Mode Extensions [8086 mode]), se
sacrifica velocidad en arás de tener las prestaciones del chip emulado.
Usando un USB/CD live como una máquina virtual
En el caso de tener un USB/CD live y se quiera correr su contenido desde una máquina virtual
con QEMU o KVM solo es necesario montar el USB/CD, conocer el dispositivo mediante
$ df
y usar ese dispositivo en
$ kvm -m 512 -usb /dev/sddx
Usando un archivo ISO como una máquina virtual
En el caso de tener un archivo ISO y se quiera correr su contenido desde una máquina virtual
con QEMU o KVM solo es necesario (si el archivo es ubuntu-11.10-desktop-i386.iso)
$ kvm -m 512 -cdrom ubuntu-11.10-desktop-i386.iso
Un ejemplo completo de instalación y uso de una máquina virtual para Debian estable a partir del archivo
ISO bajado de la red, necesitamos hacer lo siguiente
Generar un disco virtual, por ejemplo de 10 GB
$ qemu-img create -f qcow2 debianStable.img 10G
Instalar la imagen de Debian estable en un disco virtual
$ kvm -no-reboot -boot d -cdrom debian-802-i386-netinst.iso -hda debianStable.img -m 300
Después de la instalación, es conveniente compactar y desfragmentar la imagen usando
$ qemu-img convert -c debianStable.img -O qcow2 debian.img
Usar Debian estable
$ kvm -hda debian.img -m 400
Otro ejemplo completo de instalación y uso de una máquina virtual para Windows XP, en este caso necesitamos
Crear la disco virtual, por ejemplo de 10 GB
$ qemu-img create -f qcow2 WindowsXP.img 10G
Hacer la instalación básica de Windows XP a partir, por ejemplo del ISO
$ kvm -no-reboot -cdrom es_winxp_pro_with_sp2.iso -boot d -hda WindowsXP.img -m 400 -localtime
Concluir la instalación de Windows XP
$ kvm -no-reboot -boot c -hda WindowsXP.img -cdrom es_winxp_pro_with_sp2.iso -m 400 -localtime
Después de la instalación, es conveniente compactar y desfragmentar la imagen usando
$ qemu-img convert -c WindowsXP.img -O qcow2 Windows.img
Uso de máquina virtual de Windows XP
$ kvm -boot c -hda Windows.img -m 400 -localtime
Una vez que se cuenta con una imagen de Windows, podemos instalar por ejemplo Office
Instalar Windows Office 2003, aquí suponemos que tenemos un ISO de Office
$ kvm -localtime -m 300 -boot c -hda Windows.img -cdrom Office-2003.iso
Si se tiene el CDROM, entonces podemos usar
$ kvm -localtime -m 300 -boot c -hda Windows.img -cdrom /dev/cdrom/
En el caso de Windows hay que usar el mismo Hardware siempre, en caso contrario marca que es necesario
registrar el sistema operativo nuevamente al correrlo en otra arquitectura, para ello se usa la bandera -cpu,
al momento de crearlo y usarlo, por ejemplo:
Usar máquina virtual de Windows en QEMU y KVM usando el mismo Hardware
$ kvm -localtime -m 400 -boot c -hda Windows.img -cpu qemu32
$ qemu-system-x86_64 -localtime -m 400 -boot c -hda Windows.img -cpu qemu32
$ qemu-system-x86_64 -enable-kvm -localtime -m 400 -boot c -hda Windows.img -cpu qemu32
Para conocer los CPUs soportados usar
$ kvm -cpu ?
Para conocer las máquinas soportadas usar
$ kvm -machines ?
