From 762add43716e2435b057308c6c848e155efef6ba Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: 7Wate Date: Fri, 19 Jul 2024 18:04:01 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?KVM=EF=BC=9A=E5=AD=98=E5=82=A8=E7=AE=A1?= =?UTF-8?q?=E7=90=86?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../2.KVM虚拟化/5. KVM 存储管理.md | 691 ++++++++++++++++++ 1 file changed, 691 insertions(+) create mode 100644 Tech/operating-system/Virtualization/2.KVM虚拟化/5. KVM 存储管理.md diff --git a/Tech/operating-system/Virtualization/2.KVM虚拟化/5. KVM 存储管理.md b/Tech/operating-system/Virtualization/2.KVM虚拟化/5. KVM 存储管理.md new file mode 100644 index 00000000..7868c76a --- /dev/null +++ b/Tech/operating-system/Virtualization/2.KVM虚拟化/5. KVM 存储管理.md @@ -0,0 +1,691 @@ +--- +title: 5. KVM 存储管理 +description: 本文深入探讨了KVM虚拟化环境中的存储管理，涵盖了磁盘映像文件、逻辑卷管理（LVM）、网络存储（NFS、iSCSI）的配置方法，以及存储池和存储卷的创建与管理。 +keywords: + - KVM + - 存储管理 + - 磁盘映像文件 + - LVM + - 网络存储 + - 存储池 + - 存储卷 +tags: + - 技术/操作系统 + - 虚拟化/KVM +author: 仲平 +date: 2024-07-16 +--- + +## KVM 存储 + +### 存储概念 + +KVM（Kernel-based Virtual Machine）存储是指在 KVM 虚拟化环境中，为虚拟机提供的存储资源。KVM 支持多种存储类型，包括磁盘映像文件、逻辑卷管理（LVM）和网络存储。虚拟机的存储设备可以像物理机的硬盘一样使用，并且可以通过不同的存储格式和协议进行管理和访问。 + +### 虚拟机存储类型 + +#### 磁盘映像文件（qcow2, raw） + +| 类型 | 特点 | 使用场景 | +| ---------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------ | +| **qcow2** (QEMU Copy On Write version 2) | 支持动态分配、快照、压缩和加密。磁盘空间在实际使用时才分配，可以节省存储空间。 | 适合需要多快照和动态存储分配的环境。 | +| **raw** | 不支持快照、压缩和加密，直接映射磁盘数据。性能更高，适合需要最大化性能的场景。 | 适合高性能需求和简单存储管理的环境。 | + +#### 其他常见磁盘映像文件类型 + +| 类型 | 特点 | 使用场景 | +| -------------------------------- | ------------------------------------------------------------ | --------------------------------------------- | +| **qcow** (QEMU Copy On Write) | qcow2 的前身，支持动态分配和快照，但性能和功能不及 qcow2。 | 已有 qcow 格式的旧环境。 | +| **vmdk** (Virtual Machine Disk) | 主要用于 VMware 虚拟机，可以兼容 KVM。支持多种虚拟磁盘格式和快照。 | 需要在 KVM 和 VMware 之间进行迁移的环境。 | +| **vdi** (Virtual Disk Image) | 主要用于 Oracle VirtualBox 虚拟机，可以兼容 KVM。支持动态分配和快照。 | 需要在 KVM 和 VirtualBox 之间进行迁移的环境。 | +| **vhd/vhdx** (Virtual Hard Disk) | 主要用于 Microsoft Hyper-V 虚拟机，可以兼容 KVM。vhdx 是 vhd 的改进版本，支持更大容量和更高性能。 | 需要在 KVM 和 Hyper-V 之间进行迁移的环境。 | + +#### 逻辑卷管理（LVM） + +逻辑卷管理（LVM）提供灵活的存储管理，可以动态调整逻辑卷大小、快照和卷组管理。性能较高，适合企业级应用和需要高性能、灵活存储管理的环境。 + +1. 创建物理卷和卷组： + + ```shell + sudo pvcreate /dev/sdX + sudo vgcreate vg_kvm /dev/sdX + ``` + +2. 创建逻辑卷： + + ```shell + sudo lvcreate -n lv_myvm -L 20G vg_kvm + ``` + +#### 网络存储（NFS, iSCSI） + +NFS（Network File System）通过网络共享文件系统，适合共享存储和集中存储管理，以及多台虚拟机需要共享同一存储资源的环境。 + +挂载 NFS 存储： + +```shell +sudo mount -t nfs server:/path/to/nfs /mnt/nfs +``` + +**iSCSI（Internet Small Computer Systems Interface）**： + +通过网络提供块级存储，适合高性能需求的存储应用，以及需要集中管理和高性能存储访问的环境。 + +1. 安装 iSCSI 客户端： + +```shell +sudo apt install open-iscsi # Ubuntu +sudo yum install iscsi-initiator-utils # CentOS/RHEL +``` + +1. 发现和登录 iSCSI 目标： + +```shell +sudo iscsiadm -m discovery -t sendtargets -p +sudo iscsiadm -m node --login +``` + +### 配置系统存储支持 + +#### 确认存储驱动加载情况 + +1. **检查存储驱动**： + + 使用 `lsmod` 命令检查存储驱动是否加载： + + ```shell + lsmod | grep -E 'virtio_blk|virtio_scsi' + ``` + +2. **加载存储驱动**： + + 如果存储驱动未加载，可以手动加载： + + ```shell + sudo modprobe virtio_blk + sudo modprobe virtio_scsi + ``` + +#### 准备存储设备和挂载点 + +1. **准备本地存储设备**： + + 分区和格式化存储设备： + + ```shell + sudo fdisk /dev/sdX + sudo mkfs.ext4 /dev/sdX1 + ``` + + 创建挂载点并挂载： + + ```shell + sudo mkdir -p /mnt/kvm_storage + sudo mount /dev/sdX1 /mnt/kvm_storage + ``` + +2. **准备网络存储设备（NFS 例子）**： + + 安装 NFS 客户端： + + ```shell + sudo apt install nfs-common # Ubuntu + sudo yum install nfs-utils # CentOS/RHEL + ``` + + 挂载 NFS 共享： + + ```shell + sudo mkdir -p /mnt/nfs_storage + sudo mount -t nfs server:/path/to/nfs /mnt/nfs_storage + ``` + +3. **配置自动挂载**： + + 编辑 `/etc/fstab` 文件，添加以下内容确保重启后自动挂载： + + ```text + /dev/sdX1 /mnt/kvm_storage ext4 defaults 0 2 + server:/path/to/nfs /mnt/nfs_storage nfs defaults 0 0 + ``` + +通过以上步骤，可以为 KVM 环境配置各种存储支持，包括磁盘映像文件、LVM 和网络存储。确保存储驱动已加载，并准备好存储设备和挂载点，为虚拟机提供可靠的存储资源。 + +## 配置存储池 + +### 存储池是什么 + +#### 存储池的概念 + +存储池（Storage Pool）是 KVM 虚拟化环境中的一种抽象概念，用于管理和组织底层存储资源。存储池可以包含多个存储卷（Storage Volume），每个存储卷对应虚拟机的一个磁盘映像文件、逻辑卷或网络存储块。通过存储池，管理员可以更方便地管理和分配存储资源。 + +#### 存储池的类型 + +| 类型 | 特点 | 使用场景 | +| --------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------ | +| **目录存储池** (Directory Storage Pool) | 使用本地或挂载的目录作为存储池。简单易用，适合中小型部署。 | 适合中小型部署。 | +| **逻辑卷存储池** (LVM Storage Pool) | 基于 LVM（Logical Volume Manager）创建和管理逻辑卷。提供灵活的卷管理和快照功能。 | 适合企业级部署。 | +| **网络存储池** (Network Storage Pool) | 使用网络存储协议（如 NFS、iSCSI）创建存储池。