KVM虚拟机镜像那点儿事，qcow2六大功能，内部快照和外部快照有啥区别？
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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，所以好基于ext3文件系统。
创建image
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
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
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
cp --sparse=never flat3.img flat3-never.img
这样拷贝会占用整个2G空间
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
cp --sparse=always flat3-never.img flat3-never-always.img
这样拷贝原来的2G都会被清理掉
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
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。
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
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
qcow2功能三：压缩
qemu-img convert -c -f qcow2 -O qcow2 ubuntutest.img ubuntutest-compress.qcow2
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
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
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，后写入修改：w
partprobe
扩展文件系统
resize2fs /dev/sda1
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
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
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
在HOST机器上多了一个文件
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
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