qemu-kvm安装and配置桥接和SR-IOV

1. 安装

ubuntu环境安装：

sudo apt-get install qemu virt-manager

centos环境安装：

yum install qemu-kvm qemu-img virt-manager libvirt libvirt-python virt-manager libvirt-client virt-install virt-viewer -y

其中，virt-manager是虚拟机管理工具，相当于windows环境下的vmware软件。

2. 新建虚拟机

下载系统镜像（以ubuntu14.04为例）：

wget http://mirrors.163.com/ubuntu-releases/14.04/ubuntu-14.04.6-server-amd64.iso

创建一个虚拟磁盘, -f指定格式, 文件名kvm.qcow2 ,大小为20G

qemu-img create -f qcow2 -o preallocation=metadata ubuntu14_04.qcow2 20G

通过命令行安装虚拟机：

virt-install --virt-type=kvm --name=ubuntu14_04 --vcpus=2 --memory=2048 --location=ubuntu-14.04.6-server-amd64.iso --disk path=ubuntu14_04.qcow2,size=20,format=qcow2 --network network=default --graphics none --extra-args='console=ttyS0' --force

安装虚拟机时指定网桥（需要先配置好桥接，方法在下面）：

virt-install --virt-type=kvm --name=ubuntu14_04 --vcpus=2 --memory=2048 --location=ubuntu-14.04.6-server-amd64.iso --disk path=ubuntu14_04.qcow2,size=20,format=qcow2 --network bridge=br0 --graphics none --extra-args='console=ttyS0' --force

安装虚拟机时指定PCI设备（需要先配置好SR-IOV，方法在下面，02:00.1是SR-IOV虚拟出来的网卡的PCI编号）：

virt-install --virt-type=kvm --name=ubuntu14_04 --vcpus=2 --memory=2048 --location=ubuntu-14.04.6-server-amd64.iso --disk path=ubuntu14_04.qcow2,size=20,format=qcow2 --network network=default --hostdev=02:00.1 --graphics none --extra-args='console=ttyS0' --force

其中，hostdev可以是以下几种形式：

如果出现错误：

出现这种错误是因为qemu用户没有权限访问当前用户的家目录，修改权限为其他用户可以访问当前用户目录即可解决：

cd /home
chmod 755 user

3. 使用虚拟机

配置桥接网络：

virsh iface-bridge --interface eth0 --bridge br0

eth0是设置桥接的物理网卡名称，br0是桥接网卡的名称。

查看桥接网络：

brctl show
virsh iface-list

删除桥接网卡：

virsh iface-unbridge br0

OR 通过修改配置文件配置桥接网络：

virsh edit ubuntu14_04

修改的内容如下：

    <interface type='network'>              ###这一行修改接口模式为"bridge"
      <mac address='52:54:00:c6:9f:8a'/>
      <source network='default'/>      			###这一行修改源为"bridge='br0'"
      <model type='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
    </interface>

4. qemu配置SR-IOV使用RDMA网卡

查看物理机是否开启VT：

cat /proc/cpuinfo | grep vmx

如果输出内容中有 vmx，仅仅说明CPU支持 VT，还需要通过如下命令查看是否开启：

lsmod |grep kvm

如果已经开启VT，会显示 kvm_intel 和 kvm，如果没开启，需要进BIOS设置。

已经开启的显示示例：

在启动菜单的内核CMDLINE中开启iommu，/boot/grub2/grub.cfg不能直接修改，需通过修改 /etc/default/grub：

vim /etc/default/grub

然后更新grub配置：

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

更新配置后，重启。

为RDMA网卡设置SR-IOV之前，确认已安装好网卡驱动。

4.1 在固件上开启SR-IOV

1. 运行 mst（以下命令均是在root账户执行）

   mst start
   

2. 查看PCI插槽中的HCA设备

   mst status
   

3. 查询设备的SRIOV是否开启、虚拟化数量

   mlxconfig -d /dev/mst/mt4119_pciconf0 q | grep -E "SRIOV_EN|NUM_OF_VFS"
   

4. 开启SR-IOOV并设置VFS的数量

   • SRIOV_EN=1; 开启SRIOV
   • NUM_OF_VFS=4 ; 将VFS数量设置为4

   mlxconfig -d /dev/mst/mt4119_pciconf0 set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=4
   

5. 查看是否设置成功

   mlxconfig -d /dev/mst/mt4119_pciconf0 q | grep -E "SRIOV_EN|NUM_OF_VFS"
   

   注意：此时，无法通过lspci看到VFS，只有在MLNX OFED驱动程序上启用SR-IOV后，你才能看到它们。

4.2 在MLNX_OFED驱动上开启SR-IOV

1. 找到设备，本示例中，有两个设备处于激活动态：mlx5_0对应接口 "ib0"，mlx5_1对应接口 "ib1"，我们只配对 "mlx5_0" 配置。

   ibstat
   

   ibdev2netdev
   

2. 查看固件中配置的VFS数量

   cat /sys/class/net/ib0/device/sriov_totalvfs
   

   注意：这是一个查看操作，配置VFS数量应使用上面用到的命令：

   mlxconfig -d /dev/mst/mt4119_pciconf0 set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=4
   

