26、Xen 故障排除与 xm 命令参考指南

Xen 故障排除与 xm 命令参考指南

1. 调试技巧

1.1 使用 pdb 调试

当你需要调试时，可以在代码中添加调试模块 pdb 。例如，打开 /usr/lib/python2.5/site-packages/xen/xend/XendAPI.py 文件，在文件顶部添加如下代码：

import pdb

然后在第 672 行附近添加断点：

pdb.set_trace()

重新运行服务器，当 xend 遇到新的断点时，就会启动调试器。此时，你可以进行常见的调试操作，如修改变量值、单步执行函数、进入子程序等。

1.2 处理域处于阻塞状态的问题

xm list 工具报告的“阻塞”状态通常意味着域处于空闲状态，但真正的问题可能是域无响应。例如，启动域时出现如下问题：

[root@localhost ~]# xm create -c sebastian.cfg
Using config file "/etc/xen/sebastian.cfg".
Going to boot Fedora Core (2.6.18-1.2798.fc6xen)
  kernel: /vmlinuz-2.6.18-1.2798.fc6xen
  initrd: /initrd-2.6.18-1.2798.fc6xen.img
Started domain sebastian
rtc: IRQ 8 is not free.
i8042.c: No controller found.

查看 /var/log/xen/xend-debug.log 文件，发现如下信息：

10/09/2007 20:11:48 Autoprobing TCP port 
10/09/2007 20:11:48 Autoprobing selected port 5900

端口 5900 是 VNC 端口，问题是 Xen 没有使用 xm console 连接的虚拟控制台设备，而是使用了帧缓冲作为控制台。启动 VNC 客户端并连接到 5900 端口，即可获得预期的图形控制台。

1.3 Xen 信息消息的层次结构

Xen 的信息消息分为以下几个层次：
- DEBUG ：开发者用于输出他们感兴趣的信息，通常很有用，但会产生大量数据。
- INFO ：对管理员来说有趣或有用的信息，但不表示存在问题。
- WARNING ：表示存在问题，但不是关键问题。例如，依赖 VM.get_auto_power_on 函数可能会有问题，但不使用该函数不会有不良影响。
- ERROR ：表示真正的、无法否认的错误，通常意味着域异常退出。

1.4 调试热插拔

Xen 广泛使用 udev 来创建和销毁虚拟设备，其与 Linux 热插拔子系统的交互信息通常记录在 /var/log/xen/xen-hotplug.log 文件中。
首先，使用 udevmonitor 查看 udev 事件，它应该显示每个 vif 和 vbd 的添加事件以及 vif 的在线事件。这些事件会通过 /etc/udev/rules.d/xen-backend.rules 规则，执行 /etc/xen/scripts 中的相应脚本。
在感兴趣的设备脚本（如 blktap ）顶部添加如下代码，以增加额外的日志记录：

set -x
exec 2>>/var/log/xen-hotplug.log

这将使 shell 展开脚本中的命令并将其写入 xen-hotplug.log 文件，帮助你追踪问题的根源并解决问题。

1.5 使用 strace 进行故障排除

strace 是一种重要的通用故障排除技术，可用于查看 Xen 控制工具的实际操作。例如，当 Xen 无法找到外部二进制文件（如 xen-vncfb ）时，可以使用以下命令：

# strace -e trace=open -f xm create prospero 2>&1 | grep ENOENT | less

在设置 PyGRUB 时，使用 strace 发现缺少必要的目录：

# strace xm create -c prospero
(snipped)
mknod("/var/lib/xen/xenbl.4961", S_IFIFO|0600) = -1 ENOENT (No such file or directory)

创建该目录即可解决问题：

# mkdir -p /var/lib/xen/ 

1.6 解决 Python 路径问题

Python 有自己的内部搜索路径，用于查找模块。如果路径中不包含 Xen 模块，可能会出现如下错误：

# xm create -c sebastian.cfg
Using config file "/etc/xen/sebastian.cfg".
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/bin/pygrub", line 26, in ?
    import grub.fsys
ImportError: No module named fsys

