6 实际编程任务

本章介绍在示例程序中没有提到的实际编程任务，包括：

  • 病毒特征扫描

  • 创建虚拟磁盘

  • 处理虚拟磁盘数据

  • 管理子磁盘

  • RDM磁盘和虚拟的BIOS

  • VMware vSphere交互

病毒特征扫描

虚拟磁盘库用例中的一项任务就是针对VDDK进行病毒特征扫描。使用示例程序的框架，可以实现一个-virus命令行选项。示例6-1中的函数依赖一个已存在的库函数SecureVirusScan()，通常由防病毒软件厂商提供。像针对Email信息一样，这个库函数会扫描任意大小的缓存，以匹配厂商的最新病毒库，如果找到了病毒就会返回TRUE。

                             VMware虚拟磁盘编程指导（六）_第1张图片

函数调用VixDiskLib_GetInfo()来获取磁盘中分配的扇区的个数。扇区个数存放在VixDiskLibDiskInfnoo结构中，但通常不在元数据中。如果是SPARSE类型的布局，数据可能存放在任何扇区上，所以这个函数读取所有扇区，不论是否填充了数据。VixDiskLib_Read()函数在遇到全是0的空扇区时会继续读取而不返回错误。

下面给出了在vixDiskLibSample.cpp中加入-virus选项，需要添加的剩余代码：

VMware虚拟磁盘编程指导（六）_第2张图片

创建虚拟磁盘

这一节将讨论本地VMDK文件的类型，以及如何创建远程ESX/ESXi主机上的虚拟磁盘。

创建本地磁盘

第5章中的示例程序中创建了类型为单片稀疏型的虚拟磁盘，即非提前分配的大文件。这是默认的类型，因为现代的文件系统，尤其是NTFS，支持大于2GB的文件，且可以存储大于2GB的数据。在一些旧的文件系统中，如MS-DOS和早期Windows中FAT16，或者用于CD的ISO9660，或者NFS2，以及Linux内核2.4，不支持这种特性，每个卷只能限制为2GB大小。FAT和FAT32在NT3.51中扩展了可支持4GB文件。

但是，分割的虚拟磁盘可能比单片的虚拟磁盘更安全，因为如果底层主机文件系统发生故障，一些数据可以从未被损坏的2GB扩展中恢复出来。VMware产品尽力修复损坏的VMDK文件，但是分卷的VMDK文件增加了修复中获得数据的机会。缺点是分卷问加你增加了负载(更多的文件描述符)，并增加了管理复杂性。

如果遇到FAT16或早期的Linux文件系统，你可以创建SPLIT_SPARSE虚拟磁盘。这个改变是简单的：下面粗线加亮的部分。示例程序可以进行扩展以提供这样的选项。

VMware虚拟磁盘编程指导（六）_第3张图片

注意：你可以将VMDK文件的分卷大小设置为小于2GB，但是创建的文件名称依然遵从表3-1所示的规则。

针对DoCrate()的一行改变，将创建200MB的分卷VMDK文件，除非你通过-cap选项指定其他大小。

创建远程磁盘

VixDiskLib_Create()不支持创建托管磁盘。为了在远程ESX/ESXi主机上创建托管磁盘，首先要在本地工作站上创建一个本地磁盘，然后使用VixDiskLib_Clone()经过网络将本地磁盘转换为托管磁盘。

要使用示例程序创建远程托管磁盘，使用如下命令：

vix-disklib-sample–create –cap 1000000 virtdisk.vmdk

vix-disklib-sample–clone virtdisk.vmdk –host esx3i –user root –password secret vmfsdisk.vmdk

可以编写一个虚拟机应用程序来执行如下操作：

1使用VixDiskLib_Create()创建一个2GB大小的本地VMDK磁盘。

2使用VixDiskLib_Write()将客户机系统的镜像和应用软件写入VMDK。

3将本地的VMDK磁盘克隆岛ESX/ESXi主机的VMFS文件系统上。

vixError= VixDiskLib_Clone(appGlobals.connection, appGlobals.diskPath, srcConnection,appGlobals.srcPath, &createParam, CloneProgressFunc, NULL, TRUE);

