第9章 ゲスト仮想マシンデバイスの設定

手順9.3 virsh を使用した PCI デバイスのゲスト仮想マシンへの割り当て

1. デバイスの識別

   まず、仮想マシンへのデバイス割り当てに指定されている PCI デバイスを特定します。使用可能な PCI デバイスの一覧を表示する場合は、lspci コマンドを実行します。grep を使用して、lspci の出力を絞り込むことができます。
   この例では、以下の出力で強調表示されているイーサネットコントローラーを使用します。

   # lspci | grep Ethernet
   00:19.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82567LM-2 Gigabit Network Connection
   01:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)
   01:00.1 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)

   このイーサネットコントローラーは、短い識別子 00:19.0 で表示されます。この PCI デバイスを仮想マシンに割り当てるには、virsh が使用する完全な ID を確認する必要があります。
   これを行うには、virsh nodedev-list コマンドを使用して、ホストマシンに接続されている特定タイプ (pci) のデバイスをすべて一覧表示します。次に、使用するデバイスの短い識別子にマップする文字列の出力を調べます。
   この例では、短い識別子 00:19.0 を使用して、イーサネットコントローラーにマップする文字列を示しています。この例では、: と .が、完全な識別子では、文字はアンダースコアに置き換えられます。

   # virsh nodedev-list --cap pci
   pci_0000_00_00_0
   pci_0000_00_01_0
   pci_0000_00_03_0
   pci_0000_00_07_0
   pci_0000_00_10_0
   pci_0000_00_10_1
   pci_0000_00_14_0
   pci_0000_00_14_1
   pci_0000_00_14_2
   pci_0000_00_14_3
   pci_0000_00_19_0
   pci_0000_00_1a_0
   pci_0000_00_1a_1
   pci_0000_00_1a_2
   pci_0000_00_1a_7
   pci_0000_00_1b_0
   pci_0000_00_1c_0
   pci_0000_00_1c_1
   pci_0000_00_1c_4
   pci_0000_00_1d_0
   pci_0000_00_1d_1
   pci_0000_00_1d_2
   pci_0000_00_1d_7
   pci_0000_00_1e_0
   pci_0000_00_1f_0
   pci_0000_00_1f_2
   pci_0000_00_1f_3
   pci_0000_01_00_0
   pci_0000_01_00_1
   pci_0000_02_00_0
   pci_0000_02_00_1
   pci_0000_06_00_0
   pci_0000_07_02_0
   pci_0000_07_03_0

   使用するデバイスにマップする PCI デバイス番号を記録します。これは別の手順で必要になります。

2. デバイス情報の確認

   ドメイン、バス、および機能の情報は、virsh nodedev-dumpxml コマンドの出力から取得できます。

   virsh nodedev-dumpxml pci_0000_00_19_0
   <device>
     <name>pci_0000_00_19_0</name>
     <parent>computer</parent>
     <driver>
       <name>e1000e</name>
     </driver>
     <capability type='pci'>
       <domain>0</domain>
       <bus>0</bus>
       <slot>25</slot>
       <function>0</function>
       <product id='0x1502'>82579LM Gigabit Network Connection</product>
       <vendor id='0x8086'>Intel Corporation</vendor>
       <iommuGroup number='7'>
         <address domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x19' function='0x0'/>
       </iommuGroup>
     </capability>
   </device>

   注記

   IOMMU グループは、IOMMU からの視認性とデバイスの分離に基づいて決定されます。各 IOMMU グループには、1 つ以上のデバイスを含めることができます。複数のデバイスが存在する場合は、グループ内のすべてのデバイスがゲストに割り当てられるため、IOMMU グループ内のすべてのエンドポイントが要求されます。これは、追加のエンドポイントをゲストに割り当てるか、virsh nodedev-detach を使用してホストドライバーから外すことで実行できます。1 つのグループに含まれるデバイスが複数のゲストに分割されたり、ホストとゲストが分割されたりすることはありません。PCIe root ポート、スイッチポート、ブリッジなどのエンドポイント以外のデバイスは、ホストドライバーから分離しないでください。また、エンドポイントの割り当てに影響を及ぼしません。

   IOMMU グループ内のデバイスは、virsh nodedev-dumpxml 出力の IOMMU グループセクションを使用して決定できます。グループの各メンバーは、別の「アドレス」フィールドで提供されます。この情報は、sysfs で以下を使用して取得することもできます。