调整搜索路径的正确方法是在 Python 路径中已存在的目录下添加 .pth 文件，该文件应包含包含 Python 模块的目录路径。例如：

# echo "/usr/local/lib/python2.5/site-packages" >> /usr/lib/python2.5/local.pth

启动 Python 确认路径是否更新正确：

# python
>>>> import sys
>>>> print sys.path
['', '/usr/lib/python25.zip', 'usr/lib/python2.5' (etc)
'/usr/local/lib/python2.5/site-packages']

1.7 处理神秘锁定问题

如果 Xen 或 dom0 神秘挂起，可能是 dom0 发生内核崩溃，同时控制台日志记录不足。
- 使用串行控制台可以获得更详细的信息，若未看到崩溃消息，可以尝试在控制台连续按下三次 CTRL - A 切换输入到 Xen 管理程序。
- 若没有串行控制台，尽量将 VGA 控制台保持在 tty1 ，有时可以使用数码相机保存内核崩溃的输出。
- 若机器在看到崩溃消息前重启，且无法使用串行控制台，可以在 domU 的 menu.lst 文件中指定 Linux 内核的模块行添加 panic = 0 参数，但这会导致计算机挂起而非重启，适合测试环境。

1.8 内核参数：安全模式

当管理程序串行控制台也无法工作时，可以尝试以下内核参数：
- ignorebiostables ：在某些 Intel 芯片组的 I/O 压力下，该参数可能有助于避免挂起。
- acpi = off 和 nousb ：有报告称这些参数可以提高某些硬件的稳定性。
- 禁用 BIOS 中的超线程功能，某些 Xen 版本可能存在相关问题。
在 /boot/grub/menu.lst 文件中添加这些参数后的示例如下：

root hd0(0)
kernel /boot/xen-3.0.gz
module /boot/vmlinuz-2.6-xen ignorebiostables acpi=off noapic nousb

1.9 获取帮助

• 邮件咨询 ：可以直接发送与 Xen 相关的问题邮件，但不保证能够得到帮助。
• 邮件列表 ：有多个关于 Xen 的流行邮件列表，如 Xen - users 和 Xen - devel ， Xen - users 更适合初学者提问。
• Xen 维基 ：Xen 有一个广泛的维基，虽然部分内容可能过时，但仍是一个有价值的起点。
• Xen IRC 频道 ：在 irc.oftc.net 上有一个受欢迎的 #xen 频道，可以随时加入交流。
• Bugzilla ：Xen 维护了一个公开的 Bug 数据库，可通过关键字搜索问题。
• 发行版供应商 ：不要忘记参考发行版供应商的特定文档和支持资源。
• xen - bugtool ：当其他方法都失败时，可以使用 xen - bugtool 收集相关故障排除信息，将其保存为 .tar.bz2 文件后，可上传到网络并发送消息到 Xen - devel 邮件列表。

1.10 xm 命令概述

xm 命令是与 Xen 控制平面功能交互的主要接口，通过向 xend 发送指令来实现各种功能。 xm 命令的一般语法如下：

xm <subcommand> <domain specifier> [options]

选项可以放在域指定符之前或之后，通常建议放在最后。例如，关闭域 10 的命令如下：

xm shutdown 10

xm 命令通常是异步的，可能在实际完成之前返回。例如， xm shutdown 命令可能需要几分钟才能真正关闭域，通常需要使用 xm list 命令确认域是否已停止运行。

