kubevirt

• Kubevirt 是Redhat开源的以容器方式运行虚拟机的项目，以k8s add-on方式，利用k8s CRD为增加资源类型VirtualMachineInstance（VMI),使用容器的image registry去创建虚拟机并提供VM生命周期管理。
• kubevirt提供vm-import-operator可以支持从vmware导入虚机至kubevirt集群。
• 简单来说：kubevirt只是用k8s管vm，其中会复用k8s的cni和csi，所以只是用operator的方式来操作vm，他不去管网络和存储等。所以和OpenStack中包含nova，neutron，cinder等不一样，可以理解成kubevirt是一个k8s框架下的，用go写的nova vm管理组件。

一、Kubevirt的架构

 

• virt-api

kubevirt是以CRD形式去管理vm pod， virt-api就是所有虚拟化操作的入口，包括常规的CRD更新验证以及vm start、stop

• virt-controlller

Virt-controller会根据vmi CRD，生成对应的virt-lancher pod，并维护CRD的状态

• virt-handler

Virt-handler会以Daemonset形式部署在每个节点上，负责监控节点上每个虚拟机实例状态变化，一旦检测到状态变化，会进行响应并确保相应操作能达到所需（理想）状态。

Virt-handler保持集群级VMI Spec与相应libvirt域之间的同步；报告Libvirt域状态和集群Spec的变化；调用以节点为中心的插件以满足VMI Spec定义的网络和存储要求。

• virt-launcher

每个virt-lanuncher pod对应着一个VMI， kubelet只是负责virt-lanuncher pod运行状态，不会去关心VMI创建情况。

virt-handler会根据CRD参数配置去通知virt-lanuncher去使用本地libvirtd实例来启动VMI， virt-lanuncher就会如果pid去管理VMI，pod生命周期结束，virt-lanuncher也会去通知VMI去终止。

每个virt-lanuncher pod对应一个libvirtd，virt-lanuncher通过libvirtd去管理VM的生命周期，这样做到去中心化，不再是以前虚拟机那套做法，一个libvirtd去管理多个VM。

• virtctl

virctl 是kubevirt自带类似kubectl命令，它是越过virt-lancher pod这层去直接管理vm，可以控制vm 的start、stop、restart。

总结： kubevirt以CRD形式将VM管理接口接入到kubernetes，通过一个pod去使用libvirtd管理VM方式，实现pod与VM的一对一对应，做到如同容器一般去管理虚拟机，并且做到与容器一样的资源管理、调度规划，这个整体与企业iaas关系不大，也方便企业接入

二、Kubevirt如何管理虚拟机？

虚拟机镜像采用容器镜像形式存放在镜像仓库中。创建原理如上图所示，将Linux发行版本的镜像文件存放到基础镜像的/disk目录内，镜像格式支持qcow2、raw、img。通过Dockerfile文件将虚拟机镜像制作成容器镜像，然后分别推送到不同的registry镜像仓库中。客户在创建虚拟机时，根据配置的优先级策略拉取registry中的虚拟机容器镜像，如果其中一台registry故障，会另一台健康的registry拉取镜像。

虚拟机生命周期管理

 

KubeVirt虚拟机生命周期管理主要分为以下几种状态：

上述架构里其实已经部分简述了VM的创建流程，以下进行流程梳理：

1. K8S API 创建VMI CRD对象
2. virt-controller监听到VMI创建时，会根据VMI配置生成pod spec文件，创建virt-launcher pods
3. virt-controller发现virt-launcher pod创建完毕后，更新VMI CRD状态
4. virt-handler监听到VMI状态变更，通信virt-launcher去创建虚拟机，并负责虚拟机生命周期管理

 

虚拟机创建分为创建DataVolume和VMI两个流程：

1. 创建DataVolume后，CDI组件创建对应的PVC并且关联到合适的PV，然后通过临时Importer Pod拉取虚拟机容器镜像绑定到DataVolume生成的PV中，并且将镜像转换成disk.img文件存储在PV中供虚拟机使用。
2. 创建VMI后，等待disk.img转换成功，然后在对应的Node上启动Launcher Pod，并将CDI流程生成的PV挂载到Pod内，当做虚拟机启动的系统盘。Launcher根据VMI的定义生成定义虚拟机的XML文件，然后调用libvirt进程调用Qemu命令创建并且启动虚拟机。VMI会对Launcher Pod状态进行同步，反应VM运行的状态