虚拟存储管理：使用qemu-img管理虚拟磁盘，targetcli配置存储，nfs共享，guestfish Shell等等

 1.虚拟磁盘概述

（1）虚拟化项目中存储的注意事项

·存储的性能几乎总是虚拟化的瓶颈

·通过多个硬盘驱动以分布磁盘I/O来实现存储解决方案
·驱动器的速度越快越好，考虑SSD与机械硬盘的混合使用
·考虑部署集中化的SAN/NFS来实现高可用性和实时迁移

（2）KVM存储模式

·基于文件系统的存储

dir dir: Filesystem Directory

fs: Pre-Formatted Block Device

netfs: Network Exported Directory

·基于设备的存储

Disk: Physical Disk Device

lscsi：iSCSI Target

logical: LVM Volume Group

·通过存储池来简介存储的管理

（3）虚拟磁盘类型

·固定 Fixed

在配置时，指定磁盘大小

不管在虚拟磁盘上实际存储多少数据，都将占用相同大小主机磁盘空间

·动态 Dynamic

增长到最大容量，但是只根据需求使用更多的空间

·差异 Differencing

因为创建是差异磁盘，所以只保存变更的数据

例如，将操作系统安装在父盘，然后创建差异化磁盘来执行进一步配置

（4）KVM支持的虚拟磁盘类型

·raw：

这并非是一种真正的磁盘格式，而是代表虚拟机所使用的原始镜像

它并不存储元数据，因此可以作为保证虚拟机兼容性的候选方案。与此正因为它并不存储元数据，所以只能支持某些高级特性，比如快照和压缩等

格式简单，容易转换为其他的格式，需要文件系统的支持才能支持spare file

·cow：copy-on-write格式

·qcow：QEMU早期的copy-on-write格式，过渡性方案

·qcow2：

按需进行分配磁盘空间，不管文件系统是否支持

支持快照

支持zlib的磁盘压缩

支持AES的加密

·vmdk（Virtual Machine Disk）

VMware环境当中默认使用的磁盘格式

·vhd\vhdx( Virtual Hard Disk)

微软默认采用的文件格式

·vdi（VirtualBox）

·…… 通过qemu-img --help查看支持的格式

2.使用qemu-img管理虚拟磁盘

（1）qemu-img概述

·是一个功能强制磁盘镜像管理工具

·qemu-img –-help 包括以下功能

（2）qcow2格式选项

·backingfile

于指定后端镜像文件。

·backingfmt

设置后端镜像的镜像格式。

·cluster_size

设置镜，象中的簇大小，取值在512到2M之间，默认值为64K。
·preallocation

设置镜像文件空间的预分配模式

·encryption
用于设置加密

（3）预分配策略

·off

·缺省策略，即不使用预分配策略

·metadata

·分配元数据(metadata) ，预分配后的虚拟

磁盘仍然属于稀疏映像类型

·full

·分配所有磁盘空间并置零，预分配后的虚 拟磁盘属于非稀疏映像类型

·falloc

·分配文件的块并标示它们的状态为未初始化，相对full模式来说，创建虚拟磁盘的速 度要快很多

（4）后备差异虚拟硬盘

·存储与基础镜像（父）磁盘的变化

基础镜像（父）磁盘不会改变

差异磁盘隔离变化

多个差异磁盘可以使用相同的基础镜像（父）磁盘

·优点：标准化基础镜像，节省空间
·缺点：增加了开销，较差的性能

 

（5）演示:backing_file

因为基础镜像文件不在当前目录，所以要指出文件绝对路径

发现两个错误

先授予qemu用户搜索文件所在目录访问权限

查看支持的操作系统和变体

发现可能是命令错误，重新修改输入

安装成功：

打开虚拟机查看没问题：

（6）虚拟磁盘格式转换+演示：导入OVF格式的虚拟机到KVM

虚拟磁盘格式转换语法格式

①VMware Workstation虚拟机中找一个关闭状态的虚拟机进行导出

 

②将.vmdk虚拟磁盘文件拷入到KVM虚拟机中

 

