Posted by Stephen on 5 September 2009, 2:23 pm http://lug.ustc.edu.cn/stephen/?tag=kvm
配置双系统同时工作
本文涉及的技术细节并不多，主要记录的是我在配置系统过程中各种选择的理由，还有我碰到过的问题。本文并没有给出完整的安装kvm的步骤，可以参见问候给出的参考资料，以获取更详细的信息。
选择配置方案
实验室有了新机器，配置很不错，Core2 Due E8200 CPU、4G内存、500G硬盘，现在的主流操作系统无论跑哪个都有些浪费。而且我对Windows和Linux两个系统都有需求，如果安装双系统，不仅切换麻烦，而且同时只能运行一个，同样存在上述浪费资源的问题，因此虚拟机成了最佳选择。
选择系统和虚拟机
首先是选择系统，Linux肯定首选Debian，一者我用习惯了，二者我的大研项目跟Debian有关。Windows的选择，一开始有些犹豫，想体验一下Win7，但如果双系统同时运行，Win7还是太耗资源，试用一段时间的感受是，很豪华，功能很强大，但相比xp多出的那些功能，我基本都不需要，我只要聊天软件、Office、VS就行了，因此选择了轻量级的XP。对于虚拟机的选择，以前用过VMWare和VirtualBox，qemu也用过，它们的优点是跨平台，主机可以使Win也可以是Linux，缺点是这些虚拟机本身太耗资源，而且不能后台运行，不方便。所以我选择了kvm，kvm对于图形的支持很差，但对于磁盘、内存和CPU的利用率是其他虚拟机无法比拟的。这也因此决定了我选择Debian为宿主机，而XP安装在虚拟机里。主机选择linux桌面的另一个原因是，我习惯了多虚拟桌面的工作，Windows只有一个桌面，虽然有插件可以支持多虚拟桌面，但的切换都不方便，快捷键不能自定义，这是选择Debian作为宿主机的另一个主要原因。
选择kvm的另一个主要原因是kvm可以在后台运行，如果我以Daemon方式启动kvm之后，即使我重启主机的桌面，kvm会继续在后台运行而不受影响，同时我不使用xp时，不占用我桌面空间。平时可以使用rdesktop远程连接到虚拟机中的xp进行使用，比如我现在就是远程桌面到xp，使用google doc写这篇文章。
选择虚拟机硬盘
KVM一个很强大的地方是，可以把主机硬盘给虚拟机用，比如我实验室的一个小弟机器上装了双系统，在linux下用kvm -hda /dev/sda就可以把硬盘上的xp启动起来。起初我也想这样，因为windows的分区在linux下可以自由挂载，双系统共享文件很方便。然而这样做的缺点是，分区大小固定，500G的空间无法有效的、灵活的在双系统之间分配。因此我还是选择把xp装在镜像文件中，镜像文件的好处是，用多少，就只占实际空间的多少。kvm有很多种镜像格式可选，最初我选择qcow2，因为它的大小是灵活可变的，然而发现双系统共享文件不方便，只能通过网络（samba或者rdesktop远程时附带磁盘），传输文件速度太慢，而且要共享文件，必须双系统都开着。于是改用raw格式。最初以为raw格式变的，后来发现其实是可变的，并且它的好处可以直接用mount挂载。两个磁盘镜像：
$ ls -lh *.raw
-rw-r–r– 1 stephen stephen 100G 2009-09-05 12:49 winxp.raw
-rw-r–r– 1 stephen stephen 300G 2009-09-05 12:49 xpdata.raw
虽然见到的两个镜像有400G，但实际上只占用了很小的空间。创建镜像的命令：
$ kvm-img create -f raw winxp.raw 100G
挂载镜像的命令：
#mount -o loop,offset=32256 winxp.raw /mnt
因为需要经常挂载（在win下下电影，linux下看），所以可以alias一下，在~/.bashrc中加入这一行：
alias mountraw=’sudo mount -o loop,offset=32256,uid=1000′
其中uid可以通过如下命令得到：
$ id -u
其含义为挂载为你的用户所有，这样可以直接操作该挂载目录，而不需要root。
备注：这里，我一个磁盘镜像中只分了一个分区，ntfs格式。从网上搜到的信息看，似乎这样mount只能挂载镜像中的第一个分区，我没有尝试过挂载多分区的镜像，如果读者有需求，请自行上网搜索解决方案。另外，如果镜像分区是ntfs的话，读者还需要安装ntfs-3g。
虚拟机网络选择
kvm支持多种网络模式，我主要使用了两种，NAT和桥接，NAT方式不需要额外的配置，只要在kvm的启动参数中加入：
-net nic -net user
桥接方式比较麻烦，首先是配置/etc/network/interfaces（只贴出了相关部分）：
auto eth0
iface eth0 inet static
address 1.0.0.200
netmask 255.255.255.0
gateway 1.0.0.3
auto tap0
iface tap0 inet manual
up ifconfig $IFACE 0.0.0.0 up
down ifconfig $IFACE down
tunctl_user stephen #stephen为笔者的用户名
auto br0
iface br0 inet static
bridge_ports eth0 tap0
address 1.0.0.200
netmask 255.255.255.0
gateway 1.0.0.3
bridge_maxwait 0
