kvm创建虚拟机精简磁盘，kvm创建虚拟机

***：本文主要涉及KVM相关操作，重点讲述了KVM创建虚拟机精简磁盘以及创建虚拟机。KVM是一种开源的系统虚拟化模块，在创建虚拟机时，精简磁盘的创建是重要部分。精简磁盘可有效节省存储空间，其创建过程与常规虚拟机创建有所关联且具备独特的操作步骤与配置要求，这些操作有助于提升资源利用效率并满足不同的虚拟化需求。

本文目录导读：

1. KVM虚拟机磁盘概述
2. KVM创建虚拟机时精简磁盘的原理
3. 使用qemu - img创建精简磁盘镜像
4. 精简磁盘使用过程中的管理与维护
5. 可能遇到的问题及解决方案

《KVM创建虚拟机：精简磁盘的原理、方法与实践》

随着虚拟化技术的广泛应用，KVM（Kernel - based Virtual Machine）在服务器虚拟化领域占据着重要的地位，在使用KVM创建虚拟机时，磁盘管理是一个关键的部分，精简磁盘配置能够有效提高磁盘空间利用率，降低存储成本，同时还能灵活地根据虚拟机的实际需求分配磁盘空间，本文将深入探讨如何在KVM创建虚拟机过程中进行精简磁盘的操作，包括相关原理、详细的操作步骤以及可能遇到的问题及解决方案。

KVM虚拟机磁盘概述

1、磁盘类型

- 在KVM中，虚拟机的磁盘可以采用多种类型，如raw格式和qcow2格式等，raw格式是一种简单的磁盘镜像格式，它直接映射到物理磁盘的扇区，而qcow2格式是一种支持多种特性的磁盘镜像格式，包括压缩、加密和精简配置等。

- 对于精简磁盘配置，qcow2格式是一个非常合适的选择，它允许在创建虚拟机磁盘时只分配少量的初始空间，然后根据虚拟机内部的实际数据写入情况动态地扩展磁盘空间。

2、磁盘空间分配的重要性

- 在传统的磁盘分配方式中，如果为虚拟机预分配了过大的磁盘空间，可能会导致磁盘空间的浪费，一个预计使用100GB磁盘空间的虚拟机，如果一开始就分配了100GB的磁盘空间，但实际上在很长一段时间内只使用了20GB，那么剩下的80GB就处于闲置状态，在大规模的虚拟化环境中，这种浪费会累积成巨大的存储资源闲置。

- 精简磁盘配置则可以根据虚拟机的实际需求，逐步地为虚拟机分配磁盘空间，从而提高存储资源的整体利用率。

KVM创建虚拟机时精简磁盘的原理

1、按需分配空间

- 当采用精简磁盘配置（如qcow2格式）创建虚拟机时，虚拟机的磁盘镜像文件初始只占用很小的物理磁盘空间，这个初始空间通常只包含磁盘的基本结构信息。

- 当虚拟机内部的操作系统或应用程序开始写入数据时，KVM会根据写入的数据量动态地扩展磁盘镜像文件在物理磁盘上的占用空间，虚拟机内部的文件系统创建了一个新的文件并写入数据，qcow2格式的磁盘镜像会相应地在物理磁盘上增加空间来存储这些数据。

2、数据块管理

- qcow2格式通过管理数据块来实现精简配置，它采用了一种类似于稀疏文件的机制，在磁盘镜像文件中，只有实际被写入数据的数据块才会在物理磁盘上占用空间。

- 对于未写入数据的数据块，磁盘镜像文件中只记录了这些数据块的元数据信息，而不占用实际的物理磁盘空间，当虚拟机需要访问这些未写入数据的数据块时，qcow2格式会根据元数据信息进行相应的处理，如返回默认值（如全零数据块）。

使用qemu - img创建精简磁盘镜像

1、安装qemu - img工具

- 在大多数Linux发行版中，可以通过包管理器来安装qemu - img工具，在Debian或Ubuntu系统中，可以使用以下命令安装：

```

sudo apt - get install qemu - img

```

- 在CentOS或Red Hat系统中，可以使用yum命令安装：

```

sudo yum install qemu - img

```

2、创建qcow2格式的精简磁盘镜像

- 使用qemu - img命令创建qcow2格式的磁盘镜像，命令如下：

```

qemu - img create - f qcow2 - o preallocation = metadata /path/to/vm - disk.qcow2 size

```

- “-f qcow2”指定了创建的磁盘镜像格式为qcow2，“-o preallocation = metadata”表示采用元数据预分配的方式，这是一种适合于精简磁盘配置的预分配方式。“/path/to/vm - disk.qcow2”是磁盘镜像文件的保存路径和文件名，“size”则是指定磁盘镜像的初始大小，例如可以指定为10G，表示初始磁盘大小为10GB。