适合分布式存储和集中存储管理。 | 适合分布式存储和集中存储管理。 | + +### 创建和管理目录存储池 + +#### 使用 `virsh` 创建目录存储池 + +1. **创建目录存储池**： + + 创建一个目录存储池的 XML 配置文件，例如 `dir-pool.xml`： + + ```xml + + dir-pool + + /mnt/kvm_storage + + + ``` + +2. **定义并启动存储池**： + + 使用 `virsh` 命令定义并启动目录存储池： + + ```shell + sudo virsh pool-define dir-pool.xml + sudo virsh pool-start dir-pool + sudo virsh pool-autostart dir-pool + ``` + +#### 配置目录存储池 + +1. **查看存储池信息**： + + ```shell + sudo virsh pool-info dir-pool + ``` + +2. **查看存储池中的存储卷**： + + ```shell + sudo virsh vol-list dir-pool + ``` + +3. **创建存储卷**： + + ```shell + sudo virsh vol-create-as dir-pool volume1 10G + ``` + +### 创建和管理逻辑卷存储池 + +#### 使用 `virsh` 创建 LVM 存储池 + +1. **创建 LVM 存储池**： + + 创建一个 LVM 存储池的 XML 配置文件，例如 `lvm-pool.xml`： + + ```xml + + lvm-pool + + + vg_kvm + + + + /dev/vg_kvm + + + ``` + +2. **定义并启动存储池**： + + 使用 `virsh` 命令定义并启动 LVM 存储池： + + ```shell + sudo virsh pool-define lvm-pool.xml + sudo virsh pool-start lvm-pool + sudo virsh pool-autostart lvm-pool + ``` + +#### 配置 LVM 存储池 + +1. **查看存储池信息**： + + ```shell + sudo virsh pool-info lvm-pool + ``` + +2. **查看存储池中的存储卷**： + + ```shell + sudo virsh vol-list lvm-pool + ``` + +3. **创建存储卷**： + + ```shell + sudo virsh vol-create-as lvm-pool lv_volume1 20G + ``` + +### 创建和管理网络存储池 + +#### 使用 `virsh` 创建 NFS 存储池 + +1. **创建 NFS 存储池**： + + 创建一个 NFS 存储池的 XML 配置文件，例如 `nfs-pool.xml`： + + ```xml + + nfs-pool + + + + + + /mnt/nfs_storage + + + ``` + +2. **定义并启动存储池**： + + 使用 `virsh` 命令定义并启动 NFS 存储池： + + ```shell + sudo virsh pool-define nfs-pool.xml + sudo virsh pool-start nfs-pool + sudo virsh pool-autostart nfs-pool + ``` + +#### 使用 `virsh` 创建 iSCSI 存储池 + +1. **创建 iSCSI 存储池**： + + 创建一个 iSCSI 存储池的 XML 配置文件，例如 `iscsi-pool.xml`： + + ```xml + + iscsi-pool + + + + + + /dev/disk/by-path/ + + + ``` + +2. **定义并启动存储池**： + + 使用 `virsh` 命令定义并启动 iSCSI 存储池： + + ```shell + sudo virsh pool-define iscsi-pool.xml + sudo virsh pool-start iscsi-pool + sudo virsh pool-autostart iscsi-pool + ``` + +#### 配置网络存储池 + +1. **查看存储池信息**： + + ```shell + sudo virsh pool-info nfs-pool + sudo virsh pool-info iscsi-pool + ``` + +2. **查看存储池中的存储卷**： + + ```shell + sudo virsh vol-list nfs-pool + sudo virsh vol-list iscsi-pool + ``` + +3. **创建存储卷**： + + ```shell + sudo virsh vol-create-as nfs-pool volume1 10G + sudo virsh vol-create-as iscsi-pool volume2 20G + ``` + +## 配置存储卷 + +### 存储卷的概念 + +**存储卷（Storage Volume）是存储池（Storage Pool）中的一个逻辑单元，类似于传统文件系统中的文件。