学习 KVM 的系列文章:
- (1)介绍和安装
- (2)CPU 和 内存虚拟化
- (3)I/O QEMU 全虚拟化和准虚拟化(Para-virtulizaiton)
- (4)I/O PCI/PCIe设备直接分配和 SR-IOV
- (5)libvirt 介绍
- (6)Nova 通过 libvirt 管理 QEMU/KVM 虚机
- (7)快照 (snapshot)
- (8)迁移 (migration)
1. Libvirt 是什么
为什么需要Libvirt?
- Hypervisor 比如 qemu-kvm 的命令行虚拟机管理工具参数众多,难于使用。
- Hypervisor 种类众多,没有统一的编程接口来管理它们,这对云环境来说非常重要。
- 没有统一的方式来方便地定义虚拟机相关的各种可管理对象。
Libvirt提供了什么?
- 它提供统一、稳定、开放的源代码的应用程序接口(API)、守护进程 (libvirtd)和和一个默认命令行管理工具(virsh)。
- 它提供了对虚拟化客户机和它的虚拟化设备、网络和存储的管理。
- 它提供了一套较为稳定的C语言应用程序接口。目前,在其他一些流行的编程语言中也提供了对libvirt的绑定,在Python、Perl、Java、Ruby、PHP、OCaml等高级编程语言中已经有libvirt的程序库可以直接使用。
- 它对多种不同的 Hypervisor 的支持是通过一种基于驱动程序的架构来实现的。libvirt 对不同的 Hypervisor 提供了不同的驱动,包括 Xen 的驱动,对QEMU/KVM 有 QEMU 驱动,VMware 驱动等。在 libvirt 源代码中,可以很容易找到 qemu_driver.c、xen_driver.c、xenapi_driver.c、vmware_driver.c、vbox_driver.c 这样的驱动程序源代码文件。
- 它作为中间适配层,让底层 Hypervisor 对上层用户空间的管理工具是可以做到完全透明的,因为 libvirt 屏蔽了底层各种 Hypervisor 的细节,为上层管理工具提供了一个统一的、较稳定的接口(API)。
- 它使用 XML 来定义各种虚拟机相关的受管理对象。
目前,libvirt 已经成为使用最为广泛的对各种虚拟机进行管理的工具和应用程序接口(API),而且一些常用的虚拟机管理工具(如virsh、virt-install、virt-manager等)和云计算框架平台(如OpenStack、OpenNebula、Eucalyptus等)都在底层使用libvirt的应用程序接口。
1.1 Libvirt C API
1.1.1 Libvirti API 所管理的主要对象
对象 | 解释 |
Domain (域) | 指运行在由Hypervisor提供的虚拟机器上的一个操作系统实例(常常是指一个虚拟机)或者用来启动虚机的配置。 |
Hypervisor | 一个虚拟化主机的软件层 |
Node (主机) | 一台物理服务器。 |
Storage pool (存储池) | 一组存储媒介的集合,比如物理硬盘驱动器。一个存储池被划分为小的容器称作卷。卷会被分给一个或者多个虚机。 |
Volume (卷) | 一个从存储池分配的存储空间。一个卷会被分给一个或者多个域,常常成为域里的虚拟硬盘。 |
1.1.2 对象的管理模型
对象名称 | 对象 | Python 类 | 描述 |
Connect | 与 Hypervisor的连接 |
virConnectPtr
|
在调用任何 API 去管理一个本地或者远端的Hypervisor前,必须建立和这个Hypervisor的连接。 |
Domain | Guest domain |
virDomainPtr
|
用于列举和管理已有的虚机,或者创建新的虚机。唯一标识:ID,Name,UUID。一个域可能是暂时性的或者持久性的。暂时性的域只能在它运行期间被管理。持久性的域在主机上保存了它的配置。 |
Virtual Network | 虚拟网络 |
virNetworkPtr
|
用于管理虚机的网络设备。唯一标识:Name,UUID。一个虚拟网络可能是暂时性的或者持久性的。每个主机上安装libvirt后,它都有一个默认的网络设备“default”。它向该主机上运行的虚机提供DHCP服务,以及通过NAT连接到主机上。 |
Storage Pool | 存储池 |
virStoragePoolPtr
|
用于管理虚拟机内的所有存储,包括 local disk, logical volume group, iSCSI target, FibreChannel HBA and local/network file system。唯一标识:Name,UUID。一个存储池可能是暂时性的或者持久性的。Pool 的 type 可以是 dir , fs , netfs , disk , iscsi , logical , scsi ,mpath , rbd , sheepdog , gluster 或者 zfs。 |
Storage Volume | 存储卷 |
virStorageVolPtr
|
用于管理一个存储池内的存储块,包括一个池内分配的块、磁盘分区、逻辑卷、SCSI/iSCSI Lun,或者一个本地或者网络文件系统内的文件等。唯一标识:Name,Key,Path。 |
Host device | 主机设备 |
virNodeDevPtr
|
用于管理主机上的物理硬件设备,包括 the physical USB or PCI devices and logical devices these provide, such as a NIC, disk, disk
controller, sound card, etc。唯一标识:Name。
|
1.1.3 API 的简单分类
Libvirt API 就是对各种对象的各种操作,包括基本的增、删、改、查操作和其它操作。
对象 | 增 | 删 | 改 | 查 | 其它 |
Connect | virConnectOpen virConnectOpenAuth virConnectOpenReadOnly |
virConnectClose | virConnectSetKeepAlive | ||
Strorage pool | virStoragePoolBuild virStoragePoolCreate virStoragePoolCreateXML virStoragePoolDefineXML |
virStoragePoolDelete virStoragePoolDestroy virStoragePoolFree virStoragePoolUndefine |
virStoragePoolRefresh virStoragePoolSetAutostart |
