Membuat Virtual Machine di FreeBSD dengan bhyve dan vm-bhyve

Sejak FreeBSD 10.0-RELEASE, hypervisor bhyve (lisensi BSD) sudah menjadi bagian dari base system. Hypervisor adalah aplikasi yang bisa membuat dan menjalankan virtual machine atau yang biasa disebut guest di dalam sebuah sistem operasi. Guest yang didukung oleh bhyve cukup banyak, termasuk FreeBSD, OpenBSD, dan banyak distribusi Linux. Saat ini bhyve hanya mendukung konsol serial dan tidak bisa menampilkan konsol grafik. Bhyve membutuhkan prosesor baru yang mendukung Intel Extended Page Tables (EPT) atau AMD Rapid Virtualization Indexing (RVI), yang dikenal juga sebagai Nested Page Tables (NPT). Untuk Linux atau FreeBSD guest dengan vCPU (virtualCPU) membutuhkan dukungan VMX unrestricted mode (UG). Cara termudah untuk mengecek dukungan prosesor untuk bhyve adalah dengan menjalankan #dmesg# atau melihat isi /var/run/dmesg.boot untuk fitur POPCNT di baris Features dan EPT dan UG di baris VT-x. Panduan yang cukup lengkap untuk menggunakan bhyve dapat diakses di halaman ini

VM-BHYVE

Vm-bhyve adalah aplikasi yang dibuat oleh Matt Churchyard dan diletakkan di repositori Githubnya. Aplikasi ini dapat digunakan untuk manajemen guest yang lebih mudah menggunakan hypervisor bhyve. Beberapa fitur yang ada di aplikasi ini adalah

Dukungan untuk guest FreeBSD/NetBSD/OpenBSD/Linux
Perintah sederhana untuk membuat, menjalankan dan menghentikan guest (create, start, stop),
Konfigurasi file sederhana,
Switch virtual yang mendukung NAT dan VLAN
Dukungan untuk filesystem ZFS
Konfigurasi otomatis serial device untuk mengakses konsol guest
Integrasi dengan rc.d startup/shutdown

Instalasi VM-BHYVE

Clone repositori dari halaman GitHub

git clone https://github.com/churchers/vm-bhyve.git

Untuk menjalankan guest selain FreeBSD, instal grub2-bhyve

pkg install grub2-bhyve

Untuk memberikan layanan DHCP ketika menggunakan switch dengan mode NAT, instal dnsmasq

pkg install dnsmasq

Konfigurasi VM-BHYVE

Vm-bhyve membutuhkan sebuah direktori untuk menyimpan semua virtual machines dan konfigurasi vm-bhyve. Direktori tersebut dapat berupa ZFS mountpoint atau direktori biasa.

Jika menggunakan ZFS, buat sebuah mountpoint untuk vm-bhyve

zfs create pool/vm

Setelah itu ubah file /etc/rc.conf

vm_enable="YES"
vm_dir="zfs:pool/vm"

Jika menggunakan direktori biasa, buat direktori tersebut

mkdir /somepath/vm

Setelah itu ubah file /etc/rc.conf

vm_enable="YES"
vm_dir="/somepath/vm"

Inisialisasi konfigurasi vm-bhyve dan kernel modules yang dibutuhkan

vm init

Perintah ini cukup dijalankan sekali saja dan untuk seterusnya akan dijalankan oleh rc.d script.

Template Virtual Machine

Vm-bhyve menggunakan template ketika membuat sebuah guest atau virtual machine. Semua template disimpan di direktori vm_dir/.templates/. Contoh template dapat diperoleh dari direktori /usr/local/share/examples/vm-bhyve/.

cp /usr/local/share/examples/vm-bhyve/* /somepath/vm/.templates/

Kita dapat mendefinisikan sendiri template yang kita inginkan. Untuk mengetahui format template yang dibutuhkan dapat membaca sample-templates/config.sample untuk mengetahui opsi-opsi yang ada di dalam template deskripsi dari fungsi-fungsinya.