③磁盘的格式转换

④根据虚拟磁盘迁移前的VMware配置，导入到新的KVM虚拟机

⑤查看导入的虚拟机

（7）调整虚拟磁盘大小

·语法格式

 

·操作之前，一定要做好数据备份

·增加文件大小后，需要在客户机中使用fdisk、 parted等分区工具进行

相应的操作才能真正让客户机使用到增加后的镜像空间。

·缩小镜像之前，要在客户机中保证里面的文件系统有空余空间，否则

会数据丢失。

·qcow2不支持缩小镜像的操作。

3.快照管理

（1）快照/检查点 Snapshot/Checkpoint

·磁盘快照

对磁盘数据进行快照

主要用于虚拟机备份等场合

·内存快照

对虚拟机的内存/设备信息进行保存

该机制同时用于休眠恢复，迁移等场景

主要使用virsh save ( qemu migrate to file ) 实现，只能对运行的虚拟机进行

·检查点快照

同时保存虚拟机的磁盘快照和内存快照 用于将虚拟机恢复到某个时间点

可以保证数据的一致性

（2）磁盘快照分类

·按快照信息保存分为：

内置快照：快照数据和base磁盘数据放在一个qcow2文件中
外置快照：快照数据单独的qcow2文件存放

·按虚拟机状态可以分为：

关机态快照：数据可以保证一致性

运行态快照：数据无法保证一致性，类似与系统crash后的磁盘数据。使用时可能需要fsck等操作。

·按磁盘数量可以分为:

单盘：单盘快照不涉及原子性

多盘：涉及原子性。主要分两个方面：

1. 是所有盘快照点相同
2. 所有盘要么都快照成功，要么都快照失败。主要依赖于qemu的transaction实现

（3）磁盘快照原理

（4）调整虚拟磁盘大小

语法格式：

因为我没有创建快照，所以没有显示

创建oa快照重新查看，可以看到有大小时间等数据

（5）快照小结

·向虚拟机磁盘里写入文件，虚拟磁盘会变大。当删除该文件时候，虚拟磁盘大

小依然不变。

·当从一个原来的虚拟镜像base过来一个虚拟镜像，在首次启动新虚拟镜像之前，删除原来虚拟镜像某个文件，在新的虚拟镜像中一样看不到。在运行新的虚拟镜像后，在原始镜像中删除某个文件，在新的镜像中能看到，且依然能够访问。

·qemu-img snapshot实现的是内部快照

·qemu-img backing_file实现的是外部快照

·libvirt的快照实现是在qemu的基础上实现的

·libvirt的外部快照实现可能使用了qemu的base，rebase，commit功能

·从原代码来看一下libvirt创建非活动的内部快照其实调用了qemu-img snapshot功能。

4.存储池

（1）存储池的基本概念

·Libvirt可以以存储池的形式对存储进行统一管理、简化操作

·对于虚拟机操作来说，存储池和卷并不是必需的

·支持以下存储池

 

（2）virsh中的存储池相关命令

（3）virsh中的存储卷相关命令

（4）显示池与卷的信息

（5）基于目录的存储池   dir：Filesystem Directory

·准备目录

  ①设置目录权限

   

  ②配置目录的SELinux上下文

·通过virt-manager创建

 

·通过virsh创建

 

（6）基于分区的存储池   fs：Pre-Formatted Block Device

·libvirtd会自动mount分区

·准备分区并创建文件系统

 

 

·创建

 

 

（7）基于磁盘的存储池   disk:Physical Disk Device

·准备XML文件

 

 

·通过virsh创建

 

（8）基于LVM的存储池   logical:LVM Volume Group

·基于LVM的存储池要求使用全部磁盘分区

·创建时存储池，有两种方法

①使用现有的VG
②创建新的VG

 

·创建

 

（9）实验环境准备：安装Linux的存储服务器

·最小化安装的Linux

  ①编写Kickstart文件安装

 

  ②直接iso文件安装

 

在其加入一个磁盘

查看磁盘

查看显示未分区

创建一个新分区如何都使用默认使其用完所有空间

然后写入

查看

·安装targetcli软件包

   

·使用targetcli配置存储

 