eth0和br0都可以使用dhcp方式。
在kvm的启动参数中加入如下行：
-net nic,vlan=0,macaddr=12-65-de-ac-34-87 \
-net tap,vlan=0,df=h,ifname=tap0,script=no
其中macaddr自己随便设置。默认情况下使用tun设备需要root权限，可以把你的用户加入uml-net组即可无需root权限：
adduser `whoami` uml-net
备注：你需要安装bridge-utils和uml-utilities这两个包。
我原本使用NAT方式，因为配置方便，但缺点是此方法虚拟机中无法使用IPv6，所以我首选了桥接，只是在安装虚拟机系统时使用NAT。
使用USB设备
使用USB设备稍有些麻烦，网上查到的资料不多，只是说用-usbdevice host:xxxx:xxxx即可，然而kvm总是报告无法加载usb设备。起初没有意识到问题所在，后来想到了vbox的usb设备问题，于是尝试了同样的方法，解决了。（此法跟具体的linux发行版以及版本有关，我的是Debian Squeeze）。首先建立Usbfs组（祖名其实可以随便取），并把自己加入该组：
#groupadd usbfs
#adduser `whoami` usbfs
查看/etc/group，获得该组的gid，我的是1001，然后在/etc/fatab中加入以下这行：
none /proc/bus/usb usbfs devgid=1001,devmode=664 0 0
然后即可通过host:xxxx:xxxx挂载usb设备了，具体方法参见文后给出的参考资料。
使用虚拟机
首先给出启动虚拟机的命令：
$ kvm \
-M pc \
-localtime \
-vnc 127.0.0.1:0 \
-drive file=winxp.raw,index=0,media=disk \
-drive file=xpdata.raw,index=1,media=disk \
-usb -usbdevice tablet \
-drive file=winxp.iso,index=2,media=cdrom \
-smp 2 \
-m 1536 \
-soundhw all \
-boot c \
-daemonize \
-net nic,vlan=0,macaddr=12-65-de-ac-34-87 \
-net tap,vlan=0,df=h,ifname=tap0,script=no
其中相关参数的含义请参考man kvm-qemu，并且文后的参考资料中也都有相关的解释。
虚拟机使用daemon方式启动，在启动好之前，由于没有网络，可以用vncviewer连接操作：
vncviewer 127.0.0.1:0
启动完成后，我在虚拟机中式手工指定ip的，所以可以用rdesktop连接：
$ rdesktop 1.0.0.199 \
-a 24 \
-u stephen \
-sound:remote \
-f
其中要使用24位色连接，需要修改xp的组策略，Start–>Run–>gpedit.msc–>Administrative Templates–>Windows Components–>Terminal Services，修改右边的Limit maximum color depth。
sound使用remote，因为remote和local是在同一台电脑上，所以效果是一样的，但如果指定了local，那么把rdesktop关闭之后就没有声音了，所以选择了remote。-f是全屏，也可以使用-g 1280×800等，笔者显示器比较大，而且有一个“扩展”显示器，所以就全屏使用了。如果需要在双系统之间随时切换，而不想关闭rdesktop，可以设置一个稍小的分辨率。另外，如果要共享剪切板，读者还需要设置-clipboard参数，具体请参考man rdesktop。
最后给出我使用虚拟机的脚本（稍有修改）：
$ cat .bin/vm
#! /bin/bash
## start kvm
## author : stephen
## scheme
winxp(){
cd ~/vm/winxp
DISK=”winxp.raw xpdata.raw”
CD=”winxp.iso”
LC_NET=”-net nic -net user”
BR_NET=”-net nic,vlan=0,macaddr=12-65-de-ac-34-87 -net tap,vlan=0,df=h,ifname=tap0,script=no”
NET_TYPE=”br”
SMP=2
MEM=1536
SOUNDHW=”all”
BOOT=”c”
DAEMON=”true”
USB=”tablet”
}
rdesk(){
echo “rdesktop 1.0.0.199 -a 24 -u stephen -sound:remote -f” #-g 1280×800″
nohup rdesktop 1.0.0.199 -a 24 -u stephen -sound:remote -f & #-g 1280×800 &
}
if [[ $# -eq 0 ]]; then
## default xp scheme
winxp
fi
## test if kvm and rdesktop is already started
KVM_PID=`pidof kvm`
RDESK_PID=`pidof rdesktop`
if [[ -n "$KVM_PID" ]]; then