   $ ls /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/iommu_group/devices/

   この出力の例を以下に示します。

   0000:01:00.0  0000:01:00.1

   ゲストに 0000.01.00.0 のみを割り当てるには、ゲストを起動する前に、使用されていないエンドポイントをホストから分離する必要があります。

   $ virsh nodedev-detach pci_0000_01_00_1

3. 必要な設定の詳細を決定する

   設定ファイルに必要な値は、virsh nodedev-dumpxml pci_0000_00_19_0 コマンドの出力を参照してください。
   この例のデバイスは、bus = 0、slot = 25、および function = 0 の値を持ちます。10 進数の設定では、この 3 つの値が使用されます。

   bus='0'
   slot='25'
   function='0'

4. 設定の詳細の追加

   virsh edit を実行し、仮想マシン名を指定し、<source> セクションにデバイスエントリーを追加して、PCI デバイスをゲスト仮想マシンに割り当てます。

   # virsh edit guest1-rhel6-64
   <hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
     <source>
        <address domain='0' bus='0' slot='25' function='0'/>
     </source>
   </hostdev>

   または、virsh attach-device を実行して、仮想マシンの名前とゲストの XML ファイルを指定します。

   virsh attach-device guest1-rhel6-64 file.xml

5. 仮想マシンの起動

   # virsh start guest1-rhel6-64

手順9.4 virt-manager を使用した PCI デバイスのゲスト仮想マシンへの割り当て

1. ハードウェア設定を開く

   ゲスト仮想マシンを開き、Add Hardware をクリックして、仮想マシンに新しいデバイスを追加します。

   図9.1 仮想マシンのハードウェア情報ウィンドウ

   

2. PCI デバイスの選択

   左側の Hardware 一覧から PCI Host Device を選択します。
   未使用の PCI デバイスを選択します。別のゲストが使用している PCI デバイスを選択すると、エラーが発生する可能性があります。この例では、予備の 82576 ネットワークデバイスが使用されています。Finish を選択して設定を完了します。

   図9.2 Add new virtual hardware ウィザード

   

3. 新しいデバイスの追加

   セットアップが完了し、ゲスト仮想マシンがPCIデバイスに直接アクセスできるようになりました。

   図9.3 仮想マシンのハードウェア情報ウィンドウ

   

手順9.5 virt-install を使用した、仮想マシンへの PCI デバイスの割り当て

1. デバイスの識別

   ゲスト仮想マシンにデバイス割り当てに指定されている PCI デバイスを特定します。

   # lspci | grep Ethernet
   00:19.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82567LM-2 Gigabit Network Connection
   01:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)
   01:00.1 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)

   virsh nodedev-list コマンドは、システムに接続されているすべてのデバイスの一覧を表示し、各 PCI デバイスを文字列で識別します。出力を PCI デバイスのみに制限するには、次のコマンドを実行します。

   # virsh nodedev-list --cap pci
   pci_0000_00_00_0
   pci_0000_00_01_0
   pci_0000_00_03_0
   pci_0000_00_07_0
   pci_0000_00_10_0
   pci_0000_00_10_1
   pci_0000_00_14_0
   pci_0000_00_14_1
   pci_0000_00_14_2
   pci_0000_00_14_3
   pci_0000_00_19_0
   pci_0000_00_1a_0
   pci_0000_00_1a_1
   pci_0000_00_1a_2
   pci_0000_00_1a_7
   pci_0000_00_1b_0
   pci_0000_00_1c_0
   pci_0000_00_1c_1
   pci_0000_00_1c_4
   pci_0000_00_1d_0
   pci_0000_00_1d_1
   pci_0000_00_1d_2
   pci_0000_00_1d_7
   pci_0000_00_1e_0
   pci_0000_00_1f_0
   pci_0000_00_1f_2
   pci_0000_00_1f_3
   pci_0000_01_00_0
   pci_0000_01_00_1
   pci_0000_02_00_0
   pci_0000_02_00_1
   pci_0000_06_00_0
   pci_0000_07_02_0
   pci_0000_07_03_0

   PCI デバイス番号を記録します。この番号は他の手順で確認する必要があります。
   ドメイン、バス、および機能の情報は、virsh nodedev-dumpxml コマンドの出力から取得できます。

   # virsh nodedev-dumpxml pci_0000_01_00_0
   <device>
     <name>pci_0000_01_00_0</name>
     <parent>pci_0000_00_01_0</parent>
     <driver>
       <name>igb</name>
     </driver>
     <capability type='pci'>
       <domain>0</domain>
       <bus>1</bus>
       <slot>0</slot>
       <function>0</function>
       <product id='0x10c9'>82576 Gigabit Network Connection</product>
       <vendor id='0x8086'>Intel Corporation</vendor>
       <iommuGroup number='7'>
         <address domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x19' function='0x0'/>
       </iommuGroup>
     </capability>
   </device>

