kvm虚拟机以哪种方式运行，kvm虚拟机有几种存储方式

***：本文主要聚焦于KVM虚拟机相关的两个关键问题，一是KVM虚拟机的运行方式，二是其存储方式的种类。这两个方面对于深入理解KVM虚拟机的运行机制和数据管理有着重要意义，有助于使用者根据需求合理规划KVM虚拟机的部署，在提升性能、保障数据安全存储等方面提供了思考的方向。

《KVM虚拟机的存储方式全解析：原理、特点与应用场景》

一、KVM虚拟机存储方式概述

KVM（Kernel - based Virtual Machine）是一种开源的系统虚拟化技术，它允许在单个物理服务器上运行多个虚拟机，在KVM中，虚拟机的存储方式是一个关键的部分，它直接影响着虚拟机的性能、可扩展性和数据管理，主要的存储方式包括本地存储（基于主机文件系统）、网络存储（如NFS、iSCSI等）和基于块设备的存储。

二、本地存储方式

1、基于文件的存储

- 原理：KVM虚拟机可以将磁盘存储为宿主机文件系统中的一个文件，在Linux系统中，常见的格式是.qcow2（QEMU Copy - On - Write version 2），这种格式采用了写时复制技术，当虚拟机对磁盘进行写入操作时，才会真正分配磁盘空间，初始时，虚拟机磁盘文件只占用少量的元数据空间。

- 特点：

- 易于管理：可以像管理普通文件一样对虚拟机磁盘文件进行复制、移动和备份，使用简单的cp命令就可以备份一个虚拟机的磁盘文件。

- 空间效率高：由于写时复制的特性，对于多个相似的虚拟机（如从同一个模板创建的虚拟机），可以节省大量的磁盘空间。

- 灵活性强：可以轻松地调整虚拟机磁盘文件的大小，使用qemu - img命令可以对.qcow2文件进行扩容或者压缩操作。

- 应用场景：

- 适用于开发和测试环境，开发人员可以快速创建和销毁虚拟机，并且可以方便地共享虚拟机镜像文件，在一个小型的软件开发团队中，开发人员可以在本地的开发服务器上使用基于文件的KVM虚拟机进行软件的开发和初步测试，每个开发人员可以有自己独立的虚拟机环境，并且这些环境可以方便地从共享的模板创建。

- 对于一些对存储性能要求不是特别高的小型生产环境也可以适用，比如一些小型企业内部的办公应用服务器，如文件共享服务器或者简单的邮件服务器等。

2、基于裸设备的本地存储

- 原理：虚拟机直接使用宿主机上的物理块设备（如磁盘分区或者整个磁盘）作为其存储，这种方式绕过了宿主机文件系统，虚拟机直接对物理设备进行读写操作。

- 特点：

- 高性能：由于减少了文件系统层的开销，直接访问物理设备可以获得更高的读写性能，特别是对于对磁盘I/O要求较高的应用，如数据库服务器。

- 低延迟：相比基于文件的存储，数据传输的延迟更低，因为不需要经过文件系统的缓存和转换等操作。

- 应用场景：

- 数据库应用，对于大型的关系型数据库（如MySQL、Oracle等），如果运行在KVM虚拟机中，使用裸设备存储可以提高数据库的性能，在企业级的数据中心中，将数据库服务器部署为KVM虚拟机时，采用裸设备存储可以满足高并发的数据读写需求。

- 高性能计算场景，在一些需要大量数据读写的科学计算或者工程计算任务中，如气象模拟、流体力学计算等，基于裸设备的KVM虚拟机存储可以提高计算效率。

三、网络存储方式

1、NFS（Network File System）存储

- 原理：KVM虚拟机通过网络协议挂载宿主机或者网络存储服务器上的NFS共享目录作为其磁盘存储，NFS基于RPC（Remote Procedure Call）协议，允许客户端（KVM虚拟机）像访问本地文件系统一样访问远程的文件系统。

- 特点：

- 共享方便：多个KVM虚拟机可以同时挂载同一个NFS共享目录，方便数据的共享和集中管理，在企业的办公环境中，多个虚拟机可以共享一个存储用户文件的NFS目录。

- 易于扩展：可以通过增加NFS服务器的存储容量或者添加新的NFS服务器来扩展存储资源。

- 跨平台：NFS可以在不同的操作系统之间共享文件，所以KVM虚拟机无论是运行在Linux还是Windows宿主机下，都可以使用NFS存储。

- 应用场景：

- 企业办公环境中的文件服务器虚拟化，将企业内部的文件共享服务器部署为KVM虚拟机，使用NFS存储可以方便地整合现有的存储资源，并且可以根据企业的发展需求灵活地扩展存储容量。

- 集群计算环境中的共享存储，在一些集群计算场景，如Hadoop集群中的节点虚拟机，可以使用NFS存储来共享配置文件和数据文件等。

2、iSCSI（Internet Small Computer System Interface）存储

- 原理：iSCSI是一种基于IP网络的块存储协议，KVM虚拟机通过网络连接到iSCSI存储设备（可以是专门的iSCSI存储服务器或者带有iSCSI功能的磁盘阵列），将其识别为本地的块设备进行使用。

- 特点：

- 块级访问：与NFS的文件级访问不同，iSCSI提供块级访问，更适合需要直接对磁盘块进行操作的应用，如数据库和虚拟化存储。

- 高可靠性：可以通过多路径等技术提高存储的可靠性，在企业级的数据中心中，可以配置多个网络路径连接到iSCSI存储设备，以防止网络故障导致的存储中断。

- 应用场景：

- 企业级数据中心的存储虚拟化，在大型企业的数据中心中，将iSCSI存储与KVM虚拟机结合，可以构建灵活的存储架构，对于运行关键业务应用的KVM虚拟机，如企业的ERP系统虚拟机，可以使用iSCSI存储来保证数据的可靠性和高性能。

- 存储区域网络（SAN）扩展，如果企业已经有基于iSCSI的SAN环境，KVM虚拟机可以方便地接入这个SAN，利用现有的存储资源，实现存储资源的共享和集中管理。

KVM虚拟机的不同存储方式各有优劣，在实际应用中，需要根据具体的业务需求、性能要求、成本和管理复杂度等因素来选择合适的存储方式。