Switch Virtual

Ketika sebuah guest dijalankan maka secara otomatis guest tersebut akan terkoneksi dengan switch virtual yang dicantumkan di dalam file konfigurasi. Secara default semua template sampel akan terkoneksi dengan switch bernama ‘public’.

Switch bisa dibuat dengan perintah berikut ini

vm switch create <switchname>

Mode bridge bisa langsung dijalankan dengan menambahkan physical interface ke switch virtual

vm switch add <switchname> <physicalinterface>

Jika hanya menginginkan mode NAT, jangan menambahkan physical interface ke switch virtual, cukup aktifkan mode NAT

vm switch nat <switchname> on

Secara otomatis mode NAT akan membuat sebuah jaringan privat pada switch dan mengarahkan semua trafik melalui default gateway. Untuk mengaktifkan NAT diperlukan PF yang diaktifkan di file /etc/rc.conf.

Untuk mengaktifkan vlan, cukup dengan memberikan nomor vlan yang diinginkan

vm switch vlan <switchname> <vlannumber>

Untuk menon-aktifkan vlan, cukup dengan memberikan angka 0 sebagai nomor vlan

vm switch vlan <switchname> 0

Konfigurasi switch yang sudah ada dapat dilihat menggunakan perintah

vm switch list

Membuat Guest/Virtual Machine

Untuk membuat guest/virtual machine cukup jalankan perintah

vm create <guestname>
vm create -t <templatename> -s <disksize> <guestname>

Contoh pertama menggunakan template default.conf dan akan membuat disk image sebesar 20GB. Sedangkan contoh kedua menggunakan template .conf dan akan membuat disk image sebesar dalam GB.

Instalasi guest/virtual machine membutuhkan file ISO instalasi sistem operasi yang akan diinstal, download file ISO contoh perintah sebagai berikut untuk sistem operasi FreeBSD.

vm iso ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/releases/ISO-IMAGES/10.1/FreeBSD-10.1-RELEASE-amd64-disc1.iso

Untuk memulai instalasi, jalankan perintah berikut

vm install <guestname> FreeBSD-10.1-RELEASE-amd64-disc1.iso
vm console <guestname>

Setelah instalasi selesai, reboot guest dari konsol dan guest akan melakukan booting ke sistem operasi yang telah diinstal (dengan asumsi instalasi berhasil). Konsol menggunakan perintah cu dan untuk kembali ke host gunakan kombinasi ~+Ctrl-D.

Perintah-perintah berikut menjalankan dan menghentikan guest/virtual machine

vm start <guestname>
vm stop <guestname>

Konfigurasi dasar dan keadaan setiap guest/virtual machine dapat dilihat dengan perintah berikut

vm list

Untuk menghentikan seluruh guest/virtual machine secara bersamaan gunakan perintah

vm stopall

Agar guest/virtual machine berjalan secara otomatis ketika host melakukan booting, tambahkan baris berikut ke dalam file /etc/rc.conf

vm_list="vm1 vm2"
vm_delay="5"

vm_delay adalah variabel yang mengatur selang waktu dijalankannya setiap guest/virtual machine. Terdapat juga perintah untuk mengubah konfigurasi guest/virtual machine menggunakan default text editor dengan perintah berikut

vm configure <guestname>

Instalasi CentOS Guest dengan Instalasi melalui VNC

CentOS adalah sistem operasi GNU/Linux sehingga membutuhkan instalasi grub2-bhyve agar dapat dijalankan sebagai guest di hypervisor bhyve. Ketika melakukan instalasi guest/virtual machine dengan sistem operasi CentOS, proses instalasi yang didukung ketika menggunakan konsol hanya proses instalasi berbasis teks yang tidak memberikan pilihan konfigurasi yang lengkap. Sebagai alternatif, dapat dilakukan instalasi berbasis grafis menggunakan VNC yang diakses melalui jaringan. Metode ini membutuhkan instalasi dilakukan dengan guest/virtual machine terkoneksi switch dengan mode bridge dan kita dapat mengakses jaringan host.

