KVM 虚机镜像操作, 扩容和压缩

KVM镜像操作

qemu-img命令

创建镜像 qemu-img create

# 创建一个设备空间大小为10G的镜像
qemu-img create -f qcow2 centos7-guest.qcow2 10G
# 基于backing_file创建大小为20G的镜像, 使用-b参数, -F用于指定backing_file的格式
qemu-img create -F qcow2 -b /path/to/backing-kvm.img -f qcow2 /path/to/target.qcow2 20G
# 基于backing_file创建大小为20G的镜像, 使用-o参数, 都在-o参数内指定
qemu-img create -f qcow2 -o backing_file=/path/to/rhel6u3.img,backing_fmt=qcow2,size=20G /path/to/target.qcow2

关于backing_file的说明

If the option backing_file is specified, then the image will record only the differences from backing_file. No size needs to be specified in this case. backing_file will never be modified unless you use the "commit" monitor command (or qemu-img commit).

查看镜像信息 qemu-img info

qemu-img info rhel6u3.img

转换镜像格式 qemu-img convert

使用-f指定源文件格式, 用-O指定目标文件格式

qemu-img convert -f raw -O qcow2 centos.img centos.qcow2
qemu-img convert -f qcow2 -O raw centos.qcow2 centos.raw

缩小镜像实际占用的磁盘大小

在虚机中进行文件相关的操作(复制, 解压)后, 即使删除了文件, 虚机依然占用文件空间, 如果要减小空间占用, 可以通过如下的方式

Linux虚机端

Linux虚机端, trim a device and free all unused storage on the underlying device

fstrim -av

将未使用的空间用0填充, 因为删除的文件依然存在, 如果不写零, 无法回收这些空间. 这一步会将虚机预设的空间全部填充, 取决于磁盘性能, 可能会很慢

dd if=/dev/zero of=/mytempfile
# 删除产生的文件
rm -f /mytempfile

Windows虚机端

对于Win7/2008R2 及以上版本会自动裁剪(trim), 可以通过下面命令查看是否开启

fsutil behavior query DisableDeleteNotify

上面应当会输出0, 否则使用下面的命令设置

fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0

然后执行下面的命令

• 整理碎片, 用windows自带的或者第三方工具例如 Defraggler or UltraDefrag.
• 使用SDelete(推荐)或者Eraser, 将空闲空间填充0

使用SDelete

• 下载 SDelete 保存到 C:\windows\system32\
• 运行下面的命令填零

sdelete -z

• 如果有多个分区, 例如 E:, 使用

sdelete -z e:

压缩虚机镜像

在宿主机进行操作

qemu-img convert -O qcow2 vm_pbc.qcow2 vm_pbc_shrink.qcow2

带压缩参数, 会比较慢

qemu-img convert -O qcow2 -c vm_pbc.qcow2 vm_pbc_shrink.qcow2

virt-filesystems命令

查看镜像的磁盘大小

virt-filesystems --long --parts --blkdevs -h -a c7guest1.qcow2c
Name       Type       MBR  Size  Parent
/dev/sda1  partition  83   8.0G  /dev/sda
/dev/sda   device     -    8.0G  -

virt-resize命令

将旧镜像中的文件系统扩充到新镜像中, 用于调整虚机磁盘大小

# 创建一个50G容量的qcow2空白镜像
qemu-img create -f qcow2 /data/images/win2012-50gb.qcow2 50G
# 将镜像扩充到新镜像中去, 通过--expand指定需要扩张的分区
virt-resize --expand /dev/sda2 /data/images/win2012.qcow2 /data/images/win2012-50gb.qcow2

此时只是将在虚机磁盘上增加了可用空间, 但是未体现到文件系统, 启动虚机后, 在虚机中扩充分区大小

# 查看分区
df -h
# 查看分区对应的磁盘大小, 能看出来/dev/vda1已经增长, 但是未体现到df -h的输出中
fdisk -l
# 如果/dev/vda1格式是xfs
xfs_growfs /dev/vda1
# 如果/dev/vda1格式是ext2,3,4
resize2fs /dev/vda1