在这个调用中，appGlloobals.connection和appGlobals.diskPath表示ESX/ESXi主机上的远程VMDK，而srcConection和appGlobals.srcPath表示本地VMDK。

4打开新的客户机系统，得到一个新的虚拟机。

在工作站上，VIX API中的VixVMPowerOn()函数实现这个功能。对于ESX/ESXi主机及，必须使用PowerOnVM_Task方法。使用这个方法的简单方式在VMware vSphere Perl开发包中，它包含PowerOnVM_Task()(非阻塞)和PowerOnVM()(同步)调用。

5在ESX/ESXi主机上发布新的虚拟机。

注意：无论在步骤1中创建什么类型的虚拟文件，在步骤3中它都将变成VIXDISKLIB_DISK_VMFS_FLAT类型。

处理虚拟磁盘数据

虚拟磁盘库按扇区读、写数据，不提供接口对字符或字节的I/O操作。

读、写本地磁盘

下面的代码从VMDK文件中读取一次读取一个扇区，如果找到包含“VmWare”的字符串，使用“VMware”替换它，并写回VMDK文件。

VMware虚拟磁盘编程指导（六）_第4张图片

读写远程磁盘

读写ESX/ESXi主机上远程托管磁盘的DoEdit()函数是类似的，但是在之前你必须使用认证凭据调用VixDiskLib_Connect()函数，而不是传入NULL参数。

VMware虚拟磁盘编程指导（六）_第5张图片

删除磁盘(UnLink)

VixDiskLib_Unlink()函数扇区虚拟磁盘文件。它有两个参数：连接和VMDK文件名称。

vixError= VixDiskLib_Unlink(appGlobals.connection, appGlobals.diskPath);

删除虚拟磁盘的影响

删除一个VMDK后，它包含的所有信息都将丢失。大多数情况下，如果虚拟机正在运行，宿主操作系统将会阻止你删除文件。然而，如果你删除一个关机的虚拟机的VMDK文件，这个客户系统将无法启动。

修改磁盘名称

VixDiskLib_Rename()函数对虚拟磁盘进行重命名，它有两参数：旧的和新的VMDK文件名称。

vixError= VixDiskLib_Rename(oldGlobals.diskpath, newGlobals.diskpath);

重命名虚拟磁盘的影响

服务器希望客户机虚拟机系统的VMDK文件存放在一个可预见的位置。在重命名期间的任何文件访问都有可能造成I/O失败，或导致客户系统故障。

处理磁盘元数据

在ESX/ESXi主机上VMFS文件系统上，磁盘元数据项很重要，因为它们存储了关于所包含的文件系统的磁盘映射和交互的信息。

处理子磁盘

在虚拟磁盘API中，重写日志由父-子磁盘链进行管理，每一个孩子成为从开始时磁盘改变的重写日志。创建一个子磁盘后，再尝试写父磁盘将会出错，库要求写子磁盘。

创建重写日志

通过创建一个虚拟机快照可生成一个重写日志，这个快照包含磁盘数据和虚拟机状态。仅仅在本地磁盘上，可以不需要创建虚拟机快照，而通过VixDiskLib_CreateChild()创建一个重写日志。

你可以写一个简单的应用程序在晚上3:00创建一个重写日志，或者托管磁盘的快照(尽管多个快照会影响性能)。当你在虚拟机正在运行时创建一个快照时，VMware主机会重新组织文件指针，主VMDK持续跟踪磁盘链中重写日志(the VMware host re-arranges filepointers so the primary VMDK, .vmdk for example, keep track ofredo logs in the disk chain)。使用这个磁盘链，可以重新创建任何一天的数据。

