Windows 執行模組 6-3 錯誤排除

錯誤描述

• 環境: Windows 10/11 搭配 Virtualbox
• 問題: 跟著講義步驟操作，確認設定檔正確的情況下，Free5GC 的其中一個程式會出現執行錯誤

錯誤原因

• Free5GC 本身使用了 MongoDB；模組 6-3 提供的 VM，使用的 MongoDB 是 5.0 之後的版本
• MongoDB 5.0 開始，使用了 AVX 指令集 (一種 SIMD 的 CPU 指令)
• 因為 Windows 的環境不同，可能導致在 Virtualbox 中無法使用該指令集，從而造成 MongoDB 無法正常執行
• 進而導致 Free5GC 無法正常啟動

確認是否同為此錯誤

• 本文提供的解決方式只針對上面提出的問題
• 請先按照下列步驟，檢驗自己遇到的錯誤是否和本文描述的相同

• 下列指令請在 虛擬機中操作
• 使用 systemctl 確認 MongoDB 是否異常
  ​​sudo systemctl status mongod.service
  

  • 若錯誤訊息顯示 Core Dump，請接著嘗試下面步驟
• 使用下面指令，確認 CPU 是否支援 AVX 指令
  ​​lscpu | grep avx
  

  • 若沒有任何輸出，表示 MongoDB 是因為缺少 AVX 指令集而發生異常，請接著嘗試下面提出的解決方式
  • 若有輸出，表示 MongoDB 是因為其他原因才發生異常，建議先嘗試重啟 MongoDB，或是重新安裝 VM
    ​​​​# 重啟 MongoDB
    ​​​​sudo systemctl restart mongod.service
    

解決方法

MongoDB 官方提供的解決方式

1. 使用 MongoDB 4.XX
2. 自行重新編譯 MongoDB 5.XX，避免出現不支援的 CPU 指令
3. 使用支援 AVX 的 CPU (使 VM 環境可以支援 AVX 指令)

因為不確定 MongoDB 是否已有必要的資料，重新安裝 MongoDB 可能會有其他問題，所以本文提供的方法，將嘗試讓 Virtualbox 的 VM 可以使用 AVX 指令集

在 Virtualbox 啟用 AVX

在 Virtualbox 啟動 AVX 需要以下條件

• 停用 Windows 上的 Hyper-V、Windows 虛擬化平台
• VM 必須啟動 PNE/NX、AMD-V
• Windows 11 需要關閉 核心隔離 中的 記憶體完整性 功能

關閉 Windows 上的虛擬機平台

• 下列指令請在 主機 (Windows) 上操作
• 找到 Powershell，點右鍵選擇 以管理員身分執行
• 執行下面指令，關閉虛擬機平台
  ​​bcdedit /set hypervisorlaunchtype off
  

• 執行下面指令，關閉 Hyper-V Hypervisor
  ​​Disable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V-Hypervisor
  

• 因為每台電腦上啟用的服務可能有差異
• 上面的指令可能出現錯誤訊息
• 請先忽略錯誤訊息，並繼續往下執行

• 打開控制台
  • 打開 程式集
    
    
  • 選擇 開啟或關閉 Windows 功能
    
    
  • 關閉 Hyper-V 和虛擬機平台
    • 若這兩項功能未被列出，則可跳過此步驟
      
      

啟動 Virtualbox 的虛擬化設定

• 點選要使用的虛擬機，進入設定頁面 (虛擬機必須是電源關閉的狀態)
  
  
• 選擇 系統 > 處理器，勾選下方的兩個擴充功能後，按下確認
  
  

Nested VT-x/AMD-V 可能無法勾選

• 此情況需要透過 Virtual Box 的管理工具指令強制開啟
• 請繼續執行 強制啟動虛擬化設定 中的操作

強制啟動虛擬化設定

若上個步驟 啟動 Virtualbox 的虛擬化設定 已經成功，請跳過這一個章節

• 打開任意的終端機(Power Shell, cmd, git bash …)，切換到 Virtual Box 的安裝路徑 (預設為 C:\Program Files\Oracle\VirtualBox)
  • 可以直接使用 cd 指令切換目錄，由於路徑中有空白字元，需要加上雙引號 ""
    ​​​​cd "C:\Program Files\Oracle\VirtualBox"
    

    
• 執行 ./VBoxManage.exe 強制開啟必要的虛擬化選項
  ​​./VBoxManage.exe modifyvm <VM_NAME> --nested-hw-virt on
  

  • :warning: <VM_NAME> 要替換成虛擬機的名稱 (<> 不要保留)
    • 以下面的截圖為例，使用的虛擬機名稱為 5GC
      
      
    • 則啟動虛擬化的指令應為
      ​​​​​​./VBoxManage.exe modifyvm 5GC --nested-hw-virt on
      

• 實際安裝路徑可能不同，手動確認正確的安裝路徑

  • 可以在 開始選單 中 搜尋 VirtualBox，點右鍵 > 開啟檔案位置
    

    

  • 再對 VirtualBox 捷徑 點右鍵 > 開啟檔案位置
    

    

Windows 11 需關閉 "記憶體完整性"

• 若系統是 Windows 11，需要額外執行此步驟
• 若為 Windows 10 請跳過此步驟

• 搜尋 "核心隔離"
  
  
• 關閉 "記憶體完整性"
  
  

重啟虛擬機

• 啟動虛擬機，並在虛擬機中執行以下指令
  ​​lscpu | grep avx
  

  • 若有以下輸出，代表設定成功
    
    
• 執行以下指令確認 MongoDB 正常執行
  ​​systemctl status mongod.service
  

  • 若顯示 active，代表 MongoDB 正常執行
    
    
• 重新執行 project1/run.sh 啟動 Free5GC
  ​​# 建議切換到 project1 底下執行 run.sj
  ​​# 會自動修改 Free5GC 的設定檔，以確保 IP address 設定正確
  ​​cd project1
  ​​./run.sh