OpenStack 镜像介绍

简单介绍下 OpenStack 支持的镜像和现状。

现成的镜像

• https://cloud-images.ubuntu.com/

virtual machine image

A virtual machine image is a single file which contains a virtual disk that has a bootable operating system installed on it

image disk formats

• raw
  • 最简单的格式。kvm 和 xen 都支持
  • 不支持 snapshots
• qcow2
  • 全称： QEMU copy-on-write version 2，通常被 kvm 使用。
  • 比 raw 小
  • 支持 snapshots
• AMI/AKI/ARI
  • Amazon EC2 支持
    • AMI (Amazon Machine Image)，是 raw 格式
    • AKI (Amazon Kernel Image)，是一个 kernel 文件，即vmlinuz
    • ARI (Amazon Ramdisk Image)，是启动时加载的 ramdisk 文件，即initrd
• vmdk
  • VMware’s ESXi 使用的格式
• vdi
  • VirtualBox 使用的格式，openstack 不直接支持 vdi 格式，需要将其转换为其他格式才行。
• vhd
  • Microsoft Hyper-V 使用的格式
• vhdx
  • 比 vhd 更先进的格式，支持更大的磁盘大小，防止宕机后数据丢失的问题。
• ovf
  • 全称是：Open Virtualization Format，是虚拟机的 packaging format，一个 ovf package 可以包含多个 image files， .ovf xml 文件定义了 metadata
  • openstack 不支持 ovf package，必须从 ovf 中提取出 image 才行。
• iso
  • 是被格式化为 read-only ISO 9660 的文件系统，被用作 CD 和 DVD，iso 包含可启动的操作系统，所有也可以视为一个虚拟机 image

Container formats

The container format indicates whether the virtual machine image is in a file format that also contains metadata about the actual virtual machine

• bare
• ovf
• aki
• ari
• ami

image 制作的注意事项

• 禁用不必要的服务（例如 cups，postfix，sendmail，gnome 界面进程等）
• 默认运行级别不要设置为 5
• MAC 地址不要写死
• ssh server 要自启动
• 禁用防火墙（可以使用 openstack 安全组来控制 instance 的访问，instance 的防火墙会导致排除问题困难）
• boot 时 resize partitions
• boot 时从 openstack metadata service 获取 ssh public key，放在本地
• 保证 image 将 boot log 写在 console 上（在 grub 配置中加入 console=ttyS0)

NBD(Network Block Device)

https://en.wikipedia.org/wiki/Network_block_device

NBD 是一个 device，但内容不是本地提供的，而是远程提供的，通常 nbd 都是用于访问远程机器的一个 storage device。

NBD 分为 server 和 client。在 client 主机上，有个内核模块会控制这个 device，每当一个程序去访问这个 device，内核模块就会转发到 server 端，通常 server 端都是 userspace 的一个程序，例如 qemu-nbd。

举个例子：在一台 linux 上，如果想要修改本地一个 qcow2 格式的 image，可以使用 qemu-nbd 命令将 image 的分区映射到 nbd device 上，此时 qemu-nbd 是作为 server 端的程序，一旦往 nbd device 上写东西的话，本地 linux kernel 模块就会转发给 qemu-nbd，让 qemu-nbd 程序去处理，这样就达到了修改 image 内容的目的。

loop device

loop device 是一个 device，与 NBD 不同的是：内容是本地的一个 file，而不是远程的 device

Mount a qcow2 image

qemu-nbd - QEMU Disk Network Block Device Server: Export QEMU disk image using NBD protocol

qemu-nbd -c /dev/nbd0 imageName执行后，会出现/dev/nbd0p1、/dev/nbd0p2、/dev/nbd0p3，分别对应 vm 中的不同分区

vm_156e3:/dsx01/instances/instance-00000064 # l /dev/nbd*
brw-rw---- 1 root disk 43,   0 Oct 15 15:57 /dev/nbd0
brw-rw---- 1 root disk 43,   1 Oct 15 15:57 /dev/nbd0p1
brw-rw---- 1 root disk 43,   2 Oct 15 15:57 /dev/nbd0p2
brw-rw---- 1 root disk 43,   3 Oct 15 15:57 /dev/nbd0p3

可以直接 mount 虚拟机的某个分区： mount /dev/nbd0p1 /mnt，可以自行修改。

修改结束后，先umount /mnt，然后执行qemu-nbd -d /dev/nbd0，此时/dev/nbd0p1、/dev/nbd0p2、/dev/nbd0p3 会消失。

注意： 如果 image 中带有 LVM，在 qemu-nbd 之后必须执行vgscan和vgchange -ay命令，让 LVM 的分区暴露成可以 mount 的设备，umount 之后，先vgchange -an，然后再qemu-nbd -d

Mount a raw image (with LVM)

kpartx命令的作用：读 device 中的分区表，将扫描出的分区映射到 device 上。

1. losetup -f 找一个空闲的设备
2. losetup /dev/loop2 cirros-0.3.4-x86_64-disk.raw 关联 image
3. 查看一下/dev/loop0 中是否有分区

vm_156e3:~/xiexianbin_cn # kpartx -av /dev/loop0
add map loop0p1 (253:7): 0 64260 linear /dev/loop0 16065

1. 如果其中有分区的话，那么会有新设备： /dev/mapper/loop0p1
2. 可以 mount 该分区： mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt
3. mount 后就可以进行操作
4. 如果 image 中使用了 LVM，则需要执行vgscan和vgchange -ay
5. 结束先umount /mnt，然后kpartx -d /dev/loop0，然后losetup -d /dev/loop0

image 格式间转换

qemu-img convert 命令可以在不同格式间转换。例如：从 qcow2 转换成 raw 格式

qemu-img convert -f qcow2 -O raw cirros-0.3.4-x86_64-disk.img.bak cirros-0.3.4-x86_64-disk.raw

VHDX

VHDX (Virtual Hard Disk v2) 是微软推出的下一代虚拟硬盘格式，用于 Hyper-V 和 Docker 等虚拟化平台，相比旧的 VHD 格式，它支持更大的容量（高达 64 TB）、更好的性能和电源故障恢复能力，能存储虚拟机操作系统、应用和数据，提供动态扩展和快照功能，是现代虚拟化环境推荐的虚拟磁盘标准。

windows 转 qcow2 https://gist.github.com/omerfsen/cdd540cc32fa20406d47af43082c6a39