KVM虚拟机差量生产镜像测试

1. 结论

后备镜像差量生成虚拟机的方式可以快速的产生大量的虚拟机，节省磁盘空间，在生产环境中有非常重要的意义。经过测试，对后备镜像的读压力非常小，系统压力主要在差量镜像的写压力，使用的时候，为了取得良好效果，应将后备镜像和差量镜像分散到不同的物理硬盘上，并保证镜像的安全性。

2. 后备镜像差量生成虚拟机（backing_file）功能说明

后备镜像差量生成虚拟机是指多台虚拟机共用一个后备镜像，每个虚拟机根据需要，如果是读操作，读取镜像，如果是写操作，才写入自己的镜像文件，类似快照的copy on write机制。后备镜像可以是raw和qcow2格式，差量镜像只能是qcow2格式。

3. 使用差量方式的好处：

1) 快速生成虚拟机镜像，通过一条命令，瞬间生成虚拟机镜像。

2) 节省磁盘空间，多台虚拟机公用一个后备镜像，节省大量空间。

4. 使用差量方式的风险

1) 多台虚拟机启动的时候，io压力非常大，尤其是第一次启动的时候。

2) 对后备镜像安全性要求非常高。

5. 测试环境

硬件

联想R510G7

cpu Intel(R) Xeon(R) CPU E5506 @ 2.13GHz

内存 8G

硬盘 sas 146Gx2 raid0 x2

软件 CentOS 6.3 kernel 2.6.32-279.19.1.el6.x86_64

6. 测试方法

生成差量镜像的命令，-b参数是指后备镜像，如果生成的镜像和后备镜像不在同一个目录，注意要使用绝对路径，否则虚拟机不能启动。

qemu-img create -f qcow2 /datapool/w2k3-test-04 -b /data/win2003ent32chs

测试的时候，编写了一个脚本，不停的产生差量镜像，启动虚拟机，5分钟后关闭虚拟机、删除虚拟机、在产生镜像，通过cacti监控平台观察磁盘的io压力。

7. 测试结果
 
1) 不同操作系统第一次启动后，占用的空间大小

系统

空间

Windows server 2003

44M

Windows server 2008

85M

CentOS5.6

18M

Centos6.2

11M

2) 压力测试

将后备镜像和差量镜像放置到同一硬盘或者raid组，发现磁盘的读写io非常高，几台windows server 2003虚拟机同时启动，启动到第三台虚拟机就会蓝屏。这种测试方法也不能测试具体的后备镜像和差量镜像的读写压力，所以将后备镜像和差量镜像分开到不同的raid组上进行测试。

Windows server 2003系统一台虚拟机重复循环删除、生成、启动的时候，系统的io压力。

datavg-datapool是放置差量镜像的lv，可以看到写的压力非常大，data-images是放置后备镜像的lv，可以看到主要压力是读压力，非常小，不到一个iops。

Windows server 2003系统十台台虚拟机重复循环删除、生成、启动的时候，系统的io压力。

datavg-datapool是放置差量镜像的lv，可以看到写的压力非常大，平均600多iops，最高到5000多iops.

data-images是放置后备镜像的lv，可以看到主要压力是读压力，非常小，不到3 iops。

3) 破坏性测试

模拟后备镜像遭到破坏的情景，正在运行的虚拟机不会立即死机，没有启动的虚拟机启动过程中会蓝屏。

8. 将差量镜像转化成普通镜像，
 
使用qemu-img convert
 
转换差量w2k3-test-01为普通镜像w2k3-test-01-10，格式为qcow2
 
qemu-img convert -f qcow2 -O qcow2 w2k3-test-01 w2k3-test-01-10
 
qemu-img info w2k3-test-01
 
image: w2k3-test-01
 
file format: qcow2
 
virtual size: 8.0G (8589934592 bytes)
 
disk size: 122M
 
cluster_size: 65536
 
backing file: /data/win2003ent32chs
 
qemu-img info w2k3-test-01-10
 
image: w2k3-test-01-10
 
file format: qcow2
 
virtual size: 8.0G (8589934592 bytes)
 
disk size: 3.3G
 
cluster_size: 65536
 
9. 更换镜像的后备镜像
 
-u 参数非安全方式，只是更换镜像
 
不带参数-u，会比较旧的后备镜像和新的后备镜像的差异，以新的镜像为准
 
qemu-img rebase -u -b w2k3-test-01-10 w2k3-test-01
 
qemu-img info w2k3-test-01
 
image: w2k3-test-01
 
file format: qcow2
 
virtual size: 8.0G (8589934592 bytes)
 
disk size: 122M
 
cluster_size: 65536
 
backing file: w2k3-test-01-10