1.11 xm 子命令列表

子命令	说明
addlabel, cfgbootpolicy, dumppolicy, getlabel, labels, loadpolicy, makepolicy, resources, rmlabel	与 Xen 的安全策略基础设施交互
block - attach, block - configure, block - detach, block - list	管理附加到域的存储设备
console	连接到指定域的控制台
create	创建并启动域，需要指定配置文件
debug - keys *	与 Xen 内置的 GDB 存根交互（Xen 3.1 及以后版本）
delete *	从 Xen 管理中移除域（Xen 3.1 及以后版本）
destroy	强制终止域，立即释放资源
dmesg	打印内核启动的诊断消息
domid, domname	根据域名查找域 ID 或根据域 ID 查找域名
dry - run	测试是否能成功找到并使用虚拟设备，也可用于调试域配置中的 Python 代码
dump - core	触发立即内存转储
info	打印 Xen 主机的有用信息
list	列出域信息，可显示域的状态
log	打印 /var/log/xend.log 文件内容
mem - max	指定域可使用的最大内存
mem - set	调整域的内存分配
migrate	迁移域
network - attach, network - detach, network - list	管理虚拟网络设备
new *	将域添加到 Xen 管理，但不分配资源或运行（Xen 3.1 及以后版本）
pause	暂停域
reboot	命令域干净地重启
rename	更改域的可读名称
restore, save	保存和恢复域的状态，类似于休眠
resume *	使域从暂停状态恢复（Xen 3.1 及以后版本）
sched - credit	配置信用调度器
sched - sedf	调整过时的 SEDF 调度器的参数
shell *	启动交互式 shell（Xen 3.1 及以后版本）
shutdown	命令域关闭
start *	启动已管理的域（Xen 3.1 及以后版本）
suspend *	暂停已管理的域（Xen 3.1 及以后版本）
sysrq	向域发送魔法系统请求键
top	以类似于 top 命令的格式显示运行中的 Xen 域的状态信息
trigger *	向域发送 CPU 事件（Xen 3.1 及以后版本）
unpause	恢复已暂停的域
uptime	打印域的运行时间
vcpu - list, vcpu - pin, vcpu - set	控制 SMP 系统中域使用的 CPU
vnet - create, vnet - delete, vnet - list	与 Xen 的 VLAN 支持交互
vtpm - list	列出附加到域的虚拟 TPM

流程图：Xen 故障排除流程

graph TD;
    A[遇到问题] --> B{问题类型};
    B -->|域阻塞| C[查看日志，如 /var/log/xen/xend-debug.log];
    C --> D{是否找到原因};
    D -->|是| E[解决问题];
    D -->|否| F[进一步调试，如使用 strace];
    B -->|热插拔问题| G[使用 udevmonitor 查看事件];
    G --> H[添加额外日志记录];
    H --> I[追踪问题根源并解决];
    B -->|Python 路径问题| J[检查 Python 搜索路径];
    J --> K[添加 .pth 文件];
    K --> L[确认路径更新];
    B -->|神秘锁定| M{是否有串行控制台};
    M -->|是| N[查看串行控制台消息];
    M -->|否| O[保持 VGA 控制台在 tty1];
    N --> P{是否看到崩溃消息};
    P -->|否| Q[按三次 CTRL - A 切换输入];
    O --> R[可使用数码相机保存输出];
    B -->|其他| S[尝试内核参数];
    S --> T{是否解决问题};
    T -->|是| E;
    T -->|否| U[使用 xen - bugtool 收集信息];
    U --> V[上传信息到网络并咨询邮件列表];

以上就是 Xen 故障排除和 xm 命令的相关内容，希望能帮助你更好地使用和管理 Xen 环境。在遇到问题时，按照上述步骤逐步排查，通常可以找到解决方法。如果仍然无法解决，可以通过各种渠道获取更多帮助。

2. xm 子命令详细解析

2.1 安全策略相关子命令

addlabel 、 cfgbootpolicy 、 dumppolicy 、 getlabel 、 labels 、 loadpolicy 、 makepolicy 、 resources 和 rmlabel 这些子命令用于与 Xen 的安全策略基础设施交互。不过目前在实际应用中，尚未发现这些安全策略有太多实用价值。若你对安全模块感兴趣，可查看 Xen 源代码分发中包含的示例策略。

2.2 存储设备管理子命令

• block - attach ：将存储设备附加到指定的域。具体操作时，需明确设备的相关信息和要附加到的目标域。
• block - configure ：对已附加到域的存储设备进行配置，可调整设备的参数等。
• block - detach ：从指定域中分离存储设备。
• block - list ：列出附加到指定域的所有存储设备，方便查看设备状态和信息。