   注記

   IOMMU グループに複数のエンドポイントがあり、そのすべてがゲストに割り当てられていない場合は、ゲストを起動する前に次のコマンドを実行して、ホストからその他のエンドポイントの割り当てを手動で解除する必要があります。

   $ virsh nodedev-detach pci_0000_00_19_1

   IOMMU グループの詳細は、「virsh を使用した PCI デバイスの割り当て」 の 注記 を参照してください。

2. デバイスの追加

   virshnodedev コマンドから出力された PCI 識別子を --host-device パラメーターの値として使用します。

   virt-install \
   --name=guest1-rhel6-64 \
   --disk path=/var/lib/libvirt/images/guest1-rhel6-64.img,size=8 \
   --nonsparse --graphics spice \
   --vcpus=2 --ram=2048 \
   --location=http://example1.com/installation_tree/RHEL6.0-Server-x86_64/os \
   --nonetworks \
   --os-type=linux \
   --os-variant=rhel6
   --host-device=pci_0000_01_00_0

3. インストールを完了する

   ゲストのインストールを完了します。PCI デバイスはゲストに接続する必要があります。

手順9.6 virsh を使用したゲストからの PCI デバイスの切り離し

1. デバイスの取り外し

   次のコマンドを使用して、ゲストのXMLファイルからPCIデバイスを削除し、ゲストからPCIデバイスを切り離します。

   # virsh detach-device name_of_guest file.xml

2. デバイスをホストに再接続します (オプション)。

   デバイスが managed モードにある場合は、この手順を省略します。デバイスは自動的にホストに戻ります。
   デバイスが managed モードを使用していない場合は、以下のコマンドを使用して PCI デバイスをホストマシンに再接続します。

   # virsh nodedev-reattach device

   たとえば、pci_0000_01_00_0 デバイスーをホストコンピューターに再接続するには、次のコマンドを実行します。

   virsh nodedev-reattach pci_0000_01_00_0

   これで、デバイスがホストで使用できるようになります。

手順9.7 virt-manager を使用したゲストからの PCI デバイスの切り離し

1. 仮想ハードウェアの詳細画面を開きます。

   virt-manager で、デバイスを含む仮想マシンをダブルクリックします。Show virtual hardware details ボタンを選択すると、仮想ハードウェアの一覧が表示されます。

   図9.4 仮想ハードウェアの詳細ボタン

   

2. デバイスを選択して削除する

   左側のパネルにある仮想デバイスの一覧から、取り外す PCI デバイスを選択します。

   図9.5 取り外す PCI デバイスの選択

   
   Remove ボタンをクリックして確定します。これで、デバイスがホストで使用できるようになります。

手順9.8 SR-IOV で PCI デバイスを割り当てる MAC アドレス、vLAN、および仮想ポートの設定

1. ゲスト仮想マシンをシャットダウンします。

   virsh shutdown コマンドの使用 (「ゲスト仮想マシンのシャットダウン」 を参照)、guestVM という名前のゲスト仮想マシンをシャットダウンします。

   # virsh shutdown guestVM

2. 情報の収集

   <interface type='hostdev'> を使用するには、SR-IOV 対応のネットワークカード、Intel VT-d 拡張機能または AMD IOMMU 拡張機能に対応するホストの物理マシンハードウェアが必要で、割り当てる VF の PCI アドレスを把握している必要があります。

3. 編集する XML ファイルを開く

   # virsh save-image-edit コマンドを実行し、XML ファイルを編集用に開きます (詳細は 「ドメイン XML 設定ファイルの編集」 を参照してください)。ゲスト仮想マシンを以前の実行状態に復元する必要があるため、この場合は --running が使用されます。この例の設定ファイルの名前は guestVM.xml です。ゲスト仮想マシンの名前は guestVM です。