重新创建给定时间的数据

1找到对应日期的-.vmdk重写日志。是一个序列号。你可以通过时间戳来标识重写日志或快照。

2初始化虚拟磁盘库，打开重写日志，并得到它的父句柄。

3使用VixDiskLib_Create()创建一个子磁盘，然后附加到父磁盘上：

    vixError =VixDiskLib_Attach(parent.Handle(), child.Handle());

4读、写附加的子虚拟磁盘。

这仅仅是一个例子。在托管磁盘上，考虑到性能因素，不建议创建多个虚拟机快照。vSphere备份软件创建一个快照，保存数据，然后删除快照。

快照中的虚拟磁盘

虚拟磁盘API提供以下功能来处理快照中的磁盘组件：

  • 在磁盘链中附加一个子磁盘

  • 只读打开虚拟磁盘

  • 通过VMware vCenter打开ESX/ESXi主机上的快照磁盘

Windows2000只读文件系统

父子磁盘链的另外一个用处是为Windows2000提供只读的访问，因为Windows2000不能挂载一个只读的文件系统。在途6-1中，灰色的圆圈表示一个必须保持只读状态的虚拟磁盘，因为它有孩子节点。在这个例子中，你需要Windows2000使用这个磁盘，而不是使用新的C1和C2.创建一个新的子磁盘R0，并附加到灰色的虚拟磁盘上，并挂载R0作为Windows2000客户机系统的只读虚拟磁盘。

VMware虚拟磁盘编程指导（六）_第6张图片

RDM磁盘和虚拟BIOS

本节描述一个低级的程序来还原原始设备映射(RDM)磁盘以及NVRAM。

还原RDM磁盘

备份和还原RDM磁盘遇到了不寻常的挑战。原来的RDM配置备份并不适用，并且可能是不恰当的，如果用户还原：

  • 虚拟机到不同的主机或数据库。

  • 一个已删除的虚拟机，它原来的映射RDM同样被删除了，或者包含的LUN被重写。

  • RDM到不同的虚拟机，尽管虚拟机在相同的主机和数据存储上。用户需要访问磁盘文件，或者测试还原。

当针对RDM磁盘执行一次代理备份时，你必须对ESXi主机和代理服务器呈现相同的LUN ID。(这个限制并不适用于VMFS限制，因为虚拟磁盘库读取VMFS头部并匹配UUID。但RDM需要主机和代理有相同的LUN ID。)

如果原始虚拟机的VMX文件盒磁盘映射不再可用，而包含RDM的LUN仍然可用，还原RDM磁盘就是适当的。在这种情况下，LUN上的RDM应该仍然有效，所以它不需要还原。这样的话，在还原过程中就不需要修改RDM配置。否则，按两步进行完全还原：

  • 还原虚拟机配置(VMX)以及系统磁盘。这会还原虚拟机，但不还原RDM。

  • 将RDM磁盘添加到虚拟机。之后，就可以在RDM磁盘上完成正常的还原操作。

另外，可以创建一个虚拟机包含RDM磁盘，并访问它的内容。创建虚拟机后，从备份中还原虚拟机配置(VMX)，然后还原任何选择的磁盘。

还原虚拟BIOS或UEFI

虚拟机的BIOS或UEFI配置信息保存在.nvram文件中。通常该文件中唯一重要的是启动磁盘设置和启动顺序(多虚拟磁盘时)。

在新发布的vSphere中可以使用扩展的属性设置来改变启动顺序，所以启动顺序不再必须保存在.nvram文件中。然而一些用户想要保留虚拟机的串口设置或其他项目，所以应用程序还是应该备份和还原这些信息。

备份和还原NVRAM

1对每一个虚拟机，生成.nvram文件的一个单独拷贝。

2使用标准方法备份每个虚拟机。

3如果需要，使用标准方法还原虚拟机。

4使用保存的原始的.nvram文件副本覆盖虚拟机的.nvram文件。

重要：VMware现在建议将.nvram文件作为虚拟机备份的一部分保存起来，这是从vSphere4.1开始的变化。

VMware vSphere交互

本节讲述其他vSphere编程接口。

VIX API

VIXAPI是一个针对VMware工作站，其他主机产品以及ESX/ESXi的流行、简单易用的开发者接口。查看VMware开发者文档获取关于VIX API的信息：

http://www.vmware.com/support/developer/vix-api

VIXAPI手册包含C++，Perl，Microsoft C# COM，VBScript以及Visual Basic的使用参考。大部分都包含有用的代码示例。另外，vix-api的Web手册中包含的示例有开机、关机，停止虚拟机，创建快照，客户系统操作，虚拟机发现，异步调用。