Instalasi seperti biasa

vm create -t centos -s <disksize> <guestname>
vm iso http://buaya.klas.or.id/centos/7/isos/x86_64/CentOS-7-x86_64-Minimal-1511.iso
vm install <guestname> CentOS-7-x86_64-Minimal-1511.iso
vm console <guestname>

Proses instalasi akan masuk ke sesi instalasi CentOS berbasis teks. Pada tahap ini lakukan konfigurasi jaringan atau network (Opsi nomor 7) sehingga guest/virtual machine terkoneksi dengan jaringan host pada saat proses instalasi.

Sebelum terkoneksi

Host name: localhost.localdomain

 1)  Set host name
 2)  Configure device eth0
  Please make your choice from above ['q' to quit | 'c' to continue |
  'r' to refresh]: c
================================================================================
================================================================================
Installation

 1) [x] Language settings                 2) [!] Timezone settings
        (English (United States))                (Timezone is not set.)
 3) [x] Installation source               4) [!] Software selection
        (Local media)                            (Minimal Install)
 5) [!] Installation Destination          6) [x] Kdump
        (No disks selected)                      (Kdump is enabled)
 7) [ ] Network configuration             8) [!] Root password
        (Not connected)                          (Password is not set.)
 9) [!] User creation
        (No user will be created)
  Please make your choice from above ['q' to quit | 'b' to begin installation |
  'r' to refresh]: 7
[anaconda] 1:main* 2:shell  3:log  4:storage-lo> Switch tab: Alt+Tab | Help: F1

Setelah terkoneksi

Host name: localhost.localdomain

 1)  Set host name
 2)  Configure device eth0
  Please make your choice from above ['q' to quit | 'c' to continue |
  'r' to refresh]: c
================================================================================
================================================================================
Installation

 1) [x] Language settings                 2) [!] Timezone settings
        (English (United States))                (Timezone is not set.)
 3) [x] Installation source               4) [x] Software selection
        (Local media)                            (Minimal Install)
 5) [!] Installation Destination          6) [x] Kdump
        (No disks selected)                      (Kdump is enabled)
 7) [x] Network configuration             8) [!] Root password
        (Wired (eth0) connected)                 (Password is not set.)
 9) [!] User creation
        (No user will be created)
  Please make your choice from above ['q' to quit | 'b' to begin installation |
  'r' to refresh]: 
[anaconda] 1:main* 2:shell  3:log  4:storage-lo> Switch tab: Alt+Tab | Help: F1

Kemudian pindah ke tab nomor 2:shell dengan kombinasi Ctrl-B+2 dan jalankan perintah

[anaconda root@localhost ~]# anaconda --vnc
Starting installer, one moment...
anaconda 21.48.22.56-1 for CentOS 7 started.
 * installation log files are stored in /tmp during the installation
 * shell is available on TTY2
 * when reporting a bug add logs from /tmp as separate text/plain attachments
15:35:19 Starting VNC...
15:35:21 The VNC server is now running.
15:35:21 

WARNING!!! VNC server running with NO PASSWORD!
You can use the vncpassword=<password> boot option
if you would like to secure the server.


15:35:21 Please manually connect your vnc client to <your-guest-ip>:1 to begin the install.

15:35:21 Attempting to start vncconfig





[anaconda] 1:main- 2:shell* 3:log  4:storage-lo> Switch tab: Alt+Tab | Help: F1

Akses instalasi grafis menggunakan VNC client dengan alamat port 1 tanpa menggunakan password. Jika ingin menggunakan password maka jalankan perintah berikut ini

[anaconda root@localhost ~]# anaconda --vnc --vncpassword password

Untuk menjalankan VNC server dengan password akses ‘password’. Berikut ini adalah instalasi guest/virtual machine dengan sistem operasi CentOS 7 melalui VNC. CentOS-VNC-BHYVE