    # virsh save-image-edit guestVM.xml --running 

   guestVM.xmlがデフォルトのエディターで開きます。

4. XML ファイルの編集

   設定ファイル (guestVM.xml) を更新して、以下のような<devices> エントリーが表示されるようにします。

   図9.7 hostdev インターフェースタイプのサンプルドメイン XML

   
    <devices>
      ...
      <interface type='hostdev' managed='yes'>
        <source>
          <address type='pci' domain='0x0' bus='0x00' slot='0x07' function='0x0'/> <!--these values can be decimal as well-->
        </source>
        <mac address='52:54:00:6d:90:02'/>                                         <!--sets the mac address-->
        <virtualport type='802.1Qbh'>                                              <!--sets the virtual port for the 802.1Qbh switch-->
          <parameters profileid='finance'/>
        </virtualport>
        <vlan>                                                                     <!--sets the vlan tag-->
         <tag id='42'/>
        </vlan>
      </interface>
      ...
    </devices>
   
   

   MAC アドレスを指定しないと、その他のタイプのインターフェースデバイスと同様に、MAC アドレスが自動的に生成されることに注意してください。また、<virtualport> 要素は、802.11Qgh ハードウェアスイッチ (802.11Qbg (別名VEPA)) は現在サポートされていません。

5. ゲスト仮想マシンの再起動

   virsh start コマンドを実行して、最初の手順でシャットダウンしたゲスト仮想マシンを再起動します (例では、ゲスト仮想マシンのドメイン名として guestVM を使用します)。詳細は、「定義済みドメインの開始」 を参照してください。

    # virsh start guestVM 

   ゲスト仮想マシンは起動時に、設定された MAC アドレスを持つ、物理ホストマシンのアダプターにより提供されたネットワークデバイスを認識します。この MAC アドレスは、ゲスト仮想マシンやホストの物理マシンを再起動しても変更されません。

手順9.9 デバイスプールの作成

1. ゲスト仮想マシンをシャットダウンします。

   virsh shutdown コマンドの使用 (「ゲスト仮想マシンのシャットダウン、再起動、および強制シャットダウン」 を参照)、guestVM という名前のゲスト仮想マシンをシャットダウンします。

   # virsh shutdown guestVM

2. 設定ファイルの作成

   任意のエディターを使用して、/tmp ディレクトリーに XML ファイル (名前は passthrough.xml など) を作成します。pf dev='eth3' を、ご使用の SR-IOV デバイスの PF の netdev 名に置き換えてください。
   以下は、ホスト物理マシンの "eth3' にある physical function (PF) を持つ SR-IOV アダプターのすべての VF のプールを使用できるようにするネットワーク定義の例です。

   図9.8 サンプルのネットワーク定義ドメイン XML

         
   <network>
      <name>passthrough</name>                                                <!--This is the name of the file you created-->
      <forward mode='hostdev' managed='yes'>
        <pf dev='myNetDevName'/>                                              <!--Use the netdev name of your SR-IOV devices PF here-->
      </forward>
   </network>
         
   
   

3. 新しい XML ファイルの読み込み

   /tmp/passthrough.xml を、前の手順で作成した XML ファイルの名前と場所に置き換え、次のコマンドを実行します。

   # virsh net-define /tmp/passthrough.xml

4. ゲストの再起動

   以下の passthrough.xml を、前の手順で作成した XML ファイルの名前に置き換えます。

    # virsh net-autostart passthrough # virsh net-start passthrough 

5. ゲスト仮想マシンの再起動

   virsh start コマンドを実行して、最初の手順でシャットダウンしたゲスト仮想マシンを再起動します (例では、ゲスト仮想マシンのドメイン名として guestVM を使用します)。詳細は、「定義済みドメインの開始」 を参照してください。

    # virsh start guestVM 

6. デバイスのパススルーの開始

   表示されているデバイスは1つだけですが、libvirtは、ゲスト仮想マシンが次のようなドメインXMLのインターフェース定義で初めて起動されたときに、そのPFに関連付けられているすべてのVFのリストを自動的に取得します。

   図9.9 インターフェースネットワーク定義のサンプルドメイン XML

            
   <interface type='network'>
      <source network='passthrough'>
   </interface>
         
   
   

7. 検証

   ネットワークを使用する最初のゲストを起動したら、virsh net-dumpxml passthrough コマンドを実行し、これを確認できます。以下のような出力が得られます。

   図9.10 XML ダンプファイルのpassthroughコンテンツ

         
   <network connections='1'>
      <name>passthrough</name>
      <uuid>a6b49429-d353-d7ad-3185-4451cc786437</uuid>
      <forward mode='hostdev' managed='yes'>
        <pf dev='eth3'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x10' function='0x1'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x10' function='0x3'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x10' function='0x5'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x10' function='0x7'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x11' function='0x1'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x11' function='0x3'/>
        <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x11' function='0x5'/>
      </forward>
   </network>