virConnectFindStoragePoolSources virConnectListAllStoragePools virConnectListDefinedStoragePools virConnectListStoragePools virConnectNumOfDefinedStoragePools virConnectNumOfStoragePools virStoragePoolGetInfo/Name/UUID/UUIDString/XMLDesc virStoragePoolIsActive/Persistent virStoragePoolLookupByName/UUID/UUIDString/Volume virStoragePoolRef |
virStoragePoolGetAutostart virStoragePoolGetConnect virStoragePoolNumOfVolumes
virStoragePoolListAllVolumes
virStoragePoolListVolumes
|
Storage volume | virStorageVolCreateXML virStorageVolCreateXMLFrom |
virStorageVolDelete virStorageVolFree |
virStorageVolResize virStorageVolUpload virStorageVolWipe virStorageVolWipePattern |
virStorageVolGetConnect/Info/Key/Name/Path/XMLDesc virStorageVolLookupByKey/Name/Path virStorageVolRef |
virStorageVolDownload |
Network | virNetworkCreate virNetworkCreateXML virNetworkDefineXML |
virNetworkDestroy virNetworkFree virNetworkUndefine |
virNetworkSetAutostart virNetworkUpdate |
virConnectListAllNetworks virConnectListDefinedNetworks virConnectListNetworks virConnectNumOfDefinedNetworks virConnectNumOfNetworks virNetworkGetBridgeName/DHCPLeases/Name/UUID/UUIDString/XMLDesc virNetworkIsActive/Persistent virNetworkLookupByName/UUID/UUIDString virNetworkGetAutostart
virNetworkGetConnect
|
virConnectNetworkEventDeregisterAny virConnectNetworkEventGenericCallback virNetworkDHCPLeaseFree |
Domain snapshot | virDomainSnapshotCreateXML | virDomainSnapshotDelete virDomainSnapshotFree |
virDomainRevertToSnapshot | virDomainHasCurrentSnapshot virDomainListAllSnapshots virDomainSnapshotCurrent virDomainSnapshotGetConnect/Domain/Name/Parent/XMLDesc virDomainSnapshotHasMetadata virDomainSnapshotIsCurrent virDomainSnapshotListAllChildren virDomainSnapshotListChildrenNames virDomainSnapshotListNames virDomainSnapshotLookupByName virDomainSnapshotNum virDomainSnapshotNumChildren virDomainSnapshotRef |
|
Host | virInitialize virNodeSetMemoryParameters virNodeSuspendForDuration |
virConnectBaselineCPU virConnectCompareCPU virConnectGetCPUModelNames/Capabilities/Hostname/LibVersion/MaxVcpus/Sysinfo/Type/URI/Version virConnectIsAlive virConnectIsEncrypted virConnectIsSecure virGetVersion virNodeGetCPUMap/CPUStats /CellsFreeMemory/FreeMemory/Info/MemoryParameters/MemoryStats / virNodeGetSecurityModel |
virTypedParamsAddBoolean virTypedParamsAddDouble virTypedParamsAddFromString virTypedParamsAddInt virTypedParamsAddLLong virTypedParamsAddString virTypedParamsAddUInt virTypedParamsAddULLong virTypedParamsClear virTypedParamsFree virTypedParamsGet |
||
Interface | virInterfaceCreate virInterfaceDefineXML |
virInterfaceDestroy virInterfaceFree virInterfaceUndefine |
virInterfaceChangeBegin virInterfaceChangeCommit virInterfaceChangeRollback |
virConnectListAllInterfaces virConnectListDefinedInterfaces virConnectListInterfaces virConnectNumOfDefinedInterfaces virConnectNumOfInterfaces virInterfaceGetConnect virInterfaceGetMACString virInterfaceGetName virInterfaceGetXMLDesc virInterfaceIsActive virInterfaceLookupByMACString virInterfaceLookupByName virInterfaceRef |
