KVM虚拟机镜像那点儿事,qcow2六大功能

时间:2024-04-08 07:26:40

KVM虚拟机镜像对于物理机的操作系统来讲是一个文件,这个文件最主要的两种格式,一种是raw,也即原始格式,还有一种是qcow2,顾名思义cow是copy on write。

 

一、RAW Image

 

 

raw格式简单,性能较好

 

然而本身不支持稀疏格式,需要文件系统的支持才能支持稀疏文件,所以最好基于ext3文件系统。

 

创建image

 

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用dd产生image

 

产生非稀疏文件nonsparse file

 

dd if=/dev/zero of=flat1.img bs=1024k count=1000

 

在这里blocksize是1024k,共1000个block

 

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也可以产生稀疏文件sparse file

 

dd if=/dev/zeroof=flat2.img bs=1024k count=0 seek=2048

 

seek的意思是将文件的结尾设在那个地方

 

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copy一个稀疏文件的时候,可能会将稀疏文件没有数据的部分压缩掉

 

dd if=/dev/zero of=flat3.img bs=1024k count=1 seek=2048

 

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cp --sparse=never flat3.img flat3-never.img

这样拷贝会占用整个2G空间

 

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cp --sparse=always flat3.img flat3-always.img

这样拷贝原来写入的1M的0也会被去掉

 

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cp --sparse=always flat3-never.img flat3-never-always.img

这样拷贝原来的2G都会被清理掉

 

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二、qcow2是动态的

 

即便文件系统不支持sparse file,文件大小也很小

 

qcow2功能一:copy on write

 

qcow2的格式如下

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它实行的是2-Level loopup

 

qcow2的数据是存储在data clusters里面的,每个cluster是512 byte sector

 

为了能够管理这些cluster,qcow2保存了两层的Table,L1 table指向L2 Table,L2 Table管理data cluster.

 

在image里面的offset会被解析成三部分,L1 Table Pointer先找L1,L1 Table Pointer+ offset[0]是L1中的一个entry,读出来便是L2 Table Pointer, L2 Table Pointer + offset[1]是L2中的一个entry,读出来便是data cluster pointer, data cluster pointer +offset[3]便是数据所在的位置。

 

backing file就是基于这个原理的用处,一个qcow2的image可以保存另一个disk image的改变,而不影响另一个image

 

创建backing file

qemu-img create -f qcow2 -o backing_file=./ubuntutest.qcow2 ubuntutest1.qcow2

 

一开始新的image是空的,读取的内容都从老的image里面读取。

当一个data cluster被写入,发生改变的时候,在新的image里面创建一个新的data cluster,这就是copy on write的意义。 

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基于ubuntutest1.img创建一个虚拟机

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -name ubuntutest  -m 2048 -hda ubuntutest1.qcow2 -vnc :19 -net nic,model=virtio -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no -monitor stdio

 

在虚拟机里面创建一个1G的non sparse file

dd if=/dev/zero of=flat1.img bs=1024k count=1000

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qcow2功能二:转换

 

 image格式之间可以转换

 

raw可以转换为qcow2

 

创建一个raw image: dd if=/dev/zero of=flat.img bs=1024k count=1000

 

进行转换: qemu-img convert -f raw -O qcow2 flat.img flat.qcow2

 

qcow2也可以转换为qcow2,转换的过程中,没用的data cluster就被去掉

 

qemu-img convert -f qcow2 -O qcow2 ubuntutest.img ubuntutest-convert.img

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qcow2功能三:压缩

 

qemu-img convert -c -f qcow2 -O qcow2 ubuntutest.img ubuntutest-compress.qcow2

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qcow2功能四:加密

 

qemu-img convert -o encryption -f qcow2 -O qcow2 ubuntutest.qcow2 ubuntutest-encrypt.qcow2

 

会要求设置密码

 

从这个加密image启动一个虚拟机

 

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -name ubuntutest  -m 2048 -hda ubuntutest-encrypt.qcow2 -vnc :19 -net nic,model=virtio -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no -monitor stdio

 

一开始虚拟机并不启动

 

在monitor中输入cont

 

需要输入密码后虚拟机才启动

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qcow2功能五:扩展

 

cp ubuntutest.qcow2 ubuntutest-enlarge.qcow2

 

qemu-img resize ubuntutest-enlarge.qcow2 +10G

 

扩大的空间既不会被partition,也不会被format

 

 

 

启动虚拟机

 

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -name ubuntutest  -m 2048 -hda ubuntutest-enlarge.qcow2 -vnc :19 -net nic,model=virtio -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no -monitor stdio

 

Disk已经被扩大

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删除/dev/sda2和/dev/sda5

fdisk /dev/sda

删除分区五:d 5

删除分区二:d 2

写入修改:w

reboot

 

扩展/dev/sda1分区到整块硬盘

fdisk /dev/sda

删除根分区:d 1

在原来根分区的位置创建新分区:n

是一个主分区:p

其他都选默认,最后写入修改:w

partprobe

 

扩展文件系统

resize2fs /dev/sda1

 

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qcow2功能六:快照

 

snapshot也是copy on write的一种应用,和backing file有微妙的不同

 

有两种snapshot,一种是internal snapshot,一种是external snapshot

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internal snapshot是qcow2中的snapshot table所维护的snapshot,所有的snapshot都是在同一个文件中维护

 

创建一个虚拟机

 

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -name ubuntutest  -m 2048 -hda ubuntutest.qcow2 -vnc :19 -net nic,model=virtio -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no -monitor stdio

 

在monitor中执行savevm后,ubuntutest.img会在image内部打一个snapshot

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原理是,当打一个snapshot后,会在snapshot table中建立一项,但是起初是空的,包含L1 table的一个复制,当L2 table或者data cluster改变的时候,则会将原来的数据复制一份,由snapshot的L1 table来维护,而原来的data cluster已经改变,在原地。

 

external snapshot则往往采用上面的copy on write的方法

当打snapshot的时候,将当前的image不再改变,创建一个新的image,以原来的image作为backing file,然后虚拟机使用新的image

 

在monitor中,snapshot_blkdev ide0-hd0 ubuntutest-snapshot.img qcow2

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在HOST机器上多了一个文件

 

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backing file可以是raw,也可以是qcow2,但是一旦打了snapshot,新的格式就是qcow2了。

 

两者很相似,稍微的不同是:

 

对于internal snapshot, 刚打完snapshot的时候,原image集合是不变的,snapshot的集合是空的,接下来的操作,写入在原image,将不变的加入snapshot集合

 

对于external snapshot,刚打完snapshot的时候,原image变成snapshot, snapshot集合是全集,新image是空的,接下来的操作,写入在新image,将改变的加入新image的集合。

 

和打快照有关的命令有:

 

qemu-img snapshot –c

if the domain is offline and –disk-only was not specified

 

savevm

if the domain is online and –disk-only was not specified

 

snapshot_blkdev

if the domain is online and –disk-only is specified