五、基于libvirt创建带有精简磁盘的虚拟机

1、安装和配置libvirt

- 首先需要安装libvirt相关的软件包，在Ubuntu系统中，可以使用以下命令：

```

sudo apt - get install libvirt - bin qemu - kvm virt - manager

```

- 在CentOS系统中：

```

sudo yum install libvirt libvirt - python virt - install virt - manager

```

- 配置libvirt，确保libvirt服务已经启动，可以使用以下命令检查服务状态：

```

sudo service libvirtd status

```

- 如果服务未启动，可以使用相应的启动命令，如在Ubuntu中：

```

sudo service libvirtd start

```

- 在CentOS中：

```

sudo systemctl start libvirtd

```

2、创建虚拟机并指定精简磁盘镜像

- 使用virt - install命令创建虚拟机，示例如下：

```

virt - install --name vm - name --ram 1024 --vcpus 1 --disk path =/path/to/vm - disk.qcow2, format = qcow2 --network network = default --graphics none --os - type linux --os - variant ubuntu18.04

```

- “--name vm - name”指定了虚拟机的名称，“--ram 1024”表示为虚拟机分配1024MB的内存，“--vcpus 1”分配1个虚拟CPU，“--disk path =/path/to/vm - disk.qcow2, format = qcow2”指定了使用之前创建的qcow2格式的磁盘镜像，“--network network = default”使用默认的网络配置，“--graphics none”表示不使用图形界面，“--os - type linux”和“--os - variant ubuntu18.04”指定了虚拟机的操作系统类型和版本（这里以Ubuntu 18.04为例）。

精简磁盘使用过程中的管理与维护

1、磁盘空间监控

- 在虚拟机运行过程中，需要对磁盘空间进行监控，可以在虚拟机内部使用磁盘空间监控工具，如Linux系统中的df命令，在虚拟机内部执行：

```

df - h

```

- 可以查看虚拟机内部磁盘的使用情况，也可以在宿主机上通过查看qcow2磁盘镜像文件的大小来监控磁盘空间的分配情况，可以使用ls - lh命令查看磁盘镜像文件的大小，如：

```

ls - lh /path/to/vm - disk.qcow2

```

2、磁盘空间扩展

- 当虚拟机的磁盘空间即将耗尽时，需要对磁盘空间进行扩展，对于qcow2格式的磁盘镜像，可以使用qemu - img命令来扩展磁盘空间，要将磁盘镜像扩展到20GB，可以使用以下命令：

```

qemu - img resize /path/to/vm - disk.qcow2 + 10G

```

- 这里的“+10G”表示在原来磁盘大小的基础上增加10GB的空间，需要注意的是，扩展磁盘空间后，可能还需要在虚拟机内部对文件系统进行相应的调整，例如在Linux虚拟机中，如果使用的是ext4文件系统，可能需要使用resize2fs命令来扩展文件系统以利用新增加的磁盘空间。

可能遇到的问题及解决方案

1、性能问题

- 精简磁盘配置可能会在某些情况下导致性能问题，当虚拟机需要频繁地写入大量数据时，由于qcow2格式需要动态地扩展磁盘空间，可能会存在一定的性能开销。

- 解决方案：可以考虑采用缓存机制来提高性能，在libvirt中，可以通过调整虚拟机的缓存模式来优化性能，可以将缓存模式设置为writeback，这种模式下，数据先写入缓存，然后再异步地写入磁盘镜像，能够提高写入性能，但存在一定的数据丢失风险（在宿主机突然断电等情况下），另一种相对安全的缓存模式是writethrough，数据在写入缓存的同时也直接写入磁盘镜像，虽然性能略低于writeback模式，但数据安全性更高。

2、数据一致性问题

- 在一些特殊情况下，如宿主机突然断电或者虚拟机异常关闭时，可能会导致qcow2磁盘镜像中的数据一致性问题。

- 解决方案：定期对虚拟机进行备份是一种有效的方法，可以使用libvirt提供的备份工具或者第三方备份工具来对虚拟机进行备份，一些文件系统本身也提供了数据恢复和一致性检查的工具，如在Linux虚拟机中，对于ext4文件系统，可以使用e2fsck工具来检查和修复文件系统的错误。

在KVM创建虚拟机过程中，采用精简磁盘配置（如qcow2格式）能够带来诸多好处，包括提高磁盘空间利用率、降低存储成本等，通过了解精简磁盘的原理，掌握使用qemu - img创建磁盘镜像以及基于libvirt创建虚拟机的方法，同时做好磁盘空间的管理与维护以及问题的解决，能够更加高效地利用KVM虚拟化技术，构建出灵活、高效的虚拟机环境，随着虚拟化技术的不断发展，精简磁盘配置在KVM中的应用也将不断优化和完善，为企业和个人的虚拟化需求提供更好的支持。