|
Net Filter | virNWFilterDefineXML |
virNWFilterFree virNWFilterUndefine |
virConnectListAllNWFilters virConnectListNWFilters virConnectNumOfNWFilters virNWFilterGetName virNWFilterGetUUID virNWFilterGetUUIDString virNWFilterGetXMLDesc virNWFilterLookupByName virNWFilterLookupByUUID virNWFilterLookupByUUIDString virNWFilterRef |
||
Domain Event | virConnectDomainEventDeregister virConnectDomainEventDeregisterAny virConnectDomainEventDeviceAddedCallback virConnectDomainEventDeviceRemovedCallback |
virConnectDomainEventAgentLifecycleCallback virConnectDomainEventBalloonChangeCallback virConnectDomainEventBlockJobCallback virConnectDomainEventCallback virConnectDomainEventDiskChangeCallback virConnectDomainEventGenericCallback virConnectDomainEventGraphicsCallback virConnectDomainEventIOErrorCallback virConnectDomainEventIOErrorReasonCallback virConnectDomainEventPMSuspendCallback virConnectDomainEventPMSuspendDiskCallback |
|||
Domain | virDomainCreate virDomainCreateLinux virDomainCreateWithFiles virDomainCreateWithFlags virDomainCreateXML virDomainCreateXMLWithFiles virDomainDefineXML virDomainDefineXMLFlags |
virDomainDestroy virDomainDestroyFlags virDomainFree virDomainUndefine virDomainUndefineFlags virDomainUpdateDeviceFlags |
virDomainAbortJob virDomainAddIOThread
virDomainDelIOThread
virDomainAttachDevicevirDomainAttachDeviceFlags virDomainDetachDevice virDomainDetachDeviceFlags virDomainBlockCommit virDomainBlockCopy virDomainBlockJobAbort virDomainBlockJobSetSpeed virDomainBlockPeek virDomainBlockPull virDomainBlockRebase virDomainBlockResize virDomainCoreDump virDomainCoreDumpWithFormat virDomainFSFreeze virDomainFSInfoFree virDomainFSThaw virDomainFSTrim virDomainInjectNMI virDomainInterfaceFree virDomainManagedSave virDomainManagedSaveRemove virDomainMigrate virDomainMigrate2 virDomainMigrate3 virDomainMigrateSetCompressionCache virDomainMigrateSetMaxDowntime virDomainMigrateSetMaxSpeed virDomainMigrateToURI virDomainMigrateToURI2 virDomainMigrateToURI3 virDomainOpenChannel virDomainOpenConsole virDomainOpenGraphics virDomainOpenGraphicsFD virDomainPMSuspendForDuration virDomainPMWakeup virDomainReboot virDomainReset virDomainRestore virDomainRestoreFlags virDomainResume virDomainSave virDomainSaveFlags virDomainSaveImageDefineXML virDomainScreenshot virDomainSendKey virDomainSendProcessSignal
virDomainShutdown
virDomainSetAutostartvirDomainShutdownFlags virDomainSuspend virDomainSetBlkioParameters virDomainSetBlockIoTune virDomainSetInterfaceParameters virDomainSetMaxMemory virDomainSetMemory virDomainSetMemoryFlags virDomainSetMemoryParameters virDomainSetMemoryStatsPeriod virDomainSetMetadata virDomainSetNumaParameters virDomainSetSchedulerParameters virDomainSetSchedulerParametersFlags virDomainSetTime virDomainSetUserPassword virDomainSetVcpus virDomainSetVcpusFlags |