（10）实验：配置Target

·创建存储对象

  ①创建块存储对象

  ②创建fileio对象

③创建ramdisk对象

·创建iSCSI Target

  ①查看数量为零

 

  ②创建

 

  ③查看

 

·配置target portal group（TPG）

  ①配置portals（创建iscsi时系统已自动创建，如没有则直接create手工创建）

   

②配置LUN：添加块设备、ramdisk、fileio三个LUN

 

③配置ACL

  I．查看iSCSI initiator查看其IQN：

     切换另一台主机查看

     

     修改：

     

  II．为每个initiator创建ACL

      返回target主机，查看没有acl

     

      进行创建（为查看的iqn）

     

     

·保存配置

 

·设置target服务为自动启动

 

·检查配置

 

（11）实验：Initiator连接Target

·检查是否可以发现

·测试挂载设备

  查看挂载成功

 

·断开连接命令

 

（12）基于iSCSI的存储池   iscsi：iSCSI Target

·图形化界面操作

  注意选择类型iscsi target

输入target端地址和iqn

创建完成     

 

  查看文件配置

 

·也可以用virsh命令进行创建

 

 

（13）基于NFS的存储池   netfs：Network Export Directory

·下载nfs

 

·创建一个nfs共享

 

·做权限设置

 

 

  进行测试

 

  kvm服务器测试，发现共享成功

 

·图像化创建

 

  填入主机名和路径

 

  成功

 

  查看其目录

 

 

  查看mount情况

 

  virsh查看信息

 

  查看生成的配置文件

 

·可以virsh命令创建

 

 

5.存储卷

（1）存储池概述

·存储池被分割为存储卷（Storage Volume）

·存储卷

  ①文件

  ②块设备（物理分区、LVM逻辑卷等）

③libvirt管理的其他类型存储的抽象

   

（2）存储卷管理

·创建

 

·克隆

 

·删除

 

·移动

  ①首先确定存储卷的路径

②使用文件系统命令复制或移动存储卷文件到新的位置。例如，使用cp或 mv命令

③ 更新存储卷的路径配置。

·修改大小

 

（3）演示：存储卷管理

·基于目录的存储池中的存储卷管理

  查看：

 

 

  创建卷：

 

  查看创建卷：

   

 

 查看真实磁盘占用情况：

 

·基于LVM的存储池中的存储卷管理

  查看存储池：

 

  找到一个空白磁盘进行创建：

 

 

 

  查看：

 

  可以看到lvm里未存在：

 

  创建卷：

 

  查看：

 

 

 

 

（4）向虚拟机添加卷

·attach-device

  ①通过XML添加新的设备

    编写一个xml文档:

   

   

查看虚拟机设备（可以看到vad）：

执行文件命令成功添加设备

验证查看：

·attach-disk

  通过参数添加新的磁盘设备

 

  查看验证

 

 

6.虚拟磁盘离线访问工具

（1）离线访问工具应用场景

·观看或下载位于虚拟机磁盘中的文件

·编辑或上传文件到虚拟机磁盘

·读取或写入的虚拟机配置

·准备新的磁盘映像，其中包含文件、目录、文件系统、分区、逻辑卷

和其他选项

·拯救和修复客户无法启动或需要更改启动配置的虚拟机

·监控虚拟机的磁盘使用情况

·根据组织安全标准审计虚拟机的合规性
·通过克隆和修改模板来部署虚拟机

·读取CD和DVD ISO和软盘映像

（2）guestfish Shell常用操作

·Libquestfs提供了一个简单地访问虚机磁盘镜像文件的方法，即使是在虚机无法启动的情况下

·Libquestfs是由一组丰富的工具集组成，可以让管理员访问虚机文件，甚至调整和挽救文件。

·guestfish是一个基于libquestfsAPI的交互shell

  进行一个只读的操作：

  查看帮助

 

  list+tab+tab会列出所有list开头

 

  探查：

 

  读写探查后缀虚拟机名（可以修改写入配置）

 

（3）其他离线工具简介

·virt-df：监视磁盘使用

·virt-resize：离线调整虚拟磁盘大小

·virt-inspector：虚拟机检视

·virt-win-reg：Windows注册表读取和修改

·virt-sysprep：虚拟机设置重置