QEMU/KVM

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Introduzione

QEMU è uno strumento a codice aperto per emulare e virtualizzare diversi sistemi e architetture.
KVM (Kernel Virtual Machine) è un modulo del kernel linux che permette a programmi in spazio utente di sfruttare il supporto hardware alla virtualizzazione presente in quasi tutti i moderni processori.
QEMU è progettato per funzionare anche senza appoggiarsi al modulo KVM, tuttavia è evidente come l'utilizzo dello stesso sia consigliato ogni volta che è possibile visti i vantaggi prestazionali che esso garantisce. In generale l'utilizzo di KVM è possibile quando l'architettura (x86 o x64) del sistema host è uguale a quella del sistema guest.

Installazione

Il primo passo è verificare che la propria CPU supporti effettivamente l'accelerazione hardware per la virtualizzazione (Intel VT o AMD-V):

$ egrep '(vmx|svm)' --color=always /proc/cpuinfo

Se negli elenchi compaio le diciture vmx e/o svm allora il processore è dotato delle suddette istruzioni hardware.
KVM è nativamente incluso nel kernel dalla versione 2.6.20, pertanto è necessario installare quanto segue:

# aptitude install qemu qemu-kvm bridge-utils

Il pacchetto bridge-utils non è in realtà strettamente necessario se si intende semplicemente creare una rete virtuale per il sistema guest.

Utilizzo

Terminale

Il primo passo è creare il disco virtuale in cui installare il sistema guest:

$ qemu-img create -f qcow2 <nome disco virtuale>.img <dimensione in GB>G

Il disco può essere creato in una qualsiasi posizione accessibile all'utente. A questo punto se si installa in locale è possibile procedere all'installazione del sistema operativo digitando un comando di questo tipo:

$ qemu -m 768 -hda /percorso/disco_virtuale.img -cdrom /percorso/immagine_SO.iso -vga std -enable-kvm -localtime -net nic,vlan=0,macaddr=XX:XX:XX:XX:XX:XX -net user,vlan=0 -usb -usbdevice tablet -monitor stdio

• -m indica il massimo quantitativo di memoria RAM in [MB] utilizzabile dal sistema guest; in generale tale valore deve essere inferiore alla metà del totale disponibile.
• -hda definisce il percorso del disco virtuale in cui installare il sistema guest.
• -cdrom definisce il percorso dell'immagine iso del sistema operativo da installare; tale opzione viene in generale usata per passare immagini che il sistema guest vedrà come dischi ottici veri e propri.
• -vga std permette di usare risoluzioni dello schermo diverse da quelle standard. Omettendo questo parametro viene sempre presentata una finestra sdl in cui mostrare l'output grafico della macchina, ma le risoluzioni disponibili sono poche; naturalmente in fase d'installazione le risoluzioni disponibili sono comunque limitate perché è lo stesso installer a limitarle.
• -enable-kvm abilità l'utilizzo di KVM.
• -net nic,vlan=0,macaddr=XX:XX:XX:XX:XX:XX e -net user,vlan=0 sono parametri che permettono di configurare un semplice dispositivo di rete virtuale; il parametro macaddr è arbitrario, basta che sia di formato corretto (sei coppie di cifre esadecimali).
• -usb attiva il controller usb.
• -usbdevice tablet permette di evitare la seccatura di dover catturare/rilasciare il puntatore del mouse ogni volta che si seleziona/deseleziona la macchina virtuale. La combinazione di tasti predefinita per rilasciare il mouse è CTRL+ALT.
• -monitor stdio permette di usare il terminale stesso come console, invece di quella seriale; in pratica una volta premuto invio oltre ad aprirsi la finestra con l'output grafico della macchina virtuale nel terminale in cui si è digitato il comando di avvio della macchina virtuale comparirà il prompt (qemu), attraverso cui gestire la macchina stessa. Digitare help in tale prompt per avere un elenco dei comandi disponibili.

Qualora si volesse avviare un installazione su una certa macchina da remoto, sarebbe sufficiente aggiungere alla precedente riga di comando l'opzione -vnc host:XY, dove host è l'IP o l'alias della macchina su cui effettuare l'installazione e XY il numero da aggiungere al valore base della porta, cioè 5900; ad esempio -vnc :10 permette la connessione remota da qualunque IP attraverso la porta 5910.
In sintesi l'opzione -vnc non permette la creazione di una finestra sdl come di norma, ma reindirizza il flusso video ad un'istanza di VNC; è quindi necessario l'uso di un client VNC, come vinagre, per connettersi alla macchina su cui è stata avviata la macchina virtuale e vedere l'output grafico della stessa.
Una volta installato il sistema operativo questo può essere spento come di norma utilizzando la sua funzione di spegnimento interna oppure dando l'apposito comando dal prompt di qemu. Per riavviare la macchina è sufficiente ridare il comando iniziale, avendo cura di omettere l'opzione -cdrom immagine_SO.iso per evitare di far ripartire la procedura d'installazione del sistema operativo.

AQEMU

È un interfaccia grafica basata sulle librerie grafiche Qt, è piuttosto intuitiva, completa e ben fatta oltre che essere disponibile da repository. Per installarla:

# aptitude install aqemu

libvirt

È sostanzialmente un toolkit che mette a disposizione dell'utente strumenti di vario tipo per creare, avviare e gestire macchine virtuali di vario tipo; tali strumenti sono disponibili sia tramite terminale che interfaccia grafica. Oltre a QEMU/KVM supporta altri hypervisor come XEN e Virtualbox.

Note

• Per rendere disponibili i vari host USB (pendrive ecc.) al sistema guest è necessario avviare qemu come root.
• la configurazione di rete qui proposta è la più semplice e permette l'accesso a internet e a eventuali condivisioni samba, NFS ecc., tuttavia in questa modalità la macchina virtuale funge da firewall bloccando tutte le connessioni in ingresso; l'utente deve pertando reindirizzare le necessarie porte qualora voglia usare particolari servizi, come connettersi via SSH al sistema guest. Esistono ulteriori limitazioni che non verranno qui trattate, basti dire che in caso di necessità complesse può essere obbligatorio utilizzare altre configurazioni del servizio di rete.

Approfondimenti

Manpages

man qemu-img
man qemu

Sitografia

QEMU, pagina principale.
KVM, pagina principale.
QEMU su Wikipedia
KVM su Wikipedia

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