**存储卷为虚拟机提供存储空间，用于存储操作系统、应用程序和数据。每个存储卷可以对应一个磁盘映像文件、逻辑卷或网络存储块。通过存储卷，管理员可以灵活管理和分配存储资源。 + +### 创建和管理磁盘映像文件 + +#### 使用 `virsh` 创建磁盘映像文件 + +1. **创建磁盘映像文件**： + + 使用 `virsh` 创建一个磁盘映像文件： + + ```shell + sudo virsh vol-create-as dir-pool mydisk.qcow2 20G --format qcow2 + ``` + + 以上命令将在 `dir-pool` 存储池中创建一个名为 `mydisk.qcow2` 的磁盘映像文件，大小为 20GB，格式为 qcow2。 + +2. **查看磁盘映像文件信息**： + + 查看创建的磁盘映像文件信息： + + ```shell + sudo virsh vol-info mydisk.qcow2 --pool dir-pool + ``` + +#### 配置磁盘映像文件的大小和格式 + +1. **调整磁盘映像文件大小**： + + 可以使用 `qemu-img` 工具调整磁盘映像文件的大小： + + ```shell + qemu-img resize /path/to/mydisk.qcow2 +10G + ``` + + 以上命令将 `mydisk.qcow2` 的大小增加 10GB。 + +2. **转换磁盘映像文件格式**： + + 可以使用 `qemu-img` 工具转换磁盘映像文件的格式： + + ```shell + qemu-img convert -f qcow2 -O raw /path/to/mydisk.qcow2 /path/to/mydisk.raw + ``` + + 以上命令将 `mydisk.qcow2` 转换为 `mydisk.raw`，格式从 qcow2 转换为 raw。 + +### 创建和管理逻辑卷 + +#### 使用 `virsh` 创建逻辑卷 + +1. **创建逻辑卷**： + + 使用 `virsh` 创建一个逻辑卷： + + ```shell + sudo virsh vol-create-as lvm-pool lv_mydisk 20G + ``` + + 以上命令将在 `lvm-pool` 存储池中创建一个名为 `lv_mydisk` 的逻辑卷，大小为 20GB。 + +2. **查看逻辑卷信息**： + + 查看创建的逻辑卷信息： + + ```shell + sudo virsh vol-info lv_mydisk --pool lvm-pool + ``` + +#### 配置逻辑卷的大小和格式 + +1. **调整逻辑卷大小**： + + 可以使用 `lvresize` 工具调整逻辑卷的大小： + + ```shell + sudo lvresize -L +10G /dev/vg_kvm/lv_mydisk + ``` + + 以上命令将 `lv_mydisk` 的大小增加 10GB。 + +2. **格式化逻辑卷**： + + 在使用逻辑卷之前，需要对其进行格式化： + + ```shell + sudo mkfs.ext4 /dev/vg_kvm/lv_mydisk + ``` + +通过以上步骤，可以使用 `virsh` 创建和管理磁盘映像文件和逻辑卷，并灵活配置其大小和格式。这些存储卷为虚拟机提供了可靠和高效的存储解决方案。 + +## 虚拟机的存储配置 + +### 使用 `virsh` 添加和删除虚拟机磁盘 + +**添加虚拟机磁盘** + +1. 创建一个新的磁盘映像文件（如果需要）： + + ```shell + sudo qemu-img create -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/mydisk.qcow2 20G + ``` + +2. 使用 `virsh` 命令编辑虚拟机的 XML 配置文件： + + ```shell + sudo virsh edit + ``` + +3. 在 `` 部分中添加以下内容，指定新的磁盘设备： + + ```xml + + + + +
+ + ``` + +4. 保存并退出编辑器，启动或重启虚拟机以使新磁盘生效： + + ```shell + sudo virsh start + ``` + +**删除虚拟机磁盘** + +1. 使用 `virsh` 命令编辑虚拟机的 XML 配置文件： + + ```shell + sudo virsh edit + ``` + +2. 找到需要删除的 `` 节点，并将其删除： + + ```xml + + + + +