2.3 控制台子命令

console 子命令用于连接到指定域的控制台。但要注意，只有当域配置为使用 Xen 的虚拟控制台时，该命令才有效。即使配置正确，有时可能需要按下 ENTER 键才能获得登录提示。对于新用户来说，输入 xm console 后看到空白屏幕可能会感到困惑，这是因为自上次使用后，控制台缓冲区没有新内容。

2.4 创建域子命令

create 子命令在近期版本的 Xen 中，相当于 xm new 后再执行 xm start ，是创建并启动域的常用命令。该命令期望输入一个配置文件的名称，若未指定文件，则默认使用 /etc/xen/xmdefconfig 。 create 子命令支持以下选项：
- -h ：打印帮助信息。
- -q ：安静模式，减少输出信息。
- --path ：指定域配置文件的基础路径，默认为 /etc/xen 。
- -n ：预运行模式，打印将生成的配置，用于调试域配置中的 Python 代码。
- -x ：类似于 -n ，但以 XML 格式输出域定义。不过截至 Xen 3.3，此选项仍依赖已弃用的 xml.dom.ext 模块，在许多 Python 安装中可能无法正常工作。
- -c ：自动连接到控制台，这对于与 PyGRUB 交互是必需的。
- -s ：跳过 XML 域配置的 DTD 检查。

若未为 xm create 提供完整路径，它将默认在 /etc/xen 中查找配置文件，可使用 --path 选项更改查找路径。

2.5 调试相关子命令

• debug - keys *（Xen 3.1 及以后版本） ：该子命令用于与 Xen 内置的 GDB 存根交互，允许发送魔法按键来控制存根的输出。但只有在编译 Xen 时启用了 GDB 存根，此命令才会生效，通常仅在开发 Xen 内部代码时有用。
• dry - run ：理论上，此子命令用于测试 Xen 是否能成功找到并使用其虚拟设备，但实际效果并不理想，在预测启动域是否成功方面表现不佳。不过，它在调试域配置中的 Python 代码时很有用，同时也是 xm create 的一个子选项，可使 xm create 以预运行模式创建域。

2.6 域管理子命令

• delete *（Xen 3.1 及以后版本） ：从 Xen 的管理中移除指定的域。若域正在运行，该命令会先关闭域，然后移除其定义。
• destroy ：此命令相当于直接拔掉物理机器的电源插头，会强制终止指定的域，并立即将所有资源返回给管理程序。当 domU 完全锁定时，可能需要使用该命令来终止它。
• domid 和 domname ： domid 命令根据域名查找对应的域 ID， domname 命令则根据域 ID 查找对应的域名。当管理大量域时，这两个命令非常实用。

2.7 系统信息子命令

• dmesg ：与系统的 dmesg 命令类似，用于打印内核启动时的诊断消息，有助于排查系统启动过程中出现的问题。
• info ：打印关于 Xen 主机的大量有用信息，包括所使用的 Xen 精确版本、处理器的功能以及可供 domU 使用的内存等。
• log ：简单地打印 /var/log/xend.log 文件的内容，方便查看 Xen 控制守护进程的日志信息。

2.8 域列表子命令

list 子命令以表格形式列出域的信息。其最简形式仅列出域，但也可通过提供 --long 选项打印出关于域的详细信息，包括完整的 s - 表达式。短形式的 list 命令还会显示每个域的状态：
- 'b'（blocked） ：表示域正在等待某些操作，可能是 I/O 操作或调度原因。空闲的域通常会显示为阻塞状态，这是正常现象，当有任务时会自动解除阻塞。
- 'p'（paused） ：表示域已被 xm pause 命令暂停。
- 'c'（crashed） ：表示域已崩溃。
- 'd'（dying） ：表示域正在关闭并处于被管理程序销毁的过程中。若域长时间处于此状态，可能存在 bug。
- 's'（shutdown） ：表示域正在关闭，可能是由于内部命令（如 halt ）或 dom0 发出的命令（如 xm shutdown ）。使用 xm new 导入的域定义在使用 xm start 启动之前，也会显示为关闭状态。
- 'r'（running） ：表示域当前正在物理计算机上执行。在单处理器机器上， xm list 通常会显示 dom0 是唯一运行的域，因为 dom0 负责生成和显示 xm list 的输出。