echo “kvm already started, pid: $KVM_PID”
[[ -n "$RDESK_PID" ]] && echo “rdesktop already started, pid: $RDESK_PID” && exit 0
rdesk && exit 0
fi
KVM_PARAM=”-M pc”
KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -localtime”
#KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -redir tcp:3389::3389″
KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -vnc 127.0.0.1:0″
index=0
for disk in $DISK
do
[[ $index -eq 4 ]] && echo “too many disks!” && exit 1
KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -drive file=${disk},index=${index},media=disk”
index=$(($index + 1))
[[ $index -eq 2 ]] && [[ -n "$CD" ]] && index=3
done
[[ -n "$USB" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -usb”
for usb in $USB
do
KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -usbdevice $usb”
done
[[ -n "$CD" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -drive file=$CD,index=2,media=cdrom”
[[ -n "$SMP" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -smp $SMP”
[[ -n "$MEM" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -m $MEM”
[[ -n "$SOUNDHW" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -soundhw $SOUNDHW”
[[ -n "$BOOT" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -boot $BOOT”
[[ $DAEMON = "true" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM -daemonize”
[[ $NET_TYPE = "br" ]] && KVM_PARAM=”$KVM_PARAM $BR_NET” || KVM_PARAM=”$KVM_PARAM $LC_NET”
echo “kvm command:”
echo “kvm $KVM_PARAM”
kvm $KVM_PARAM
使用该脚本，调用时会自动判断kvm是否已经启动，若没有则启动kvm，若已启动，则调用rdesktop连接。当然，如果有多个虚拟机，可以通过命令行参数进行选择，相关代码读者如果有需求可以自己写，笔者的脚本已经为此预留了修改空间。
关于“扩展”显示器
其实我没有两个显示器，我指的是我的笔记本，因为笔记本显然不能作为扩展显示器用嘛，所以加上了引号。但我让它具有了相似的效果。如何使用的呢？首先由两种模式。
当我主要在Debian上工作时，就在我的笔记本上用rdesktop连接到虚拟机中的xp使用。这样双系统之间不需要切换，转个身就行了。
当我主要在winxp下工作时，就在台机上用rdesktop连接xp用，而要用其上的Debian时，并不切换系统，而是在笔记本上用XDMCP远程桌面连接到台机上的Debian。
这两种方法，我的笔记本上的系统都没有直接被使用，只不过是个底层的框子而已，所以说相当于一个“扩展”显示器。笔记本的配置实在太低，用起来太慢了……
以上基本就是我的双系统的相关配置。读者如果感兴趣，也可以尝试一下。相关的参考资料：
http://forum.ubuntu.org.cn/viewtopic.php?t=120857
http://wiki.ubuntu.org.cn/UbuntuWiki:Kvm/zh
http://wiki.ubuntu.org.cn/Kvm_网络桥接方案
笔者基本是按照上述文章进行安装盒配置，只是某些部分根据自己的实际需求进行了配置。
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黑传说补充：
1、网络部分，可以使用vde（虚拟分布式局域网）实现多台虚拟机平行
2、虚拟机的管理，可以使用virtmanager，ovirt不知道效果如何
3、图形性能，可以使用spice加强。
4、作为桌面用户，把视窗安装到真机上是有很多好处的， 比如如果哪天想要玩视窗下的游戏，就不用重新装系统了；另外，因为数据盘已经单独分出来了，那么，视窗系统盘其实不需要那么大，也就不太需要想办法去增大或者缩小了这个硬盘分区空间大小了；还有，一些笔记本的电源管理和显卡驱动在linux下是软肋，也可以临时换到视窗下搞定。