Otro ejemplo completo de instalación y uso de una máquina virtual para Windows 7, en este caso necesitamos
Crear la disco virtual, por ejemplo de 15 GB
$ qemu-img create -f qcow2 Windows7.img 15G
Hacer la instalación básica de Windows 7 a partir, por ejemplo del DVD
$ kvm -no-reboot -cdrom /dev/cdrom -boot d -hda Windows7.img -m 500 -localtime
Concluir la instalación de Windows 7
$ kvm -no-reboot -boot c -hda Windows7.img -cdrom /dev/cdrom -m 500 -localtime
Después de la instalación, es conveniente compactar y desfragmentar la imagen usando
$ qemu-img convert -c Windows7.img -O qcow2 Windows.img
Uso de máquina virtual de Windows 7
$ kvm -boot c -hda Windows.img -m 500 -localtime
Manipulación del estado de la máquina virtual
La virtualización permite manipular el estado de una maquina en ejecución, por ejemplo, una vez
que se esta corriendo una máquina virtual
$ kvm -boot c -hda .img -m 400 -localtime
es posible manipular el estado de la misma en algún punto de su ejecución al usar la combinación
de teclas:
[Ctrl] + [Alt] + [2]
ya en ella, podemos detener y grabar el estado de la máquina virtual:
savevm test.vm
quit
para que en otro momento, podamos restaurar la máquina virtual tal como estaba cuando esta
se detuvo:
$ kvm -boot c -hda .img -m 400 -localtime -loadvm test.vm
Optimización de imágenes
Las imágenes de disco de KVM/QEMU después de generarlas (al instalar algún sistema operativo)
estas, tienen muchos archivos dispersos, para optimizar su rendimiento es recomendable convertir
la imagen dispersa en una que no tenga esta propiedad, mediante
$ qemu-img convert disk-sparse.img -O qcow2 disk.img
o puede ser compactada, mediante
$ qemu-img convert -c disk-sparse.img -O qcow2 disk.img
la cual decrecerá el tamaño,
Para descompactar una imagen e incrementar la velocidad de uso, mediante:
$ qemu-img convert disk-compact.img -O qcow2 disk.img
Trabajar con una imagen virtual sin que se altere esta
Es muy deseable al trabajar con una máquina virtual, el dejar la información de la máquina
virtual base intacta y guardar los cambios que se requieran en otro archivo, una forma es
hacer una copia y trabajar con la copia de esta o crear un archivo que almacene por
separado los cambios a la imagen, para esto último usar:
$ qemu-img create -b debianStable.img -f qcow2 debian.img
y trabajar con la imagen que resultante (para este ejemplo debian.img)
Algunos problemas comunes con la red
Por lo general las máquinas virtuales detectan correctamente la red, pero en el caso
de Windows esto no siempre pasa, por ello es común emular una tarjeta de red lo más
genérica posible, esta puede ser RTl8139, para ello es necesario que al lanzar la
máquina virtual se indique -net nic,model=rtl8139 -net user, por ejemplo:
$ kvm -boot c -hda WindowsXP.img -m 400 -localtime -net nic,model=rtl8139 -net user
algunas de las otras opciones para la red son: NE2000 PCI, RTL8139, PCNET y NE2000 ISA.
Aumento de desempeño
La virtualización normalmente es rápida, pero en algunas circunstancias se hace lenta generalmente
esto es ajeno a KVM/QEMU y generalmente es por la constante grabación de pequeños paquetes de
datos al disco duro por parte de la máquina virtual.
Por optimizar el desempeño de la máquina virtual es posible pedirle a KVM/QEMU que trate de usar
un cache y baje lo menos posible a disco la información, esto aumentara notablemente el desempeño de
la máquina virtual.
Para aumentar el desempeño, en lugar de usar
$ kvm -boot c -hda WindowsXP.img -m 400
Usar
$ kvm -drive file=WindowsXP.img,cache=writeback,media=disk -m 400
En el caso de usar un archivo ISO, usar
$ kvm -m 512 -drive file=fedora.iso,cache=writeback,media=cdrom
Otro ejemplo completo de instalación y uso de una máquina virtual (por ejemplo para UBUNTU 11.10)
usando el cache, en este caso necesitamos
Generar un disco virtual, por ejemplo de 10 GB
$ qemu-img create -f qcow2 disco.img 10G
Instalar la imagen de UBUNTU en un disco virtual
$ kvm -no-reboot -boot d -drive file=ubuntu-11.10-desktop-i386.iso,cache=writeback,media=cdrom \
-drive file=disco.img,cache=writeback,media=disk -m 500 &
Después de la instalación, es conveniente compactar y desfragmentar la imagen usando
$ qemu-img convert -c disco.img -O qcow2 Ubuntu.img
Usar Debian estable (aquí, se usa el cache para acelerar el desempeño de KVM)
$ kvm -drive file=Ubuntu.img,cache=writeback,media=disk -m 500
Mejorando el desempeño del vídeo de la máquina virtual
Por omisión se tiene un tarjeta gráfica de pobre desempeño en la máquina virtual, si se necesita
mayor resolución en la salida gráfica, una opción es usar la opción -VGA, donde dos de sus
posibilidades es STD o VMWARE usándose como:
$ kvm -vga std -m 512 -drive file=fedora.iso,cache=writeback,media=cdrom
o
$ kvm -vga vmware -m 512 -drive file=fedora.iso,cache=writeback,media=cdrom
Uso de tarjeta de sonido dentro de KVM/QEMU
Por omisión el uso de la tarjeta de audio no esta habilitada, para habilitarla usar
en la linea de comandos: -soundhw sb16,es1370,adlib
por ejemplo
$ kvm -boot c -hda Windows.img -m 400 -localtime -soundhw sb16,es1370,adlib
Uso de la virtualización dentro de una virtualización
Algunas veces es necesario tener activa la virtualización dentro de otra virtualización, esto
se logra mediante, por ejemplo, para un procesador AMD
$ kvm -m 128 -cdrom TinyCore-current.iso -cpu phenom,+svm
Uso de VNC como salida gráfica de la virtualización
Si se desea usar VNC como visualizador de la salida gráfica de KVM, primero se debe instalar
un cliente de VNC, por ejemplo vncviewer, usando
# aptitude install vncviewer
Entonces, para correr la maquina virtual usamos
$ kvm -m 128 -cdrom TinyCore-current.iso -cpu kvm64 -vnc :0
Y para ver la salida gráfica usamos
$ vncviewer 0
Uso de SSH para correr una máquina virtual de forma remota
Si se tiene acceso a un servidor mediante SSH en el cual este activo X11 forwarding e instalado
KVM/QEMU, entonces es posible correr una maquina remota en el servidor y visualizar la salida
gráfica en la máquina donde se corre el comando SSH.