2.9 内存管理子命令

• mem - max ：指定域可使用的最大内存量（以兆字节为单位），此设置与域配置文件中的 maxmem 指令相同。目前，该命令对正在运行的域无效，更改将在域重启后生效。
• mem - set ：通过向目标 domU 中的气球驱动程序发送消息来调整域的内存分配。但这种调整需要 domU 操作系统的配合，因此不能保证一定成功。而且，如果分配的内存过多或过少，可能会导致域不稳定，所以一般不建议频繁使用此命令。

2.10 迁移相关子命令

migrate 子命令用于迁移域。迁移过程较为复杂，涉及到资源的重新分配和状态的保存与恢复。在迁移过程中，需要确保目标主机具备足够的资源和合适的环境。

2.11 网络设备管理子命令

• network - attach ：将虚拟网络设备（如 vif ）附加到指定的域。
• network - detach ：从指定域中分离虚拟网络设备。
• network - list ：列出附加到指定域的所有虚拟网络设备，方便查看网络设备的状态和配置。

2.12 生命周期管理子命令

• new *（Xen 3.1 及以后版本） ：将一个域添加到 Xen 的管理中，但并不实际分配资源或运行该域。通常需要配合 -f 选项指定一个描述域的文件，该文件可以是 XML 格式或标准的 Python 配置格式。添加后，可使用 xm start 命令启动该域。
• start *（Xen 3.1 及以后版本） ：启动已添加到 Xen 管理中的域。
• pause ：暂停指定的域。暂停期间，域继续占用内存并锁定其设备，但不会在 CPU 上调度运行。
• reboot ：命令指定的域进行干净的重启。但如果使用 PyGRUB， xm reboot 不会加载新的内核，需要先关闭域，然后重新创建才能加载新内核，这与在 domU 内部使用 shutdown -r 命令类似。
• rename ：允许管理员更改与域 ID 关联的可读名称。
• restore 和 save ：这两个子命令相互配合，实现域的状态保存和恢复功能，类似于计算机的休眠功能。 xm save 命令使域释放其资源并将状态保存到指定的文件中， xm restore 命令则从之前创建的保存文件中恢复域的状态。
• resume *（Xen 3.1 及以后版本） ：指示处于暂停状态的域恢复运行。此命令仅适用于由 xend 生命周期支持管理的域，即 xend 具备管理非活动域的能力。
• suspend *（Xen 3.1 及以后版本） ：暂停已管理的域，使其进入暂停状态。

2.13 调度器相关子命令

• sched - credit ：信用调度器是 Xen 的默认调度器， sched - credit 子命令用于配置信用调度器，允许显示或调整域的权重和上限。通过合理调整这些参数，可以优化域的资源分配和调度。
• sched - sedf ：虽然 sedf 调度器已过时，但如果仍在使用该调度器，可以使用 sched - sedf 子命令调整域的调度参数。