对镜像进行扩容操作

下面的例子演示了如何将vm_n01.qcow2这个镜像扩容到40G

# 先检查镜像的分区结构, 以便后面对指定的分区进行扩容
virt-filesystems --long --parts --blkdevs -h -a vm_n01.qcow2
# 更名
mv vm_n01.qcow2 vm_n01.qcow2.bak
# 用原名创建一个40G的空白镜像
qemu-img create -f qcow2 vm_n01.qcow2 40G
# 将旧镜像导入到空白镜像
virt-resize --expand /dev/sda1 vm_n01.qcow2.bak vm_n01.qcow2
# 检查导入后的新镜像
virt-filesystems --long --parts --blkdevs -h -a vm_n01.qcow2
# 删除旧镜像
rm vm_n01.qcow2.bak

用新镜像导入创建虚机后

# 查看分区
df -h
# 查看分区对应的磁盘大小, 能看出来/dev/vda1已经增长, 但是未体现到df -h的输出中
fdisk -l
# 如果/dev/vda1格式是xfs
xfs_growfs /dev/vda1
# 如果/dev/vda1格式是ext2,3,4
resize2fs /dev/vda1

遇到e2fsck版本太低的问题

centos7自带的e2fsck版本过低, 运行resize报错

virt-resize: error: libguestfs error: resize2fs: e2fsck 1.42.9
(28-Dec-2013)
/dev/sda1 has unsupported feature(s): metadata_csum
e2fsck: Get a newer version of e2fsck!

解决: 编译最新版本

# 需要预先安装 wget gcc-c++
sudo wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/people/tytso/e2fsprogs/v1.46.4/e2fsprogs-1.46.4.tar.gz
sudo tar xvf e2fsprogs-1.46.4.tar.gz
sudo cd e2fsprogs-1.46.4
sudo ./configure
sudo make
sudo make install
sudo yum -y install libguestfs-xfs

使用RAW格式对镜像扩容

Ubuntu20.04 Focal Cloudimage扩容, 参考 https://www.cnblogs.com/milton/p/15382673.html

# resize原始镜像
qemu-img resize focal-server-cloudimg-amd64-50g.qcow2 50G
# 转换为raw格式镜像
qemu-img convert -f qcow2 -O raw focal-server-cloudimg-amd64-50g.qcow2 focal-server-cloudimg-amd64.raw
# 重命名以防混淆
mv focal-server-cloudimg-amd64.raw focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw
# 运行parted
parted focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw
######################## 开始
GNU Parted 3.1
Using /data/backup/vm_images/focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) p
Error: The backup GPT table is not at the end of the disk, as it should be.
This might mean that another operating system believes the disk is smaller.
Fix, by moving the backup to the end (and removing the old backup)?
Fix/Ignore/Cancel? Fix
Warning: Not all of the space available to
/data/backup/vm_images/focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw appears to be used,
you can fix the GPT to use all of the space (an extra 100245504 blocks) or
continue with the current setting?
Fix/Ignore? Fix
Model:  (file)
Disk /data/backup/vm_images/focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw: 53.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags
14      1049kB  5243kB  4194kB                     bios_grub
15      5243kB  116MB   111MB   fat32              boot
 1      116MB   2361MB  2245MB  ext4

(parted) resizepart
Partition number? 1
End?  [2361MB]? 53.7G
(parted) p
Model:  (file)
Disk /data/backup/vm_images/focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw: 53.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags
14      1049kB  5243kB  4194kB                     bios_grub
15      5243kB  116MB   111MB   fat32              boot
 1      116MB   53.7GB  53.6GB  ext4
(parted) q
########################### 结束
# 查看raw格式的分区大小是否正确
virt-filesystems --long --parts --blkdevs -h -a focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw
Name        Type       MBR  Size  Parent
/dev/sda1   partition  -    50G   /dev/sda
/dev/sda14  partition  -    4.0M  /dev/sda
/dev/sda15  partition  -    106M  /dev/sda
/dev/sda    device     -    50G   -

# 转回qcow2格式
qemu-img convert -f raw -O qcow2 focal-server-cloudimg-amd64-50g.raw focal-server-cloudimg-amd64-50g-resized.qcow2

# 再次检查
virt-filesystems --long --parts --blkdevs -h -a focal-server-cloudimg-amd64-50g-resized.qcow2
Name        Type       MBR  Size  Parent
/dev/sda1   partition  -    50G   /dev/sda
/dev/sda14  partition  -    4.0M  /dev/sda
/dev/sda15  partition  -    106M  /dev/sda
/dev/sda    device     -    50G   -

参考

• Shrink Qcow2 Disk Files https://pve.proxmox.com/wiki/Shrink_Qcow2_Disk_Files