virConnectGetAllDomainStats virConnectGetDomainCapabilities virConnectListAllDomains virConnectListDefinedDomains virConnectListDomains virConnectNumOfDefinedDomains virConnectNumOfDomains virDomainBlockStats virDomainBlockStatsFlags virDomainGetAutostart virDomainGetBlkioParameters virDomainGetBlockInfo virDomainGetBlockIoTune virDomainGetBlockJobInfo virDomainGetCPUStats virDomainGetConnect virDomainGetControlInfo virDomainGetDiskErrors virDomainGetEmulatorPinInfo virDomainGetFSInfo virDomainGetHostname virDomainGetID virDomainGetIOThreadInfo virDomainGetInfo virDomainGetInterfaceParameters virDomainGetJobInfo virDomainGetJobStats virDomainGetMaxMemory virDomainGetMaxVcpus virDomainGetMemoryParameters virDomainGetMetadata virDomainGetName virDomainGetNumaParameters virDomainGetOSType virDomainGetSchedulerParameters virDomainGetSchedulerParametersFlags virDomainGetSchedulerType virDomainGetSecurityLabel virDomainGetSecurityLabelList virDomainGetState virDomainGetTime virDomainGetUUID virDomainGetUUIDString virDomainGetVcpuPinInfo virDomainGetVcpus virDomainGetVcpusFlags virDomainGetXMLDesc virDomainHasManagedSaveImage virDomainIOThreadInfoFree virDomainInterfaceAddresses virDomainInterfaceStats virDomainIsActive virDomainIsPersistent virDomainIsUpdated virDomainListGetStats virDomainLookupByID virDomainLookupByName virDomainLookupByUUID virDomainLookupByUUIDString virDomainMemoryPeek virDomainMemoryStats virDomainMigrateGetCompressionCache virDomainMigrateGetMaxSpeed virDomainPinEmulator ? virDomainPinIOThread virDomainPinVcpu virDomainPinVcpuFlags virDomainSaveImageGetXMLDesc virDomainStatsRecordListFree |
virConnectDomainXMLFromNative virConnectDomainXMLToNative |
Secret | virSecretDefineXML | virSecretFree virSecretUndefine |
virSecretSetValue | virConnectListAllSecrets virConnectListSecrets virConnectNumOfSecrets virSecretGetConnect/UUID/UUIDString/UsageID/UsageType/Value/XMLDesc virSecretLookupByUUID/UUIDString/Usage virSecretRef |
|
Stream | virStreamNew | virStreamFree | virStreamFinish
virStreamAbort
virStreamRecv
virStreamRecvAll
virStreamSend
virStreamSendAll
|
virStreamSinkFunc virStreamSourceFunc |
1.2 Libvirt XML 定义
Libvirt 使用 XML 来定义各种对象,其中,与 OpenStack Nova 关系比较密切的有:
disk (磁盘) | 任何磁盘设备,包括软盘(floppy)、硬盘(hard disk)、光驱(cdrom)或者半虚拟化驱动都使用
(1)”volume“ 类型的 disk
|
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Host device assignment (主机设备分配) |
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|
Network interface (网卡) | 有几种 interface 类型: (1)type = ‘network’ 定义一个连接 Virtual network 的 interface
#virsh:attach-interface --domain d-2 --type network --source isolatednet1 --mac 52:53:00:4b:75:6f --config (2)type=‘birdge’ 定义一个 Bridge to LAN(桥接到物理网络)的interface:前提是主机上存在一个 bridge,该 bridge 已经连到物理LAN。 <interface type='bridge'> #连接到 br0 #virsh:attach-interface --domain d-2 --type bridge --source virbr0 --mac 52:22:33:44:55:66 --config (3)type=‘ethernet’ 定义一个使用指定脚本连接到 LAN 的 interface
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