2.14 其他子命令

• shell *（Xen 3.1 及以后版本） ：启动一个交互式 shell，称为 “The Xen Master”，在该 shell 中可以直接执行各种 xm 子命令，提供了一种更便捷的操作方式。
• shutdown ：命令指定的域进行关闭操作，但不会立即重启。该命令需要 domU 的配合，如果域未能正常关闭， xend 不会强制终止它。若 xm shutdown 命令失败，可以尝试使用 xm destroy 命令。
• sysrq ：向 domU 发送魔法系统请求键。由于 dom0 不会将系统请求键传递给 domU ，因此无法通过 xm console 发送系统请求键。当域看起来无响应时，该命令是一个有用的最后手段。具体的系统请求键功能可以参考 Linux 内核源代码树中的 Documentation/sysrq.txt 文件。
• top ：以类似于系统 top 命令的格式显示正在运行的 Xen 域的状态信息，包括 CPU 使用率、内存使用率等，方便实时监控域的运行状态。
• trigger *（Xen 3.1 及以后版本） ：向指定的域发送 CPU 事件，可触发不可屏蔽中断（NMI）、复位或初始化事件。不过，在 Xen 3.2/i386 中，复位和初始化事件可能会返回 “函数未实现” 的错误消息。该命令主要用于调试目的。
• unpause ：恢复已被 xm pause 命令暂停的域，使其继续在 CPU 上调度运行。
• uptime ：打印指定域的运行时间。若未指定域，则打印所有 VM 的运行时间。
• vcpu - list, vcpu - pin, vcpu - set ：这些子命令用于控制 SMP 系统中域使用的 CPU。 vcpu - list 列出域使用的 vcpu 信息， vcpu - pin 可以将域的 vcpu 固定到特定的物理 CPU 上， vcpu - set 可以调整域使用的 vcpu 数量。
• vnet - create, vnet - delete, vnet - list ：与 Xen 的 VLAN 支持交互。不过目前尚未有实际使用这些功能的案例，若你在使用过程中有相关经验，欢迎分享。
• vtpm - list ：列出附加到指定域的虚拟 TPM（可信平台模块）。虽然在文档中对 TPM 的介绍不多，但在某些安全相关的场景中可能会用到。

3. 总结

Xen 是一个功能强大但复杂的虚拟化管理系统，在使用过程中难免会遇到各种问题。通过掌握 xm 命令的各个子命令以及相应的故障排除方法，可以更高效地管理和维护 Xen 环境。

在遇到问题时，首先要根据问题的表现和类型，按照故障排除流程逐步排查。例如，若域出现阻塞状态，可先查看相关日志文件，确定问题根源；若遇到 Python 路径问题，可通过添加 .pth 文件来解决。同时，合理利用各种工具和资源，如 strace 、 xen - bugtool 等，以及各种获取帮助的渠道，如邮件列表、维基和 IRC 频道等，能够更好地解决问题。

此外，对于 xm 子命令的使用，要根据具体需求选择合适的命令，并注意不同命令的适用条件和限制。例如，一些新的子命令可能仅适用于特定版本的 Xen，在使用时需要确认版本兼容性。

希望本文能够帮助你更好地理解和使用 Xen 虚拟化系统，在实际操作中更加得心应手。若你在使用过程中还有其他疑问或经验，欢迎交流分享。

流程图：xm 子命令使用流程

graph TD;
    A[选择操作类型] --> B{管理类型};
    B -->|安全策略| C[使用 addlabel 等子命令];
    B -->|存储设备| D[使用 block - attach 等子命令];
    B -->|控制台| E[使用 console 子命令];
    B -->|创建域| F[使用 create 子命令];
    B -->|调试| G[使用 debug - keys 或 dry - run 子命令];
    B -->|域管理| H[使用 delete 等子命令];
    B -->|系统信息| I[使用 dmesg 等子命令];
    B -->|域列表| J[使用 list 子命令];
    B -->|内存管理| K[使用 mem - max 等子命令];
    B -->|迁移| L[使用 migrate 子命令];
    B -->|网络设备| M[使用 network - attach 等子命令];
    B -->|生命周期管理| N[使用 new 等子命令];
    B -->|调度器| O[使用 sched - credit 等子命令];
    B -->|其他| P[使用 sysrq 等子命令];
    C --> Q[执行具体操作];
    D --> Q;
    E --> Q;
    F --> Q;
    G --> Q;
    H --> Q;
    I --> Q;
    J --> Q;
    K --> Q;
    L --> Q;
    M --> Q;
    N --> Q;
    O --> Q;
    P --> Q;
    Q --> R[检查操作结果];
    R -->|成功| S[完成操作];
    R -->|失败| T[进行故障排除];
    T --> A;

通过以上的总结和流程图，希望能为你在使用 Xen 和 xm 命令时提供清晰的指导，帮助你更好地应对各种情况。