支持 System z (S/390) 上 KVM/libvirt 作为虚拟机管理平台

https://blueprints.launchpad.net/nova/+spec/libvirt-kvm-systemz

在 System z 上的 Linux 中添加对 KVM/libvirt 的支持，作为 Nova 虚拟机管理平台。将使用现有的 KVM/libvirt Nova 驱动程序。为了使该平台正常运行，Nova 驱动程序中需要进行一些平台特定的更改。

超出初始 Nova 支持的附加 OpenStack 功能不属于此蓝图的范围；我们将根据需要为这些功能制定特定的附加蓝图。

将建立并维护一个用于 System z 上 KVM/libvirt 的 OpenStack 的第三方持续集成环境。

问题描述

现有的 KVM/libvirt Nova 驱动程序不能原封不动地用于 System z 上的 KVM。

目前已知的问题是

  1. 如果主机架构是 System z，则 's390-ccw-virtio' 系统 z 机器类型需要由 LibvirtDriver._get_machine_type() 返回。这将导致 libvirt domain.xml 中的 os/type/@machine 属性相应设置。

  2. System z 上 libvirt 返回的 CPU 功能不包括 model 元素。 计划将其添加到 libvirt，但在此之前，我们需要在 Nova 驱动程序中进行临时规避（如果未存在并且在 S390x 上，则从 /proc/cpuinfo 添加模型信息）。

  3. 对于 OpenStack 实例的交互式控制台和日志，如果主机架构是 System z（参见 [2]），则需要生成控制台设备（而不是串行设备）。这些控制台设备需要为 OpenStack 的交互式控制台指定目标类型 "sclp"，为 OpenStack 的日志指定 "sclplm"。

    背景：System z 上的 Linux 在其早期启动阶段将其消息写入一个名为“SCLP”的接口。SCLP 在 QEMU 中作为控制台设备可用。因此，它也是 libvirt 中的控制台设备，对于 OpenStack 的交互式控制台，类型为“pty”且目标类型为“sclp”，对于 OpenStack 的日志，类型为“file”且目标类型为“sclplm”（“lm”代表“行模式”）。如果使用默认目标类型（“virtio”），我们将无法捕获 Linux 在其早期启动阶段写入的消息，而我们希望提供这些消息。

    将 libvirt 中控制台设备的默认目标类型更改为“sclp”或“sclplm”（例如，取决于 console/@type 属性）将是对 libvirt 的向后不兼容的更改。

    如果跨 libvirt 平台的 Nova 驱动程序通用性很重要：控制台设备也可以用于其他平台，包括 x86，并且已经在当前 Nova 驱动程序中的一个代码路径中使用。libvirt 中的串行设备旨在表示串行端口（又名 RS-232），因此它们无论如何都不是交互式控制台和日志的理想选择。

  4. libvirt 卷驱动程序中的 FCP 支持需要调整为 System z 特定格式的设备文件路径。

在虚拟机管理程序支持矩阵中（https://wiki.openstack.org/wiki/HypervisorSupportMatrix），KVM/libvirt 在 System z 上的（新）列旨在类似于 KVM/libvirt 在 x86 上的列，除了以下功能将不受支持（除了为 KVM/libvirt 在 x86 上标记为不受支持的功能之外）

  • VNC 控制台

  • SPICE 控制台

  • 注入网络

对于块存储，将支持 Cinder。

对于网络，将支持 Neutron。Nova 网络应该可以工作，但不会是重点。

因此，https://wiki.openstack.org/wiki/HypervisorSupportMatrix/Requirements 上标记为必需的所有功能都将支持 KVM/libvirt 在 System z 上的功能。

用例

在 System z 上使用带有 KVM 的 OpenStack

项目优先级

无

提议的变更

更改 libvirt Nova 驱动程序中的代码以解决这些问题，具体取决于指示 CPU 架构为 arch.S390X 的主机功能。有关详细信息，请参阅 工作项目 部分。

备选方案

无

数据模型影响

无

REST API 影响

无

安全影响

无

通知影响

无

其他最终用户影响

无

性能影响

无

其他部署者影响

无（此蓝图不需要 nova.conf 中的特定于平台的参数）

开发人员影响

无（更改不应影响其他 libvirt 平台）

实现

负责人

主要负责人

mzoeller

其他贡献者

maiera

工作项

在 nova/virt/libvirt/driver.py 中

  • 对于问题 1：在 LibvirtDriver._get_machine_type() 中，如果主机架构是 System z，则返回 System z 机器类型 ('s390-ccw-virtio')。

  • 对于问题 2：在 `` LibvirtDriver._get_host_capabilities()`` 中，如果未存在并且主机架构是 System z，则将 model 变量添加到功能中；模型基于 /proc/cpuinfo 中的机器类型。

  • 对于问题 3：在 LibvirtDriver._get_guest_config() 中，如果主机架构是 System z，则为交互式控制台和日志创建控制台设备而不是串行设备，目标类型为“sclplm”（用于日志）和“sclp”（用于交互式控制台）。

在 nova/virt/libvirt/config.py 中

  • 对于问题 3：在 LibvirtConfigGuestChar.__init__() 和 format_dom() 中，添加支持指定目标类型。

在 nova/virt/libvirt/volume.py 中

  • 对于问题 4：libvirt 卷驱动程序中的 FCP 支持需要调整为 System z 特定格式的设备文件路径。

在 nova/virt/libvirt/utils.py 中

  • 对于问题 4：可能需要支持 FCP 支持问题的实用程序函数。

文档更改（参见 文档影响 部分）。

依赖项

  • 软件版本

    • Linux 内核：3.10 或更高版本

    • libvirt：1.0.4 或更高版本

    • qemu：1.4.0 或更高版本

  • 为 System z 上 KVM/libvirt 设置第三方 CI 环境

  • 临时规避的未来替代方案

    • libvirt 补丁，用于将模型信息添加到 CPU 功能。

测试

单元测试

  • 现有的 Nova 单元测试足以用于 Nova 的通用部分。

  • 将编写针对任何 s390 特定行为的附加 Nova 单元测试。

第三方 CI

  • IBM 将设置并运行一个用于 Systemz 上 KVM/libvirt 的第三方 CI 环境，以运行完整的 tempest 测试。

文档影响

  • config 文档中不需要更改。

  • 将根据需要对平台文档进行更改（详细信息待定）。

参考资料