Openstack快照现状分析

声明：

本博客欢迎转发，但请保留原作者信息!

博客地址：http://blog.csdn.net/halcyonbaby

内容系本人学习、研究和总结，如有雷同，实属荣幸！

当前能力

• 支持功能
  • 卷快照(支持一致性快照）
  • 虚拟机快照（支持冷快照和live snapshot with no downtime)
• 卷快照

cinder snapshot-create

支持通过qemu-ga完成自动一致性操作（fsfreeze)

• 虚拟机快照制作过程

nova image-create

• 虚拟机live snapshot过程（QEMU 1.3+ and libvirt 1.0+ ）

guest:
sync         #刷脏数据到磁盘
fsfreeze -f  #锁定文件系统
host:
nova image-create #创建快照
guest:
fsfreeze -u  #解除锁定文件系统

• 当前限制openstack的虚拟机快照只快照root盘，不快照内存/CPU状态以及挂载磁盘。挂载磁盘需要事先卸载磁盘(数据盘），然后进行快照，然后再挂载磁盘。

• 虚拟机快照缺点：

  • 不支持revert恢复虚拟机到某一个快照点
    
  • 不支持内存快照
  • 只对系统盘进行快照
  • 没有快照链信息
  • 需要用户进行一致性操作
  • 不支持含元数据导出
  • 不支持含元数据导入
  • 只支持虚拟机全量数据快照（与快照的实现方式有关，因为是通过image进行保存的）
  • 快照以Image方式保存，而非以cinder卷方式保存
  • 过程较长（需要先通过存储快照，然后抽取并上传至glance)。
  • 无法充分利用存储本身能力加快快照的创建和使用

• nova image-create的流程
  一. 获取token（获取token接口）
  二. 查询虚拟机状态（查询接口）
  三. 创建虚拟机快照

  curl -i http://186.100.8.214:8774/v2/86196260e1694d0cbb5049cfba3883f8/servers/6c2504f4-efa-47ec-b6f4-06a9fde8a00b/action -X POST -H "X-Auth-Project-Id: admin" -H "User-Agent: python-novaclient" -H "Content-Type: application/json" -H "Accept: application/json" -H "X-Auth-Token: " -d '{"createImage": {"name": "nova_100_new_01", "metadata": {}}}'
  

  四. volume backed的虚拟机，使用compute_api.snapshot_volume_backed创建虚拟机快照；volume backed以外类型的虚拟机，调用compute_api.snapshot接口创建快照（最终实现在createImage接口）

• createImage接口（创建虚拟机快照）流程
  

底层实现：
a. 清理block设备上次的job信息
[root@fedora170 data]# virsh blockjob test /data/test/test.qcow2 --abort
error: Requested operation is not valid: No active operation on device: drive-virtio-disk0

b. 创建基于block设备backing_file的qcow2文件
[root@fedora170 data]# qemu-img create -f qcow2 -o backing_file=/data/test/test.qcow2,cluster_size=65536,size=20G /data/test/test.qcow2.delta
Formatting '/data/test/test.qcow2.delta', fmt=qcow2 size=21474836480 backing_file='/data/test/test.qcow2' encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off

c. persist类型的虚拟机，进行undefine
d. 将block数据拷贝到新做的qcow2文件上
[root@fedora170 data]# virsh blockcopy test /data/test/test.qcow2 /data/test/test.qcow2.delta 0 --shallow --reuse-external
Block Copy started

e. 查询进度，等待block job完成
[root@fedora170 data]# virsh blockjob test /data/test/test.qcow2 --info
Block Copy: [100 %]

f. 清理block设备上次的job信息
[root@fedora170 data]# virsh blockjob test /data/test/test.qcow2  --abort

g. persist类型的虚拟机，重新define
h. 抽取整个block的数据到新的qcow2文件中（后续可以上传到glance上）
[root@fedora170 data]# qemu-img convert -f qcow2 -O qcow2 -c /data/test/test.qcow2.delta /data/test/test_snapshot.qcow2

• compute_api.snapshot_volume_backed流程
  底层利用driver能力进行volume的快照创建。
  快照container的管理方式。

$ glance show 64b5516d-f27e-4262-862e-cb6f39d3499b
URI: http://186.100.8.144:9292/v1/images/64b5516d-f27e-4262-862e-cb6f39d3499b
Id: 64b5516d-f27e-4262-862e-cb6f39d3499b
Public: No
Protected: No
Name: volume_snapshot
Status: active
Size: 0
Disk format: 
Container format: 
Minimum Ram Required (MB): 0
Minimum Disk Required (GB): 0
Owner: 507667477fd840e1a81c1ca7f6f54f69
Property 'block_device_mapping': [{"instance_uuid": "fbcbe31e-b056-480e-8eab-852ee77defac", "virtual_name": null, "no_device": null, "connection_info": "{\"driver_volume_type\": \"iscsi\", \"serial\": \"70269f98-acf2-43e6-9564-91b824dfb5e4\", \"data\": {\"access_mode\": \"rw\", \"target_discovered\": false, \"encrypted\": false, \"qos_spec\": null, \"device_path\": \"/dev/disk/by-path/ip-186.100.8.144:3260-iscsi-iqn.2010-10.org.openstack:volume-70269f98-acf2-43e6-9564-91b824dfb5e4-lun-1\", \"target_iqn\": \"iqn.2010-10.org.openstack:volume-70269f98-acf2-43e6-9564-91b824dfb5e4\", \"target_portal\": \"186.100.8.144:3260\", \"volume_id\": \"70269f98-acf2-43e6-9564-91b824dfb5e4\", \"target_lun\": 1, \"auth_password\": \"LCJyaFWiokcQM6BX4VZk\", \"auth_username\": \"g5Nthj6bxnS7egxHa4Le\", \"auth_method\": \"CHAP\"}}", "created_at": "2014-03-05T08:44:22.000000", "snapshot_id": "8c547b26-8135-44c0-b2d6-718831ca7ee3", "updated_at": "2014-03-05T08:44:34.000000", "device_name": "vda", "deleted": 0, "volume_size": 1, "volume_id": null, "id": 93, "deleted_at": null, "delete_on_termination": false}]
Property 'checksum': d972013792949d0d3ba628fbe8685bce
Property 'min_ram': 512
Property 'disk_format': qcow2
Property 'image_name': cirros
Property 'image_id': ad559bb4-31d5-469f-93b7-0a67546c4a96
Property 'root_device_name': /dev/vda
Property 'container_format': bare
Property 'min_disk': 1
Property 'size': 13147648
Created at: 2014-03-05T08:52:46
Updated at: 2014-03-05T08:52:46

当前快照导入、导出方法

• 虚拟机快照导出
  1. 使用nova image-create创建虚拟机快照
  2. 通过glance image-download --file filename.img导出虚拟机快照
• 虚拟机快照导入
  1. 通过glance image-create --file导入虚拟机快照

虚拟机快照当前的BP

• 包含内存、CPU状态等数据的快照。
  该BP目前计划解决该问题（目前代码已经完成，在review中）：
  https://blueprints.launchpad.net/nova/+spec/live-snapshot-vms
  实现方式：通过glance container来存储instance的root盘、内存快照、虚拟机xml信息等。
  不足：只提供基于image的虚拟机的live snapshot,而不提供基于volume的卷的live snapshot。

• 虚拟机所有盘的快照。
  该BP还在draft解决，完全没有开始：
  https://blueprints.launchpad.net/nova/+spec/instance-level-snapshots