Primeramente, al hacer la conexión mediante SSH, es necesario solicitar en la conexión se habilite
X11 forwarding mediante
$ ssh -X -l usr 192.168.13.230
Después de hacer la conexión, ya podemos correr la máquina virtual como se indico antes
$ kvm -m 128 -cdrom TinyCore-current.iso &
Interacción de VirtualBox en KVM/QEMU
Uno de los manejadores de máquinas virtuales más conocidos es VirtualBox
(https://www.virtualbox.org/) que dispone de diversas imágenes funcionales
listas para descargar y usar (https://virtualboxes.org/images/) de varias decenas
de distribuciones de Linux.
Es por ello que KVM/QEMU ha desarrollado formas de usar, convertir y migrar máquinas de
VirtualBox y otros manejadores de máquinas virtuales con un mínimo de esfuerzo, ejemplo
de ello es que se puede descargar cualquier imagen VDI de VirtualBox y usarlo directamente
en KVM usado la misma sintaxis que con sus propias máquinas virtuales.
Ejemplo de ello, es descargar (https://virtualboxes.org/images/lubuntu/) LUBUNTU 12.10
(http://sourceforge.net/projects/virtualboximage/files/Lubuntu/12.10/lubuntu1210.7z/download),
descomprimir el archivo lubuntu1210.7z y esto dejará la imagen de VirtualBox de LUBUNTU cuyo
nombre es lubuntu1210.vdi.
Entonces esta imagen (lubuntu1210.vdi) la usaremos directamente usando KVM/QEMU mediante:
$ kvm -m 2000 -hda lubuntu1210.vdi
o
$ qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2000 -hda lubuntu1210.vdi
Nota: esta imagen usa: (username/password): lubuntu/lubuntu
Algunas veces es necesario montar y extraer el contenido de un disco virtual, supongamos que
tenemos una maquina virtual de VirtualBox y queremos ver su contenido, para ello usamos
$ qemu-img convert diskname.vmdk -O qcow2 diskname.qcow2
o para raw
$ qemu-img convert diskname.vmdk -O raw diskname.raw
Instalar nbd-client
# apt-get install nbd-client
Después
# qemu-nbd --connect=/dev/nbd0 /mnt/kvm/diskname.qcow2
# fdisk /dev/nbd0 -l
# sudo mount /dev/nbd0p1 /mnt/somepoint/
# umount /mnt/somepoint/
Algunos otras opciones
Lanzar KVM con dos procesadores, 1536 MB de RAM, dispositivo de red e1000, MAC addres
52:54:00:12:34:50, iniciando el DHCP en la dirección 10.0.2.40 y reenviando la salida del
puerto 22 de la maquina virtual al 5555 del equipo huésped, mediante
$ kvm -smp 2 -drive file=debianStableTmp.img,cache=writeback,media=disk \
-m 1536 -device e1000,netdev=user.0,mac=52:54:00:12:34:50 \
-netdev user,id=user.0,dhcpstart=10.0.2.40,hostfwd=tcp::5555-:22 &
o lanzar kvm con dos procesadores, 1536 MB de RAM, dispositivo de red e1000 y reenviando
la salida del puerto 22 de la maquina virtual al 5555 del equipo huésped
$ kvm -smp 2 -drive file=debianStableTmp.img,cache=writeback,media=disk -m 1536 \
-device e1000,netdev=user.0 -netdev user,id=user.0,hostfwd=tcp::5555-:22 &
el redireccionamiento de puerto puede ser hecho también con:
$ kvm -m 512 -cpu phenom,+svm -hda b.qcow2 -redir tcp:5555:10.0.2.15:22 &
Si se desea usar ssh y scp en la máquina virtual usar:
# apt-get install openssh-server
acceder usando
$ ssh -p 5555 root@localhost
hacer copia del equipo huésped a la maquina virtual mediante
$ scp -P 5555 file.txt usr@localhost:/tmp
Direcciones de red usadas en KVM/QEMU
Gateway/DHCP/TFTP server: 10.0.2.2
DNS server: 10.0.2.3
Samba server: 10.0.2.4
Netmask: 255.255.255.0
Guest IP: any address above 10.0.2.15
http://www.linux-kvm.org/page/Networking
Comunicación entre la máquina virtual y el sistema anfitrión
Que hacer para tener comunicación entre la máquina virtual y el sistema anfitrión, hay varias
maneras de hacer esto:
1) Una forma es mediante el protocolo SAMBA, NFS o SSHFS, en todos los caso se montan los
recursos compartidos por algún servidor
2) Se puede usar FSDEV de KVM/QEMU que monta un recurso local mediante las siguientes
indicaciones:
kvm [...]
