信创环境模拟：X86架构下部署搭建aarch64的ARM虚拟机

在真实系统为x86架构下，搭建arm64的虚拟开发环境。在该环境中直接下载打包项目依赖的python运行环境。

前言

随着国家信创环境的要求普及，基本和国家沾边的政企事业单位都换成了信创环境，即ARM64的cpu服务器，而且该类服务器是不连接公网的情况。而很多一般企业，开发者的环境基本是X86架构下的Windows。
本教程是在遇到python环境微服务需要部署到信创环境，依赖的很多包包括python自身如statsmodels，需对应arm架构的资源，才可导出到目标服务器运行。

部署准备

• 作者的环境是：Windows10 X86处理器架构的电脑。（其他环境类似，qemu下载对应版本照着变通下即可）
• QEMU模拟器：下载地址
• UEFI文件：下载地址
• 银河麒麟V10镜像(arm64系统镜像)： 请自行下载，或通过本人打包的本项目全部资源下载。我的资源镜像为Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso

资源打包下载地址

1. 链接：csdn文件下载（多个分卷，共5卷，可进入作者空间下载）
2. 压缩包预览
   

部署流程

1. 安装qemu软件

双击qemu安装文件进行安装 ，下一步下一步，选择指定路径即可。默认会安装到 C:\Program Files\qemu下.

2.命令行生成虚拟硬盘

1. 进入cmd命令，win+r或者其他方式，进入到CMD命令窗口中。
2. cmd进入到qemu安装目录：cd C:\Program Files\qemu
3. 执行以下命令创建40G硬盘到指定目录，我这里是D:\VM\arm64\文件夹下。

   qemu-img create -f qcow2 D:\VM\arm64\kylindisk.qcow2 40G
   

4.生成的虚拟文件如下(框出的文件，其他文件是下载拷贝进去的，下一步有说明)：

安装arm64位的系统

1. 将下载好的fd引导文件和iso镜像文件，拷贝到生成虚拟磁盘的目录：D:\VM\arm64\
2. 同样，使用cmd命令进入到qemu安装目录，cd C:\Program Files\qemu。
3. 执行安装镜像安装命令(可以按需调整内存、端口等)，里面有几个地址就是指向我们准备的虚拟硬盘、引导文件、镜像文件的。

qemu-system-aarch64.exe -m 8192 -cpu cortex-a72 -smp 8,sockets=4,cores=2 -M virt -bios D:\VM\arm64\QEMU_EFI.fd -device VGA -device nec-usb-xhci -device usb-mouse -device usb-kbd -drive if=none,file=D:\vm\arm64\kylindisk.qcow2,id=hd0 -device virtio-blk-device,drive=hd0 -drive if=none,file=D:\VM\arm64\Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso,id=cdrom,media=cdrom -device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom  -net nic -net user,hostfwd=tcp::2222-:22

截图如下：

4. 命令解释说明
   这条命令是用于在QEMU中启动一个ARM架构的虚拟机。
   基本配置

   • qemu-system-aarch64.exe: 这是 QEMU 模拟器的主程序，用于模拟 ARM64 架构的系统。

   • -m 8192: 分配 8192 MB（即 8 GB）的内存给虚拟机。

   • -cpu cortex-a72: 指定虚拟机的 CPU 类型为 Cortex-A72。

   • -smp 8,sockets=4,cores=2: 配置虚拟机的 SMP（对称多处理）设置：

     • 8: 总共 8 个 CPU 线程。

     • sockets=4: 4 个 CPU 插槽。

     • cores=2: 每个插槽有 2 个核心。

   • -M virt: 使用 virt 机器类型，这是 QEMU 为 ARM64 架构提供的虚拟机类型。

   BIOS 和启动设备

   • -bios D:\VM\arm64\QEMU_EFI.fd: 指定 EFI 固件文件，用于引导虚拟机。

   设备配置

   • -device VGA: 添加一个 VGA 设备，用于图形输出。

   • -device nec-usb-xhci: 添加一个 NEC USB 3.0 控制器设备。

   • -device usb-mouse: 添加一个 USB 鼠标设备。

   • -device usb-kbd: 添加一个 USB 键盘设备。

   存储设备

   • -drive if=none,file=D:\vm\arm64\kylindisk.qcow2,id=hd0: 配置一个虚拟硬盘，文件为 kylindisk.qcow2，ID 为 hd0，但不直接连接到接口。

   • -device virtio-blk-device,drive=hd0: 将之前配置的虚拟硬盘 hd0 连接到 virtio-blk 设备。

   • -drive if=none,file=D:\VM\arm64\Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso,id=cdrom,media=cdrom: 配置一个虚拟光驱，文件为 Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso，ID 为 cdrom，媒体类型为 cdrom。

   • -device virtio-scsi-device: 添加一个 virtio-scsi 控制器设备。

   • -device scsi-cd,drive=cdrom: 将之前配置的虚拟光驱 cdrom 连接到 scsi-cd 设备。

   网络配置

   • -net nic: 添加一个网络接口卡。

   • -net user,hostfwd=tcp::2222-:22: 使用用户模式网络，并将主机端口 2222 转发到虚拟机端口 22（SSH 端口）。

执行命令后会跳到可视化界面进行系统安装

1. 标准的linux系统安装引导界面，按思路安装即可。中间要设置下root密码和点选下虚拟硬盘即可。后面就是漫长等待，一路向下8G内存下大概30分钟。截图如下：
   

2. 注意事项
   • 安装设置时要注意，常见的配置，如时区、语言、虚拟硬盘、root密码等。
   • 安装界面鼠标无法控制，可以按上面的提示释放鼠标，并选择最大化窗口，即可正常操作。
   • 有感叹号的地方都要选择或设置，比如下图许可。
     
3. 安装完成截图如下（默认账户是root，密码是你自己设置的）：
   

系统的使用

1. 安装好并关闭后，我们需要再次启动的话（无需指定iso文件启动）
   使用cmd命令行进入到qemu所在位置，执行以下命令：

qemu-system-aarch64 -m 8192 -cpu cortex-a72 -smp 8,sockets=4,cores=2 -M virt -bios D:\VM\arm64\QEMU_EFI.fd -device VGA -device nec-usb-xhci -device usb-mouse -device usb-kbd -drive if=none,file=D:\vm\arm64\kylindisk.qcow2,id=hd0 -device virtio-blk-device,drive=hd0 -net nic -net user,hostfwd=tcp::2222-:22 

2. 我们已经做过端口映射了，直接通过宿主机ip：2222，通过ssh可以链接到服务器。
   
3. 验证系统是否为arm64的架构。
   
4. 如果要新增其他外部端口访问，请在启动命令行中添加端口即可，例如添加8888端口的宿主机访问。…hostfwd=tcp::2222-:22 ,hostfwd=tcp::8888-:8888，用逗号间隔即可。
   另外，光开放外部端口访问可能还不行，还需要关闭虚拟机的防火墙，linux命令如下：

# 永久关闭防火墙
systemctl disable firewalld
# 查询防火墙状态   
systemctl status firewalld