+ + ``` + +3. 保存并退出编辑器，启动或重启虚拟机以应用更改： + + ```shell + sudo virsh start + ``` + +### `virsh` 配置虚拟机的启动磁盘 + +1. 使用 `virsh` 命令编辑虚拟机的 XML 配置文件： + + ```shell + sudo virsh edit + ``` + +2. 在 `` 部分中，找到 `` 节点并调整顺序。例如，将磁盘设备设为首选启动设备： + + ```xml + + hvm + + + + ``` + +3. 保存并退出编辑器，启动或重启虚拟机以应用更改： + + ```shell + sudo virsh start + ``` + +#### 配置虚拟机 BIOS 设置 + +1. 使用 `virsh` 命令编辑虚拟机的 XML 配置文件： + + ```shell + sudo virsh edit + ``` + +2. 在 `` 部分中，添加或修改 `` 节点。例如，启用 BIOS 引导菜单： + + ```xml + + hvm + /usr/share/OVMF/OVMF_CODE.fd + /var/lib/libvirt/qemu/nvram/.fd + + + ``` + +3. 保存并退出编辑器，启动或重启虚拟机以应用更改： + + ```shell + sudo virsh start + ``` + +## 高级存储管理 + +### 快照管理 + +#### 创建和管理磁盘快照 + +快照是虚拟机在某一时刻的状态，包括虚拟机的磁盘和内存状态。通过快照，您可以在需要时恢复虚拟机到之前的状态。 + +**创建磁盘快照** + +使用 `virsh` 创建磁盘快照： + +```shell +sudo virsh snapshot-create-as --disk-only --atomic +``` + +以上命令创建一个仅包含磁盘状态的快照。 + +**管理磁盘快照** + +使用 `virsh` 列出所有快照： + +```shell +sudo virsh snapshot-list +``` + +**恢复快照** + +使用 `virsh` 恢复快照： + +```shell +sudo virsh snapshot-revert +``` + +#### 扩展存储池容量 + +**扩展目录存储池** + +确保文件系统有足够的空间，然后直接添加更多存储卷到目录存储池即可。 + +**扩展 LVM 存储池** + +1. 添加新的物理卷到卷组： + + ```shell + sudo pvcreate /dev/sdX + sudo vgextend vg_kvm /dev/sdX + ``` + +2. 更新存储池配置： + + ```shell + sudo virsh pool-refresh lvm-pool + ``` + +**扩展网络存储池** + +对于 NFS 和 iSCSI，直接在网络存储服务器上扩展存储容量，然后刷新存储池即可。 + +#### 缩减存储池容量 + +**缩减 LVM 存储池** + +1. 移动逻辑卷中的数据到其他物理卷： + + ```shell + sudo pvmove /dev/sdX + ``` + +2. 移除物理卷并减少卷组大小： + + ```shell + sudo vgreduce vg_kvm /dev/sdX + sudo pvremove /dev/sdX + ``` + +**缩减目录存储池和网络存储池** + +一般不直接缩减这些存储池，建议清理不需要的存储卷以释放空间。 + +### 磁盘镜像和克隆 + +#### 创建磁盘镜像 + +**创建磁盘镜像** + +使用 `qemu-img` 创建磁盘镜像： + +```shell +qemu-img create -f qcow2 /var/lib/libvirt/images/mydisk.qcow2 20G +``` + +**转换磁盘镜像格式** + +使用 `qemu-img` 转换磁盘镜像格式： + +```shell +qemu-img convert -f qcow2 -O raw /path/to/mydisk.qcow2 /path/to/mydisk.raw +``` + +#### 克隆虚拟机磁盘 + +1. 使用 `qemu-img` 克隆磁盘映像： + + ```shell + qemu-img create -f qcow2 -b /var/lib/libvirt/images/source-disk.qcow2 /var/lib/libvirt/images/clone-disk.qcow2 + ``` + +2. 使用 `virsh` 定义新的虚拟机，并指定克隆的磁盘映像： + + 创建虚拟机 XML 文件： + + ```xml + + clone-vm + 1048576 + 1 + + hvm + + + + + + +
+ + + + ``` + +3. 使用 `virsh` 定义并启动新的虚拟机： + + ```shell + sudo virsh define /path/to/clone-vm.xml + sudo virsh start clone-vm + ```