-fsdev local,id=fs1,path=$HOME/code/linux,security_model=none \
-device virtio-9p-pci,fsdev=fs1,mount_tag=host-code
Donde [$HOME/code/linux] es la ruta a compartir, y [host-code] es el identificador
para el montaje, en la MV se puede usar
$ mkdir -p /mnt/host
Donde [/mnt/host] en el directorio de montaje (checar que se den los permisos pertinentes)
para ahora hacer:
# mount host-code -t 9p /mnt/host
Para desmontar usar
# umount /mnt/host
3) Leer un dispositivo USB montado en el sistema anfitrión desde la máquina virtual, para ello
el dispositivo USB deberá estar conectado en la máquina anfitrión y deberá ser accesado
directamente en la máquina virtual. QEMU necesita parámetros adicionales, el parámetro
-usb activa el soporte en la máquina virtual de dispositivos USB. La emulación de Intel
SB82371 UHCI-Controller tiene 8-puertos en el USB hub. Si se busca tener acceso a uno de
los dispositivos físicos, se requiere encontrar los parámetros Vendor-ID and Product-ID.
Esta información se obtiene examinando la salida del comando:
# /sbin/lsusb
o
$ cat /proc/bus/usb/devices
Entonces es posible decirle a KVM los datos de VendorID y ProductID a través de la línea
de comandos
$ kvm -usb -usbdevice host:<VendorID>:<ProductID> <otros parámetros>
o iniciar kvm con soporte para dispositivos USB activados mediante
$ kvm -usb <otros parámetros>
después de iniciar la máquina virtual, cambiar al sistema de monitoreo de la máquina virtual
presionando
Ctrl+Alt+2 e introducir el siguiente comando
usb_add host:<VendorID>:<ProductID>
cuando se retorne al ambiente gráfico al teclear [Ctrl]+[Alt]+[1] se vera el mensaje de
reconocimiento del dispositivo USB.
Por ejemplo si se tiene una impresora HP Scanjet 3300C conectada en el puerto USB de la
computadora, la salida del comando lsub es:
# lsusb
Bus 003 Device 002: ID 03f0:0205 ScanJet 3300C
así, el comando en KVM para dejar accesible el dispositivo es:
$ kvm -usb -usbdevice host:03f0:0205 <otros parametros>
4) Usar la impresora conectada en el puerto paralelo, pera ello al invocar la ejecución de la
máquina virtual usar:
$ kvm -parallel /dev/parport0 <otros parámetros>
5) Montar el contenido de un disco virtual y poder intercambiar información entre la máquina
virtual y la huésped, primero convertir el disco a formato accesible a Linux
$ qemu-img convert disco.img -O raw tmp.img
montar la imagen en Linux como root
# mkdir disk
# mount -o loop,offset=32256 tmp.img disk
trabajar con la imagen montada y al terminar desmontar esta
# umount ./disk
y puede ser regresada al formato original mediante
$ qemu-img convert -c tmp.img -O qcow2 disco.img
Más información en la página:
http://www.qemu.org/user-doc.html
Imagenes debian kvm
https://people.debian.org/~aurel32/qemu/amd64/
CDs de versiones de DEBIAN
http://cdimage.debian.org/cdimage/archive/
Repositorios de DEBIAN
deb http://archive.debian.org/debian-archive/debian/ sarge main contrib non-free
Notas de QEMU
https://wiki.debian.org/QEMU
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Algo de linux: http://www.mmc.geofisica.unam.mx/acl/linux/
Antonio Carrillo Ledesma
http://www.mmc.geofisica.unam.mx/acl/