Имея доступ к двум отдельным экземплярам Xen под управлением Linux, есть ли способ определить, работают ли эти два экземпляра на одной физической машине?
Нет. Все, что вы можете попробовать, может быть подделано гипервизором. Даже если вы не работаете во враждебной среде, гипервизор блокирует все интересные аппаратные вызовы, которые вы можете выполнять в обычном режиме (lshw показывает множество серийных номеров компонентов на реальной машине), и очевидно, что MAC-адреса всех ваших domU будут виртуальными и поддельными.
Однако вы пытаетесь ответить не на тот вопрос. Любой возможный сценарий, в котором я могу представить, что это будет полезно, лучше решить либо с помощью комплексного системного мониторинга, либо с помощью договорных гарантий с видимостью соблюдения.