所有本地磁盘的病毒扫描

假设你要针对VMware工作站上的所有虚拟机进行病毒扫描，这里有一个基于VIX的高层的算法，可以扫描所有虚拟机的本地磁盘。

针对所有虚拟磁盘进行病毒扫描

1编写一个包含虚拟磁盘API和VIX API的应用程序。

2使用VixDiskLib_Init()初始化虚拟磁盘库。

3使用VixHost_Connect()连接VIX到工作站主机。

4使用VIX_FIND_RUNNING_VMS作为查找类型(第二个参数)调用VixHost_FindItems()。这会通过回调函数(第五个参数)返回每个虚拟机的名称。要获得每个虚拟机的磁盘，可以再虚拟机名称后加“.vmdk”后缀。

5编写一个回调函数来打开虚拟机的VMDK。你的回调函数必须和VixDiscoveryProc()回调函数类似，它出现在VIX API参考手册中VixHost_FindItems()页的示例程序中。

6使用“病毒特征扫描”一节中的DoVirusScan()函数替换回调函数中的打印虚拟机名称部分。

7处理病毒扫描定位到的任何感染的扇区。

vSphere Web Services API

VMwarevSphere Web Services (WS) API是一个针对ESX/ESXi主机和vCenter服务器的开发者接口。查看开发者文档以获取更多关于vSphere WS API的信息：

http://www.vmware.com/support/developer/vc-sdk

VMwarevSphere WS SDK的开发者安装手册中，有一章描述了如何建立Microsoft C#和Java的开发环境。一些信息同样适用于C++。

vSphere的编程手册包含的一些示例代码是用C#编写的，但是大部分的示例都是用Java写的，并且给予JAX-WS开发框架。

ESX/ESXi主机和VMware vSphere WS接口使用一种基于Web服务的编程模型。客户端生成Web服务描述语言(WSDL)请求，通过简单对象访问协议(SOAP)封装成XML消息，传递到网络上。在ESX/ESXi主机或vCenter服务器上，vSphere层应答客户端的请求，通常还会返回SOAP响应。这是同C++和VIX API的面向对象的函数调用不同的一种编程模型。

所有托管磁盘的病毒扫描

假设你想要对ESX/ESXi主机上的所有虚拟机进行病毒扫描，这里的VMware vSphere解决方案的高层算法，能够扫描所有虚拟机的托管磁盘。

扫描所有托管磁盘

1使用VMware vSphere Perl工具包，编写Perl脚本，连接到指定的ESX/ESXi主机上。

2调用Vim::find_entity_views()找到每个虚拟机的清单(inventory)。

3调用Vim::get_inventory_path()获得在相应资源中的虚拟磁盘名称。VMDK的文件名称可以通过GuestDiskInfo数据对象的diskPath属性获得。

4使用Perl的system(@cmd)调用，运行扩展的vixDiskLibSample.exe程序，并使用-virus选项。对于ESX/ESXi主机，还需要提供-host，-user，-password参数。

5清除所有被标记为病毒感染的扇区。

使用vSphere WS API读写VMDK

VMwarevSphere API 2.5及以后版本中，包含了一些有用的方法来管理VMDK文件。可以查看VirtualDiskManager托管对象类型，它包含十多种类似于虚拟磁盘API的方法。

如果你有兴趣，打开Web上的VMware InfrastructureSDK，点击“VI API ReferenceGuide” 2.5版，或者“VMware vSphere WS APIReference Guide”4.0版，点击“All Typeset”，查找VirtualDiskManager。