3. 查看当前设备的VFS数量（三种方式结果一样）

   cat /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/mlx5_num_vfs
   cat /sys/class/net/ib0/device/sriov_numvfs
   cat /sys/class/net/ib0/device/mlx5_num_vfs
   

   注意：如果命令执行失败，可能意味着未加载驱动程序。

   注意：mlx5_num_vfs和sriov_numvfs的区别在于，即使操作系统未加载虚拟化模块（未向grub文件添加intel_iommu=on），mlx5_num_vfs也存在；sriov_numvfs 仅在将intel_iommu=on添加到grub文件时才适用。因此，如果没有sriov_numvfs文件，请检查是否已将Intel_iommu=on添加到grub文件中。

   注意：因内核版本不同，可能没有部分选项。

4. 设置VFS的数量（三种方式，任选其一）

   echo 4 > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/mlx5_num_vfs
   cat /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/mlx5_num_vfs
   

   echo 4 > /sys/class/net/ib0/device/sriov_numvfs
   cat /sys/class/net/ib0/device/sriov_numvfs
   

   echo 4 > /sys/class/net/ib0/device/mlx5_num_vfs
   cat /sys/class/net/ib0/device/mlx5_num_vfs
   

   如出现错误信息：

   修改 /etc/default/grub并重新生成/boot/grub2/grub.cfg：

   vim /etc/default/grub
   

   grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
   

   更新配置后，重启。

   注意：

   1.更改VFS的数量是临时的，服务器重新启动后，设置的值会丢失。

   2.写入sysfs文件时，适用以下规则：

   • 如果未分配VFS，则VFS的数量可以更改为任何有效值（0-固件设置步骤中设置的最大VFS）；
   • 如果有分配给虚拟机的VFS，则无法更改VFS的数量；
   • 如果在未分配VFS的情况下，管理员在PF上卸载驱动程序，则驱动程序将卸载并禁用SRI-OV；
   • 如果在卸载PF驱动程序时分配了VFS，则不会禁用SR-IOV。这意味着VF在VM上可见，但它们将无法运行。这适用于使用pci_stub而非vfio内核的操作系统。
     • VF驱动程序将发现这种情况并关闭其资源；
     • 重新加载PF上的驱动程序后，VF可以运行。 VF的管理员将需要重新启动驱动程序才能继续使用VF。

5. 查看PCI设备

   lspci -D | grep Mellanox
   

   注意：带 Virtual Function 的四个PCI设备就是通过SR-IOV虚拟化出来的RDMA网卡。

   ibdev2netdev -v
   

   此时，你可以看到PF上有4个VF：

6. 在ip池查看VFS

   ip link show
   

4.3 为qemu添加SR-IOV虚拟化的网卡

1. 查看PCI设备信息

   lshw -c network -businfo
   

   这一步看到的信息，其实在刚才通过 "ibdev2netdev -v" 命令已经得到了。

2. 将设备从宿主机deattach

   virsh nodedev-detach pci_0000_02_00_1
   

   命令中，pci_0000_02_00_1 是根据上面由SR-IOV虚拟化出来的PCI设备编号拼接起来的：

   也可以直接通过如下命令查看：

   virsh nodedev-list --tree | grep pci
   

   如果该虚拟设备不再被使用，需要在 virt-manager 中首先将该设备移除，然后在主机上重新挂载该设备：

   virsh nodedev-reattach pci_0000_02_00_1
   

3. 配置VF直通

   • 方法1（interface）：在devices段落里加入（该方法未成功）

     virsh edit ubuntu14_04
     

     内容如下：

     <interface type='hostdev' managed='yes'>
       <mac address='52:54:00:ad:ef:8d'/>
       <source>
         <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x00' function='0x1'/>
       </source>
       <vlan>
         <tag id='4010'/>
       </vlan>
     </interface>
     

     如不需要设置mac和vlan，可以去掉相应标签。

     其中，address中的参数是根据 "lshw -c network -businfo" 获得的信息配置的，例如，我要配置的PCI设备编号是：

     注意对应关系，domain: 0x0000, bus: 0x02, slot: 0x00, function: 0x1.

   • 方法2（hostdev）：在devices段落里加入（本文测试中，该方法有效）

     <hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
       <source>
         <address domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x00' function='0x1'/>
       </source>
     

方法选择：

方法1：功能多，可以配置mac和vlan；

方法2：mac和vlan需要自己在宿主上敲ip命令设置。

1. 连接虚拟机，验证是否有RDMA网卡

   lspci | grep Mellanox
   

​ 可以看到，在虚拟机中有RDMA网卡，接下来就是安装驱动等操作了。